复习要点.docx
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复习要点
第一章
一、WebGIS基本概念
万维网地理信息系统（WebGIS）：
指基于Internet平台、客户端应用软件采用www（WorldWideWeb）协议运行在万维网上的地理信息系统。
二、WebGIS的特点
◆更广泛的客户访问范围
◆客户端平台独立性，无论客户机是何种操作系统，只要支持通用的Web浏览器，用户就可以访问WebGIS数据；
◆更简单的操作，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，降低了对系统的操作难度。
◆WebGIS是图形化的超媒体信息系统
◆WebGIS是集成的全球化的客户/服务器网络系统：
分布式多源数据管理更易于实现
◆WebGIS是交互系统：
缩放、查询、分析
◆WebGIS是分布式系统：
信息部署在跨越整个Internet的不同计算机上
◆WebGIS是动态系统：
数据源更新
◆WebGIS是跨平台系统：
操作系统无关
◆WebGIS能访问Internet异构环境下多种GIS数据和功能：
互操作性未来发展方向
三、WebGIS的应用方向
基于Internet的公共信息服务。
为公众提供交通、旅游、餐饮娱乐、房地产、购物等与空间信息有关的信息服务。
基于Intranet的企业内部业务管理。
如帮助企业进行设备管理、线路管理以及安全监控管理等。
四、几种商业化的WebGIS平台简介
国外：
⏹MapInfo公司的MapXtreme
⏹Intergraph公司的GeoMediaWebMap
⏹ESRI的InternetMapServer（IMS）
⏹Autodesk公司的MapGuide
国内：
⏹中遥地网公司的GeoBeans
⏹北京超图公司的SuperMapIS
⏹武汉吉奥公司的GeoSurf
第二章
一、什么是WWW，基本特点？
WWW：
WorldWideWeb万维网服务。
WWW服务的基础是Web页面。
Web页面采用超文本技术（显示文本、图形图像、声音等多媒体信息）和超链接技术（提供链接点指向一种资源，可以是另一个Web页面、另一个文件、另一个Web站点）。
特点：
WWW服务高度集成各种类型的信息（多媒体信息）和服务（News、FTP、Telnet、Gopher、Mail等）。
无缝链接起来，提供了丰富多彩的图形接口。
统一资源定位器：
URL（UniformResourceLocator）
二、WWW的工作模式
Ø客户/服务器工作模式（C/S扩展）
Ø客户端—Web浏览器服务器端—Web服务器（B/S）
Ø浏览器和服务器之间通过超文本传输协议（HTTP）相互通信
工作模式：
1在浏览器中输入Web地址，向某个Web服务器发出HTTP请求。
2Web服务器收到浏览器的请求后，在HTML文档中找到特定的页面，并将结果传送给浏览器。
3浏览器执行收到的HTML文档并显示其内容。
Web浏览器/服务器系统工作模式结构图：
三、WebGIS的C/S体系结构
Client/Server（客户端/服务器端）
在C/S模式下，服务器只集中管理数据，而计算任务分散在客户机上，客户机和服务器之间通过网络协议进行通信。
C/S结构图
基于C/S结构的WebGIS框架：
C/S结构的优点：
⏹缩减服务器应用程序的规模，减少各应用给Server带来的压力。
⏹服务器性能由此提高，因而可同时处理更多的客户端请求。
⏹便于在不同应用程序之间进行通讯
⏹可以使应用程序的各个部分独立开发
⏹使有限的资源得到最大限度和合理的运用
C/S结构的缺点
⏹各种客户端开发软件、应用程序自成体系
⏹胖客户机——瘦服务器
⏹客户端软件繁多
⏹界面各种各样
⏹安装、维护甚至培训困难
四、WebGIS的B/S体系结构
本质上，Browser/Server也是一种Client/Server结构，它是一种由传统的二层Client/Server结构发展而来的三层Client/Server结构在Web上应用的特例。
三层即：
表示层功能层数据层
第一层 表示层：
Web浏览器：
在表示层中包含系统的显示逻辑，位于客户端。
它的任务是由Web浏览器向网络上的某一Web服务器提出服务请求，Web服务器对用户身份进行验证后用HTTP协议把所需的主页传送给客户端，客户机接受传来的主页文件，并把它显示在Web浏览器上。
