網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)

馬宇航

摘 要：網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的英文縮寫為Web GIS，其是現(xiàn)代GIS技術(shù)的重要組成，是interent技術(shù)應(yīng)用在GIS開發(fā)上的產(chǎn)物，其有著較多的優(yōu)點與功能，也有著較廣的應(yīng)用范圍。近年來，Web GIS發(fā)展比較快，應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷擴展，逐漸成為了一種可以服務(wù)于大眾的網(wǎng)絡(luò)工具。文章對網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的原理以及基礎(chǔ)技術(shù)進行了分析，還對該系統(tǒng)的發(fā)展趨勢進行了探討，希望可以促進這項技術(shù)的推廣，使其發(fā)揮出更大的價值。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)；原理；技術(shù)；發(fā)展趨勢

當(dāng)前社會，信息的數(shù)量具有海量發(fā)展的趨勢，隨著3S技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，其應(yīng)用的領(lǐng)域在不斷擴大，需求量也在不斷的升高。另外，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響下，我國GIS技術(shù)的發(fā)展也發(fā)生了質(zhì)的飛躍，傳統(tǒng)的GIS技術(shù)面臨著新的挑戰(zhàn)以及發(fā)展機遇，在這樣的環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）出現(xiàn)了，該系統(tǒng)是GIS技術(shù)與interent技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，可以利用網(wǎng)絡(luò)發(fā)布動態(tài)地理信息，實現(xiàn)信息資源的共享，提高了信息資源的利用率，為用戶提供了空間數(shù)據(jù)瀏覽以及查詢的功能。

1 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)（WebGIS）基本原理

構(gòu)成WebGIS系統(tǒng)的技術(shù)有很多，其中比較重要的包括：通用網(wǎng)關(guān)接口法、服務(wù)器應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)法、插入軟件法以及JAVA編程法等。在對數(shù)據(jù)庫進行管理的過程中，常用的管理技術(shù)主要有三種，一是由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理屬性數(shù)據(jù)的技術(shù)，二是對關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進行完善的技術(shù)，三是在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中引入面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。這三種技術(shù)實現(xiàn)了屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的一體化管理。網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)是在基于interent的WebGIS應(yīng)用開發(fā)模型上實現(xiàn)的，該體系的結(jié)構(gòu)在發(fā)展的過程中在不斷增多，逐漸形成了多層結(jié)構(gòu)。均衡客戶端/服務(wù)器模型的當(dāng)前比較常用的模型，應(yīng)遠離為：利用Plugin、Activex、JAVA Applets等前端插件技術(shù)將WebGIS服務(wù)器上的部分處理功能轉(zhuǎn)移給客戶端。

2 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)

2.1 空間數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)。隨著WebGIS的不斷完善，面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)在不斷的完善與成熟，在GIS空間數(shù)據(jù)管理中成為了主要的應(yīng)用技術(shù)之一。在科技不斷發(fā)展的影響下，我國關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)越來越成熟，而且支持的應(yīng)用模式越來越多，支持?jǐn)?shù)據(jù)分布，利用SQL語言以及ODBC，可以實現(xiàn)公共標(biāo)識號的協(xié)同運行。

2.2 面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。在網(wǎng)絡(luò)地理信息技術(shù)應(yīng)用范圍不斷拓展的同時，面向?qū)ο蟮募夹g(shù)也開始快速的發(fā)展，這是一種認(rèn)識方法，包括分析、設(shè)計、語言、數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容，貫穿信息系統(tǒng)的整個生命周期，面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫技術(shù)在不斷進步，衍生出了很多的功能，而且與GIS有著密切的關(guān)系。

2.3 組件技術(shù)。組件技術(shù)是一種提高資源利用率的技術(shù)，很多軟件生產(chǎn)商都會自己制作組件，相關(guān)軟件開發(fā)人員與系統(tǒng)集成人員聯(lián)合，可以發(fā)揮出軟件更多的功能，不需要重新設(shè)定編碼，就可以對軟件進行大力的開發(fā)，有利于提高軟件的生產(chǎn)效率。

3 網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

GIS技術(shù)有著良好的發(fā)展前景，WebGIS是對傳統(tǒng)GIS系統(tǒng)的完善與更新，為了促進其WebGIS更好地發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)朝著低成本、操作靈活、高性能的方向發(fā)展，還要合理應(yīng)用空間理論以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證WebGIS技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化、開放化、智能化的方向更好的發(fā)展。在應(yīng)用WebGIS系統(tǒng)時，還要向著層次多元化的、信息大眾化的方向不斷努力。下面作者對WebGIS的發(fā)展趨勢進行簡單的介紹，以供參考。

