淺談WebGIS現狀及其發展趨勢

摘 要：WedGIS技術是GIS技術與Internet技術相結合的產物，是GIS技術的發展，是GIS技術走向社會化的必然途徑，是實現"數字地球"的核心技術之一。本文介紹了WebGIS的概念、結構、功能，認為第二代互聯網、地理標識語言、互操作和分布式工作技術是影響WebGIS發展的關鍵技術.

關鍵詞：WebGIS；分布式

0 引言

隨著互聯網的迅速崛起和在全球范圍內的飛速發展，萬維網（World Wide Web，簡稱WWW或Web）正成為高效的信息發布渠道，其應用領域也正在從科研、政府部門走向千家萬戶。地理信息系統的發展也深受Internet的影響，正在從傳統的單機模式向WebGIS發展，向更多用戶提供更為廣泛、方便和快捷的服務。作為“數字地球”的關鍵技術.WebGIS發展時間短，但勢頭迅猛，總結其發展狀況，探討其發展趨勢，對我國的信息化建設，尤其是空間信息化建設意義十分重大。

1 WebGIS技術概述

1.1 WebGIS概念及結構

GIS經歷了單機環境應用向網絡環境應用發展的過程，網絡環境GIS應用從局域網內客戶/服務器結構的應用向Internet環境下瀏覽器/服務器結構的WebGIS應用發展。WebGIS相對于C/S結構而言，具有部署方便、使用簡單、對網絡帶寬要求低的特點，為地理信息服務的發展奠定了基礎。WebGIS是在Internet或Intranet網絡環境下的一種兼容、存儲、處理、分析和顯示與應用地理信息的計算機系統[1]。它是Internet技術、Web技術和傳統的GIS技術相結合的產物，其基本出發點就是利用互聯網發布地理信息，讓客戶通過瀏覽器瀏覽和獲取地理信息系統中的數據和功能服務。WebGIS為實現地理數據共享、GIS互操作提供了最佳解決途徑。

1.2 WebGIS特點

與傳統的GIS相比， WebGIS建立起通用的技術基礎以進行開放式的地理信息處理。其特點是：

（1）簡單的操作，更低的開發管理成本。WebGIS利用瀏覽器進行地理信息發布，從而使客戶不必專業培訓，更不需要購買昂貴的專業GIS平臺，不用關心空間數據庫的維護就可以直接通過Web瀏覽器獲取所需的數據，進行各種地理信息的分析。

（2）更方便的信息共享。全球范圍內任意一個Web站點的GIS用戶都能獲得WebGIS服務器提供的服務，并且WebGIS實現了客戶可同時訪問不同服務器上的最新數據，從而真正的實現了GIS的大眾化。

（3）基于Internet/Intranet標準。WebGIS采用標準的HTML瀏覽器作為應用外殼，支持HTTP和TCP/IP。支持通信標準對于WebGIS來說是至關重要的。支持HTTP和TCP/IP，這就意味著任何地方的數據都能與WebGIS相連接，無論是單位內部的還是外部的。這一層次的網絡協議標準化的實現是其它所有功能需求的前提和基礎，也是WebGIS結構優越性的前提。

（4）數據來源豐富，分散存儲。WebGIS能夠充分地利用已有的屬性數據庫數據和GIS數據資源，能夠實現將常用的多種GIS數據向自己的空間數據格式和相應的關系數據庫的轉換，而分散存儲數據的方式對于加快訪問速度，降低負載和成本等方面都很有幫助。服務期端的GIS數據不需要全部集中在一臺機器上，可以分散的安裝在相互空間距離很遠的多臺不同的機器上，只要通過Internet/Intranet相聯就可以了。這是WebGIS極其重要的一個優勢

（5）高效的平衡計算負載。WebGIS系統能充分利用網絡資源，將基礎性、全局性的處理交由服務器執行，而對數據量較小的簡單操作則由客戶端直接完成。這種計算模式能靈活高效地尋求計算負荷和網絡流量負載在服務器端和客戶端的合理分配方案。