第二层功能层：
具有应用程序扩展功能的Web服务器：
在功能层中包含系统的事务处理逻辑，位于Web服务器端。
它的任务是接受用户的请求，首先需要执行相应的扩展应用程序与数据库进行连接，通过SQL等方式向数据库服务器提出数据处理申请，而后等数据库服务器将数据处理的结果提交给Web服务器，再由Web服务器传送回客户端。
第三层 数据层：
数据库服务器：
在数据层中包含系统的数据处理逻辑，位于数据库服务器端。
它的任务是接受Web服务器对数据库操纵的请求，实现对数据库查询、修改、更新等功能，把运行结果提交给Web服务器。
三层B/S体系结构图：
三层体系结构优势：
1.开放的标准
2.较低的开发和维护成本
3.使用简单，界面友好
4.客户端消肿
5.系统灵活
6.保障系统的安全性
典型的WebGIS的体系结构（B/S）
客户端：
浏览器
服务器端：
Web服务器、Map服务器、GIS服务器和空间数据库
五、Web应用开发技术介绍
第三章
一、WebGIS的发展
1993年，美国Xerox公司的PaloAlto（帕洛阿尔托）研究中心开发出了世界上第一个WebGIS的原型系统—XeroxMapServer，提供了全球1：
200万的DLG数据浏览。
二、WebGIS的信息内容构建
⏹信息组织
⏹信息交换
⏹信息表达
⏹综合分析
⏹数据安全
⏹开放性
三、WebGIS应用模式
应用分4个层面：
⑴空间数据发布：
图形方式显示空间数据（静态、动态）。
⑵空间查询检索：
用浏览器提供的交互能力，图形及属性数据库的查询检索。
⑶空间模型服务：
服务器端提供各种空间模型的实现方法，接受用户通过浏览器输入的参数后，将计算结果返回。
⑷Web资源的组织：
信息具有空间分布特征，利用地图对这些信息进行组织和管理，并为用户提供基于空间的检索服务。
在Web上对空间信息的发布、表达、查询分析、组织管理集成功能实现——WebGIS信息服务平台。
四、实现WebGIS的基本方式
⏹基于CGI方式（原理类似的ServerAPI、JavaServlet方式）。
⏹基于P1ug-in方式
⏹基于ActiveX方式
⏹基于JavaApplet方式
1、基于CGI方式
CGI方式工作流程图
基于CGI方式的WebGIS特点：
优点：
“瘦”客户端、服务器端跨平台
缺点：
增加了网络传输负担、服务器的负担重、同步多请求问题、静态图像、用户界面的功能受Web浏览器的限制。
2、基于Plug-in方式
基于Plug-in模式的WebGIS体系结构
基于Plug-in方式的WebGIS特点
优点：
无缝支持与GIS数据的链接、GIS操作速度快、服务器和网络传输负担轻。
缺点：
GISPlug-in与平台相关、与GIS数据类型相关、需要事先安装、更新困难、使用已有的GIS操作分析资源的能力弱。
3、基于ActiveX方式
基于GISActiveX方式的WebGIS体系结构
基于ActiveX方式的WebGIS特点
优点：
具有GISPlug-in模式的所有优点、同时ActiveX能被支持OLE标准的任何程序语言或应用系统使用，比GISPlug-in模式更灵活，使用更方便。
缺点：
需要下载、与平台相关、与浏览器相关、使用已有的GIS操作分析资源的能力弱，处理大型的GIS分析能力有限、存在信息安全隐患。
基于GISJavaApplet的WebGIS体系结构
基于JavaApplet方式的WebGIS特点
优点：
体系结构中立，与平台和操作系统无关。
动态运行，无须在客户端预先安装、GIS操作速度快、服务器和网络传输的负担轻
缺点：
使用已有的GIS操作分析资源的能力弱，处理大型的GIS分析功能有限、GIS数据的保存分析结果的存储和网络资源的使用能力有限。
五、WebGIS空间数据特点
基于WebGIS的地理信息具有分布式、多源、异构，异质和不同的用户显示界面的特点，具体表现在如下几个方面：
六、超地图模型
超地图（Kraak，Laurini、Millerent-Reffort）：
具有地理参考的超媒体，包括了单个媒体与地图之间的链接。
在超地图中，地图显示是用户获取数据的中心和焦点。
在显示区域内选择一个查询窗口，系统中所有与选择区域有关的信息数据，如文档、声音、视频图像、动画等，可以被用户所使用。
七、基于GML的异构WebGIS空间数据组织
XML概述