3.1 基于分布式計算的WebGIS。分布式WebGIS在不斷發(fā)展與應(yīng)用時，可以實現(xiàn)直接在Web瀏覽器上顯示地圖，而且可以利用互聯(lián)網(wǎng)的功能，充分的利用GIS技術(shù)，具有實時通訊的功能。分布式WebGIS在不斷發(fā)展的過程中，相關(guān)產(chǎn)品性能越來越高，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，在國內(nèi)外，都比較重視分布式WebGIS的發(fā)展，而且很多專家都認(rèn)為這項技術(shù)是GIS發(fā)展的核心。

3.2 第二代互聯(lián)網(wǎng)。第二代互聯(lián)網(wǎng)簡稱NGI，是一種高性能的計算機通信協(xié)議，利用這一網(wǎng)絡(luò)，可以有效提高信息傳輸?shù)乃俾省ＴS多國家都非常重視NGI的研究，中國正在推廣作為NGI關(guān)鍵技術(shù)的 Ipv6。隨著NGI技術(shù)的發(fā)展，WebGIS的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸將被打破，其發(fā)展和應(yīng)用將得到更大的提高。

3.3 互操作和開放式GIS的應(yīng)用。如何能使不同格式、不同代碼、不同標(biāo)準(zhǔn)體系的數(shù)據(jù)和不同比例尺、不同精度、不同時序的地理空間信息進行互操作、共享，已成為WebGIS進一步發(fā)展中急待解決的問題。互操作GIS、開放式GIS的出現(xiàn)和地理標(biāo)記語言（Geography Markup Language，GML）的應(yīng)用為解決這些難題提供了很好的方法，是未來WebGIS一個重要的發(fā)展方向。

3.4 基于.NET平臺的WebGIS模式。NET是一個建立下一代互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)平臺，是一種分布式運算的框架。它以XML為基礎(chǔ)，以Web服務(wù)為核心，是生成、部署和運行Web服務(wù)及應(yīng)用程序的平臺，解決了當(dāng)今軟件開發(fā)中有關(guān)互操作、集成性、異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享等核心問題。因此，基于Web Service的GIS系統(tǒng)有望在更高層次上解決目前WebGIS所面臨的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成、共享、分布式、互操作及運行瓶頸等諸多技術(shù)難題。

3.5 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與WebGIS的結(jié)合。虛擬現(xiàn)實GIS（VRGIS）是目前GIS發(fā)展的一個前沿。虛擬GIS就是GIS與虛擬地理環(huán)境 （VR）技術(shù)的結(jié)合。VRGIS的關(guān)鍵技術(shù)是3D和4D的建模技術(shù)、數(shù)據(jù)模型的研究、海量數(shù)據(jù)的存貯和管理、三維顯示技術(shù)與可視化技術(shù)的集成、面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)庫研究及其與三維實時顯示技術(shù)的集成等。

3.6 WebGIS 的大眾化應(yīng)用——無線GIS。無線通信技術(shù)、移動定位技術(shù)和WebGIS的結(jié)合形成了移動GIS和無線定位服務(wù)。它一方面可以使GIS用戶隨時方便雙向互動地獲取網(wǎng)絡(luò)提供的各種地理信息服務(wù)，另一方面可以使地理信息隨時隨地地為任何人、任何事進行服務(wù)。目前，無線GIS的關(guān)鍵技術(shù)是移動存貯設(shè)備、實時性GPS和GSM集成等。

3.7 基于網(wǎng)格計算的新一代WebGIS。網(wǎng)格計算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)把地理上分布的各種計算機、存儲系統(tǒng)和可視化系統(tǒng)等集成在一起。基于網(wǎng)格計算的GIS平臺，能夠分布式、協(xié)作化和智能化地處理地理信息，特別適合用于解決涉及大量空間分析的問題，其最終目標(biāo)是實現(xiàn)空間信息的網(wǎng)格化。

3.8 網(wǎng)絡(luò)三維可視化。在WebGIS中，結(jié)合三維可視化技術(shù)，完全再現(xiàn)地理環(huán)境的真實情況，把所有管理對象都置于一個真實的三維世界里，真正做到了管理意義上的“所見即所得”。網(wǎng)絡(luò)三維可視化是未來WebGIS發(fā)展的主要趨勢。

4 結(jié)束語

綜上所述，在進入信息時代后，WebGIS技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域在不斷擴展，這項技術(shù)在軍事、教育以及商業(yè)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，對城市的建設(shè)與發(fā)展有著較大的影響，隨著WebGIS的不斷完善，其應(yīng)用的領(lǐng)域還將不斷的擴大。與傳統(tǒng)的GIS技術(shù)相比，WebGIS有著較多的優(yōu)點以及應(yīng)用優(yōu)勢，其可以提供全球化、大眾化、開放式的系統(tǒng)。文章對網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的原理進行了分析，還對網(wǎng)絡(luò)地理信息技術(shù)進行了介紹，希望可以為WebGIS的發(fā)展提供更好的機遇。

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