WebGIS 背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

【摘要】對于WebGIS軟件技術的研究主要集中在空間數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、分布式策略、網(wǎng)絡環(huán)境下的空間信息組織管理等方面，遵循著GIS標準和GIS理論的研究結(jié)果，基于Internet網(wǎng)，采用Brower/Server體系結(jié)構(gòu)或多級Brower/Server體系結(jié)構(gòu)，利用分布式面向?qū)ο蠹夹g如CORBA、JAVA、COM+、DCOM/ActiveX，或者綜合使用幾種分布式對象技術來構(gòu)造WebGIS。緊跟地理信息系統(tǒng)的最新發(fā)展的方向，采用空間數(shù)據(jù)庫SQL Server存儲地理信息數(shù)據(jù)，采用B/S（Browser/Server瀏覽器/服務器）模式，結(jié)合配電網(wǎng)管理，開發(fā)了縣區(qū)級供電公司配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，讓所有聯(lián)網(wǎng)的計算機，包括局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的用戶都能夠方便快速地訪問。

【關鍵詞】WebGIS；分布式；B/S模式

1、研究背景

電力行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎和國民生活的基礎保障，是國家經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中的重點和先行產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展是人民生活水平不斷提高和社會進步的需要。隨著全球信息化和網(wǎng)絡化進程的加快，互聯(lián)網(wǎng)的應用也呈現(xiàn)爆炸式的增長。在此環(huán)境下，加快電力行業(yè)信息化建設顯的尤其重要。

傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)信息是以圖紙、報表、調(diào)度指令等傳遞模式實現(xiàn)的。這種信息傳遞方式不僅費時、費力，還可能滯后電力生產(chǎn)進程。電力部門生產(chǎn)采用集中統(tǒng)一管理，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，都將導致事故，甚至引起重大的經(jīng)濟損失。而且，面對日益復雜的電力設施、時刻變化的電網(wǎng)信息、縱橫交錯的電網(wǎng)分布、不斷交遷的城市建筑和道路，尤其是電網(wǎng)中許多與空間位置有關的數(shù)據(jù)，如何在需要的時候迅速準確地提供完整的信息，如何將各種地圖、圖形、屬性信息等統(tǒng)一管理并達到信息共享，就顯得尤為迫切和重要。而GIS技術的出現(xiàn)使得上述所有這些問題都能夠迎刃而解。它不僅改進了信息傳遞方式，能有效管理配電網(wǎng)設備設施，使調(diào)度部門實時、直觀地了解信息的變化，而且依據(jù)開放性和可擴充性原則設計實現(xiàn)的配電網(wǎng)GIS，還能夠隨著客戶需求的變化和業(yè)務的拓展適時地進行擴充，科學合理地管理配電網(wǎng)，為配電網(wǎng)的建設和發(fā)展提供強有力的技術支持和輔助決策依據(jù)，從而不斷滿足客戶的需要。而地理信息系統(tǒng)是把地理位置和相關屬性進行有機地結(jié)合，根據(jù)實際需要準確真實、圖文并茂地輸出給用戶。可以借助其獨有的可視化表達和空間分析功能，進行各種輔助決策，GIS的這些特點已使其成為現(xiàn)代社會必不可少的基礎設施，滲透至生產(chǎn)生活的每一方面。

WebGIS簡單的定義就是在Internet上的GIS，是利用互聯(lián)網(wǎng)技術和WWW技術，完善和擴展了傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)功能的一門新技術。通過它，用戶可以在廣闊的Internet空間中尋找各自所需的各種空間數(shù)據(jù)以及相關的文本數(shù)據(jù)，還可以進行各種各樣的空間分析。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，Web GIS可以實現(xiàn)全社會范圍內(nèi)各領域、各部門之間的空間數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)共享，極大地提高了空間信息的查詢、發(fā)布和維護效率。

2、課題研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀

目前對于WebGIS軟件技術的研究主要集中在空間數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、分布式策略、網(wǎng)絡環(huán)境下的空間信息組織管理等方面，遵循著GIS標準和GIS理論的研究結(jié)果，基于Internet網(wǎng)，采用Brower/Server體系結(jié)構(gòu)或多級Brower/Server體系結(jié)構(gòu)，利用分布式面向?qū)ο蠹夹g如CORBA、JAVA、COM+、DCOM/ActiveX，或者綜合使用幾種分布式對象技術來構(gòu)造WebGIS。