XML（eXtensibleMarkupLanguage,可扩展标记语言）：
是用来定义其他语言的语法系统，并非像HTML那样，提供了一组事先定义好的标签用来显示图行和文本，而是提供一个标准，根据实际需要定义新的标记语言。
HTML语言定义的是如何显示内容而XML语言定义的是内容本身。
GML概述
由于XML针对特定的应用定义自己的标记语言，这一特征使得XML可以在各个专业领域的信息交换中一展身手。
GML就是XML在地理信息系统中的应用。
基于GML的异构WebGIS数据组织框架图
八、几种常见的应用服务器开发技术
⏹DCOM技术
⏹CORBA技术
⏹J2EE技术
第四章
一、SVG的概念及特点
SVG（ScalableVectorGraphics）：
可升级的矢量图像，是一种基于XML标准的图形图像描述语言。
特点：
1、对矢量图形的支持：
专门用于矢量图形描述的标记。
2、对图像过滤操作的支持：
标记定义过滤器效果，如定义阴影过滤操作，客户端即可实现。
而GIF、JPEG、PNG软件重新制作和存储。
3、对动画的支持：
标记描述元素的缩放、旋转、偏斜等变换效果，用描述元素颜色的改变，用描述元素的淡入淡出效果。
二、基于SVG的WebGIS体系结构
三、VRML概述：
VRML（VirtualRealityModelingLanguage）：
虚拟现实建模语言（*.wrl文件），是一种进行三维造型和渲染的图形描述性语言。
同HTML语言一样，也是一种ASCII码描述语言，支持超链接。
四、基于VRML的WebGIS的体系结构
五、海量遥感影像数据发布的关键技术：
⏹影像分块技术——数据存储方式
对存储的影像数据采用影像分块和重构方法来组织数据。
每次调度和使用的图像数据只是数据库中的一小部分。
优点：
通过数据分块，可以减少数据网络传输量、方便数据压缩、有利于在计算机的内存中对图像数据进行运算处理。
⏹空间索引技术——数据检索方式
格网索引法：
在影像数据库中对数据按照分块方式存储，按照格网对图像块进行编号，然后通过编号和数据块的对应关系索引图像块。
优点：
影像数据库中数据按照分块的方式存储，而且数据块的划分是非常规则的并且之间没有重叠，格网索引的建立和维护相当方便。
⏹影像金字塔的建立——数据管理方式
海量数据库管理模型采用影像金字塔结构，指在统一的空间参照下，根据用户的需要以不同分辨率进行存储与显示，形成分辨率由粗到细、数据量由小到大的金字塔结构。
优点：
满足不同分辨率用户需要，加快数据显示速度，提高数据管理效率。
⏹数据缓存技术——数据调用方式
影像数据分块组织，对同时调入的多影像块采用缓存技术，即对已调入过的影像在服务器端的内存中开辟一个缓冲区暂时保存，当需要再次显示时，直接从缓存中读取。
优点：
提高系统运行效率
六、WebService概述
1、什么是WebService？
WebService是指使用标准技术实现的，公布并运行在因特网上的一些业务流程。
2、WebService服务体系架构？
Webservice中的服务是通过网络进行分布式计算的基本构造单元，一个服务接受使用SOAP（SimpleObjectAccessProtocol）的调用，并由WSDL（WebServiceDescriptionLanguage）描述调用所需的具体信息。
服务本身则通过UDDI（UniversalDescriptionDiscoveryandIntegration）进行注册和发现。
七、WebService的实现过程
（1）WebService提供者设计实现WebService，并将调试正确后的WebService通过WebService中介者发布，并在UDDI注册中心注册。
（2）WebService请求者向WebService中介者请求特定的服务，中介者根据请求查询UDDI注册中心，为请求者寻找满足请求的服务。
（3）WebService中介者向WebService请求者返回满足条件的WebService描述信息，该描述信息用WSDL写成，各种支持WebService的机器都能阅读。
（4）WebService中介者返回的描述信息生成相应的SOAP消息，发送给WebService提供者，以实现WebService的调用。
（5）WebService提供者按SOAP消息执行相应的WebService，并将服务结果返回给WebService提供者。
WebService实现模型