2 WebGIS的功能

（1）地理信息的分布式獲取：WebGIS能在全球范圍，通過多種手段獲取各種地理信息.世界各地已出版的地圖通過數字化可以轉化為WebGIS的基礎數據.各個國家通過航天遙感、航空遙感獲得航片、衛片再經過加工轉化為WebGIS的基礎數據.世界各地通過GPS獲得的數據也可作為WebGIS的基礎數據。

（2）地理信息的分布式存儲：：地理信息可以存儲在世界上任何一臺連入Internet的存儲設備。

（3）地理信息的分布式處理：：WebGIS可以實現對分布式地理信息的分布式處理.即不同地區的原始地理信息可以利用其他地區的軟硬件來編輯處理，最終轉化為可以應用的地理信息。

（4）地理信息的分布式分析：世界各地的服務器的不同分析模塊可以協同工作，對存儲在世界各地的地理信息進行分析。

（5）地理信息的分布式查詢、顯示和輸出：位于不同地區的客戶端可以通過瀏覽器來查看、顯示和輸出經過分析所得到的最終結果。

3 WebGIS的發展趨勢

3.1 第二代互聯網（Next Generation Internet簡稱NGI）

第二代互聯網（NGI）來源于高性能計算和通信倡議.第二代因特網集中力量要解決的問題是提高網上信息傳輸速率，預計將高達650兆比特，是目前因特網主干網傳輸速率的十幾倍，從而能夠更好地管理網上的信息流，避免了網上阻塞現象。

目前美國已有205所大學連同政府、企業參與到Internet2的研究開發中，[2]其他國家也非常重視In-ternet2的研究，我國也正在推廣作為Internet2的關鍵技術IPv6IPv6[3]。

WebGIS是GIS技術和Internet技術的高度綜合.隨著第二代互聯網（NGI）技術的發展，WebGIS利用網絡進行數據信息傳輸的速度將大大提高，這將會更好地推動WebGIS的發展和應用。

3.2 地理標記語言（Geography Markup Language，簡稱GML）

GML是美國開放地理系統聯合會（Open GIS Consortium，簡稱OGC）對XML做的一種擴展，專門對地理信息的傳輸和存儲進行編碼，以解決全球地理參考信息（GRI）的互操作問題.GML繼承了XML的特性，對現實世界中地理特征對象的幾何數據和屬性數據進行編碼，編碼時不管數據的最終表現方式，實現地理信息內容和表現的分離.地理數據的表現可以任意選擇.GML是XML的一個應用，它能支持各種數據格式，包括矢量柵格圖形、文本、聲音等。

3.3 互操作

地理信息系統互操作強調將具有不同數據結構和數據格式的軟件系統集成在一起操作，它可以實現軟件的互操作、數據的互操作、信息的共享以及語義的互操作.系統可以彼此獲取和處理對方的數據；對用戶而言，用戶可以方便地查詢到所需的信息，并能方便地使用各種不同類型和格式的數據；對信息管理者來說，他們能夠很好地管理信息，并將資源充分地提供給用戶.地理信息系統互操作就是在此背景下提出的.OGC提出的開放式地理數據互操作規范（Open Geodata Interoperability Specification）為GIS互操作性提出了基本的規則，它由一系列開放標準和接口組成。

3.4 分布式工作

在WebGIS工作時，實現不同地區的不同型號的計算機、不同的操作系統、不同的WebGIS軟件平臺、不同的數據結構、不同的數據格式像一臺計算機、一個操作系統、同一WebGIS軟件平臺、相同數據結構和相同數據格式一樣地操作。

參考文獻：

[1]陳述彭，魯學軍，周成虎.地理信息系統導論[M].北京：科學出版社， 2000.

[2]AboutInternet2[EB/OL]，http：//www.internet2.edu/about/aboutinternet2.html，2003

[3] 劉路沙.中國為何要上IPv6[N].光明日報，2003- 12- 03.

作者簡介：

喬童（1997-）女，漢族，河北省承德縣，身份證號：130821199704211822，本科在讀，研究方向：地理信息科學。