Web地理信息服務標準制定的目的是基于網(wǎng)絡空間共享和互操作。目前最主要的推動者是OGC（Open GIS Consortium）. 為規(guī)范空間數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中的存儲格式，OGC推出了SFS（Simple Feature Specification for SQL）；為便于數(shù)據(jù)交換，OGC將XML擴展成了GML（Geographic Markup Language）；ISO推出了SQL/MM（SQL多媒體及應用包）。OGC還為Web信息服務制訂了一系列標準，包括：Web Map Service（WMS）、Web Coverage Service（WCS）、Web Feature Service（WFS）、Web Register Service（WRS）等。

在體系結(jié)構(gòu)方面，最新的WebGIS計算機技術被充分應用。組件GIS、基于Web Service的WebGIS體系結(jié)構(gòu)、基于中間件的WebGIS、基于.net或者J2EE的WebGIS應用框架都紛紛出現(xiàn)，很大程度的提高樂WebGIS的可擴展性和用戶二次開發(fā)的便利性。

海量空間數(shù)據(jù)的組織和管理一直都是WebGIS應用中的一大難題。最初的方式是在文件系統(tǒng)中存放圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，由WebGIS軟件進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)起來十分繁瑣。隨著關系型數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)開始分開存儲，圖形數(shù)據(jù)使用文件存儲，而屬性數(shù)據(jù)使用關系型數(shù)據(jù)庫進行存儲。而當空間數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)以后，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)又可以一體化的存放在空間數(shù)據(jù)庫之中。當前空間數(shù)據(jù)庫以Oracle Spatial、DB2等最為常用。而主流的空間數(shù)據(jù)引擎有MapInfo的SpatialWare、ESRI的ArcSDE。

國際上研發(fā)WebGIS的軟件公司最常見的有ESRI公司的ArcIMS、AutoDesk公司的MapGuide、MapInfo的MapXtreme等。國內(nèi)的WebGIS軟件有GeoBeans地圖服務器和客戶端Applet MapExpress、GeoStar、SuperMap等。而MapXtreme、ArcIMS等都是當前的WebGIS產(chǎn)品所支持的操作系統(tǒng)。他們有的使用J2EE跨平臺的技術構(gòu)架，有的具備有面向不同操作系統(tǒng)的版本。同時，可伸縮性的系統(tǒng)構(gòu)架為當今流行的WebGIS軟件支持并采用，支持從瘦客戶端到胖客戶端的多種應用模式。

電力企業(yè)任何應用的核心是空間數(shù)據(jù)，在這個核心的基礎上，能夠完美地集成和發(fā)展既有的應用，并且能夠方便地搭建新的應用。地理信息管理系統(tǒng)（GIS）運用軟件技術對電力系統(tǒng)空間基礎數(shù)據(jù)進行計算機管理，形成一個具有空間概念（地理環(huán)境信息）和基礎信息（配電網(wǎng)資料及用戶資料）的分層管理基礎數(shù)據(jù)庫，這既能方便地進行查詢和管理，又能為電力系統(tǒng)運行管理提供一個有效的、具有地理信息的網(wǎng)絡模型。同時也為配電自動化管理系統(tǒng)（DMS）提供了基礎數(shù)據(jù)平臺，支持DMS系統(tǒng)業(yè)務應用軟件的開發(fā)和其它功能的實現(xiàn)。傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)存儲一般采取低級共享的方式，由客戶端訪問服務器的共享文件夾來讀取空間數(shù)據(jù)，而屬性數(shù)據(jù)（如巡線管理、缺陷管理等）存儲在關系型數(shù)據(jù)庫（SQL Server、Oracle等）中，當有其它管理系統(tǒng)需要調(diào)用空間數(shù)據(jù)的時候，就必須專門設計程序，把空間數(shù)據(jù)從服務器共享文件夾中上傳到關系型數(shù)據(jù)庫中，這樣不僅降低了信息的利用率，而且這種文件共享方式只適合局域網(wǎng)，安全性低，可靠性差，弊端較多。