八、基于WebService的开放式GIS提供的基本服务
（1）地理数据服务（DataService）:
提供对空间数据的服务，主要有WFS（WebFeatureService，网络要素服务）和WCS（WebCoverageService，网路覆盖服务）。
地理数据服务返回的结果通常是带有空间参照系的数据。
（2）地图表现服务（PortrayalService）:
提供对空间数据的表现，主要有WMS（WebMapService，网络地图服务），其中地图可以由多个图层组合起来，可以用SLD（StyledLayerDescriptor）对地图进行描述。
地图服务的返回结果通常是矢量图形或栅格图形
（3）过程处理服务（ProcessingService）：
提供地理数据的查找、索引等服务，主要有Geocoder（地学编码服务）、Gazetteer（地名索引服务）、CoordinateTransferService（坐标转换服务）。
（4）发布注册服务（Registry）：
提供对各种服务的注册服务，以便于服务的发现。
其中包括数据类型、数据实例、服务类型、服务实例的注册服务。
注册服务提供了各个注册项的登记、更新及查找服务。
（5）客户端应用（ClientApplication）：
即客户端的基本应用，如地图的显示、地图浏览以及其他的增值服务。
第五章
一、移动GIS概述
移动GIS（GIS、GPS和无线因特网一体化的技术）移动用户能够随时随地通过无线接入方式上网，完成以前只能在办公室或家里才能完成的工作，实现“在移动中办公”，“在移动中获取空间信息服务”。
二、移动空间信息服务系统
主要由客户端、服务器、数据库三部分组成，分别承载在表示层、中间层和数据层。
1、数据层：
包括存有空间数据和属性数据的大型关系型数据库。
2、中间层：
包括网关、WebServer、MapServer、位置服务器等组成部分。
3、表现层：
该层是客户端的承载层，直接与网关（WAP网关和SMS网关）相连。
4、终端层：
该层包括各种各样的移动终端，如笔记本电脑、掌上电脑、PDA、手机等。
三、网格GIS概述
它是利用现有的网格技术、空间信息基础设施、空间信息网络协议规范，形成一个虚拟的空间信息管理与处理环境，将空间地理分布的、异构的各种设备与系统进行集成，为用户提供一体化的空间信息应用服务的智能化信息平台。
可以认为网格GIS是GIS与网格技术的有机结合，是GIS在网格环境下的一种应用。
第六章
一、ArcIMS的多层结构体系
ArcIMS按照MVC（Model-View-Controller）模型划分为三层：
●表现层——View层——ArcIMS浏览器
●事务逻辑层——Controller层——Web服务器、ArcIMS应用服务器、连接器
●数据存储层——Model层——ArcIMS空间服务器和数据源
二、ArcIMS组件介绍
1、客户端（Client）：
是通过HTTP协议从服务器获取另一台计算机服务并接受服务器响应的一个计算机系统。
客户端可以是InternetExplorer/Netscape浏览器、无线接收设备。
ArcIMS支持三种自带的客户端浏览器：
HTMLViewer,可定制的JavaViewer和标准的JavaViewer。
另外还支持ArcExplorerJava浏览器，ArcGISDesktop。
2、中间件（Middleware）：
是协调应用程序和网络之间的软件，它使用了JavaServlet技术，合成了GIS应用模块，管理不同计算平台上程序之间的交互。
在ArcIMS中，客户和服务器之间的通信是通过Web服务器、Servlets、ServletEngine、ServletConnector、应用服务器和ArcIMSMonitor来实现的。
3、服务器（aimsserver.exe、Aims_Tasker.exe）{Aims_Tasker.exe服务器清道夫（删除地图服务生成的临时文件）}服务器端：
ArcIMS空间服务器、数据服务器和ArcIMSTasker3个部分
ArcIMS空间服务器（ArcIMSSpatialServer）：
是ArcIMS的主要处理中心，空间数据在ArcIMS的空间服务器中进行处理，并将输出的地图与数据返回给Web服务器。
三、ArcIMS使用与管理的用户界面程序（五个主要任务）
1、创建一个地图配置文件——Author创作者
2、设计一个WebGIS网站——Designer设计者
3、管理地图服务——Administrator管理器
4、远程管理ArcIMS服务——Manager管理器（网站形式的）
5、预览、测试和定制站点客户端——Viewer浏览器
四、ArcIMS支持三种数据格式：
①Shapefile格式：
存储地理要素的空间数据和属性数据的一种格式，要素的几何信息是以包含一系列矢量坐标的形式存储的。
每个Shapefile文件包含三个文件（.shp文件存储的是要素的几何信息，.dbf文件存储的要素的属性信息，.shx文件存储的是要素集合的索引信息）。
②空间数据引擎：
ArcSDE是一个客户端服务器软件，用来在主流数据库如Oracle、MicrosoftSQLServer、IBMdBase、Sybase、Informix中存储、管理及快速检索空间数据。
通过ArcSDE能够管理具有数百万空间要素的大型空间数据集。
ArcSDE通过TCP/IP协议，提供网络上的开放数据访问，同时，ArcSDE可运行在不同的操作系统环境中，如UNIX、Windows的客户端与服务器端。
③影像数据格式：
卫星影像、航空像片和扫描文件。
在ArcIMS中，可以把影像数据作为一个图层加入到地图中，影像数据经常被作为背景显示。
ArcIMS服务器端支持多种影像数据格式，在客户端的浏览器中只能显示三种格式的影像数据——GIF、JPG和PNG文件。
五、ArcIMS两种浏览器的区别
Designer工具可以设计两种服务的浏览器：
ØHTMLViewer支持影像服务
ØJavaViewer支持要素流服务
HTMLViewer很适合于希望快速创建地图的“瘦”客户端，但是它只适用于影像数据流，而不是真正的地理数据。
JavaViewer的优点就在于它不仅仅支持影像地图，而且还提供了一种独特而又强大的要素数据发布方案。
六、ArcXML介绍
ArcXML（简称AXL）语言是ESRI公司专门为在ArcIMS中不同部件间进行通信而设计的一种协议，是一种特定的XML语言。
Ø地图配置文件AXL：
描述了AXL文件和地图服务之间的关系——每个地图服务都指向了一个AXL文件。
客户端本身也是一种交给服务器解析的AXL代码
所有的服务器产生的响应也是AXL文件格式，并由客户端的脚本进行解析。
Ødefault.axl：
Designer中创建JavaViewer的网页时输出的浏览器配置文件
Default.axl文件允许网站程序员无须修改地图配置文件，就能改变可见图层及其专题显示
Default.axl文件中有关图层及其显示的信息能够覆盖掉地图配置文件中的相关信息。
七、B/S模式的WebGIS系统设计流程。
1、前期准备
⏹网络技术：
Web服务器、浏览器、网络通信、网页设计与开发、数据库等。
⏹GIS技术：
GIS数据存储、计算、分析、统计；商业化的GIS软件应用与开发。
⏹WebGIS技术：
WebGIS特点、体系结构、实现基本方式、应用与开发技术；商业化的WebGIS平台。
2、WebGIS系统设计
●需求分析（用户需求功能需求可行性分析系统计划周期）
●系统体系结构
●系统设计
1）、数据库设计：
空间与属性数据库设计
2）、Web服务器设计：
IIS+ArcIMS
3）、界面框架设计：
.net搭建框架嵌套（ArcIMS主地图框架+数据库属性显示框架+其他网页元素框架）
4）、功能设计：
浏览、查询、统计、分析
3、WebGIS系统实现
⏹系统功能模块的实现
1）软件安装与配置
2）数据采集与建库
3）地图服务的定制
4）Web站点的创建
5）网站的定制
⏹系统的运行与调试
⏹系统维护
第八章
一、WebGIS应用技术发展前沿
1、地理标记语言—网络环境下开放的空间数据交换格式：
HTML、XML（GML、SVG、VML、X3D、VRML）
2、开放式地理信息系统—WebServices
3、一体化的空间数据管理与分析：
空间属性数据一体化、海量数据、GIS空间分析功能。
4、基于分布式计算的WebGIS：
面向对象分布式计算技术DCOM、CORBA、J2EE
5、网络虚拟地理环境：
三维与仿真技术
6、移动WebGIS
7、网格GIS
8、开源WebGIS：
GoogleMap、GoogleEarth、MapServer
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