Webgis.docx

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Webgis

单项选择题（每题2分，共10分）判断题（每题2分，共10分）名词解释（每题5分，共30分）简答（每题8分，共32分）论述题（每题18分，共18分）

第一章概述网络GIS应用，网络GIS的发展前景，相关技术

Ø互联网GIS、因特网GIS（InternetGIS）:

是以网络为中心的地理信息系统，它使用互联网环境，为各种地理信息系统应用提供GIS功能（如分析工具，制图功能）和空间数据及其数据获取能力。

Ø万维网地理信息系统（WEBGIS）:

基于Internet平台、客户端应用软件采用WWW协议运行在万维网上的地理信息系统。

Ø万维网地理信息系统是地理信息系统在万维网上的实现，是利用万维网技术对传统地理信息系统的改造和发展。

网络GIS相关技术

1.海量空间数据的存储与管理技术

对象—关系数据库技术和面向对象的数据库技术正在逐步成熟起来，成为未来GIS空间数据管理的主要技术。

2.面向对象方法

从面向对象技术的发展来看，它是描述地理问题非常理想的方法。

面向对象是一种认识方法。

3.组件技术

为避免系统重复编码，浪费软件资源，参照制造业成功经验，使用插件（Plug—In）、组件（Activex）和中间件（Middleware）技术组装软件产品

4.计算机网络技术

网络应用模式可划分为：

Ø主机加终端的网络

Ø工作组级的对等网络

Ø客户/服务器网络

ØInternet

5.无线通信和移动定位技术

6.高性能并行计算技术

Ø大型机和巨型机

Ø分布式计算机系统

Ø最新技术：

网格

7.分布式计算机平台：

即DistributedComputingPlatform技术，目前有OMG的CORBA/Java标准和微软的DCOM/ActiveX标准。

8.另外与WebGIS相关的技术还包括：

多媒体数据操作标准ISOSQL/MM、地理数据目录服务技术（GeodataCatalogService）、数据仓库技术、地理信息高速公路设施等

发展状况

ØWebGIS是当今GIS的热点，已成为各大厂商激烈竞争的焦点。

Ø国内万维网地理信息系统软件技术及产品也取得了长足的进步。

应用

WebGIS得到越来越广泛的应用。

概括起来，其应用方向分为两大类：

Ø一类为基于Internet的公共信息在线服务，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。

在国内外的站点上已有了成功的应用；

Ø另外一类应用为基于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等。

第二章计算机网络基础计算机网络的发展、分类和体系结构

发展过程

分组交换的产生：

路由器、交换机、结点交换机

分组交换的优点：

高效、灵活、迅速、可靠

变化：

计算机网络由以单个主机为中心的星形网变为以网络为中心

分类

从网络的交换功能分类：

电路交换、报文交换、分组交换、混合交换

从网络的作用范围进行分类：

广域网WAN、局域网LAN、城域网MAN、接入网AN

从网络的使用者进行分类：

公用网、专用网

体系结构

计算机网络的体系结构（architecture）是计算机网络的各层及其协议的集合。

TCP/IP是四层的体系结构：

应用层、运输层、网际层和网络接口层。

最下面的网络接口层并没有具体内容。

因此往往采取折中的办法，即综合OSI和TCP/IP的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。

五层协议的体系结构：

应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层

OSI体系机构（由高到低）：

应用层、表示层、会话层、运输层、网络层、数据链路层、物理层。

TCP/IP的三个服务层次：

各种应用服务、运输服务、无连接分组交付服务。

☆第三章网络GIS基本原理网络GIS的体系结构（两层体系结构与三层体系结构，B/S模式与C/S模式）网络GIS数据组织与管理（矢量数据组织与管理，栅格数据组织与管理）

两层体系结构：

基于服务器端的GIS体系结构、基于客户机端的GIS体系结构

InternetGIS类型

GIS分析输出在服务器上完成

GIS分析输出在客户机上完成

构造模式（工作方式）

实例

基于服务器

是

否

CGI.ServerAPI

MapObjects/ArcViewIMS,ProServer

基于客户机

否

是

GISPlug-in

GISActiveX

GISJavaApplet

MapGuide,

GeoMediaWebMap,

ActiveMap,

GeoBeans

三层体系结构：

数据逻辑层、业务逻辑层、表示逻辑层

栅格数据组织与管理

1.栅格数据的组织策略

（1）基于像元

（2）基于层

（3）基于面域

2.高分辨率遥感影像的组织管理

采用关系数据库与文件相结合的方法管理海量影像数据不失为有效方法之一。

（1）分级存储

（2）分块存储

在实际应用中可以将分级和分块相结合起来实现对影像数据的存储管理。

矢量数据的分层组织：

坐标对------空间对象-----图层-----地图

分层组织中的信息分类：

地图集、图层集、图层

主要缺点：

对现实世界中的地理现象进行集合抽象往往忽略了地理现象的本质特征及现象的内在联系，导致获取的地理空间信息被极大地简化，降低了GIS的信息容量。

注重空间位置的描述，较少考虑以分类属性和相互关系为基础的结构实体的内在规律描述，致使空间分析能力较弱。

分层叠加的方法把现实世界划分为一系列具有严格便捷的图层，但这些边界并不能充分反映客观现实，从而成为人为误差。

第四章网络GIS数据存储磁盘阵列技术SAN与NAS

磁盘阵列技术：

RAID优点：

存储容量成倍增大、数据存取速度极大提高、容错能力显著改善

分类：

软件磁盘阵列、内置式硬件RAID、外置式硬件RAID

NAS（附网存储）是一种将分布、独立的数据整合为大型集中化管理的数据中心，以便不同主机和应用服务器对其进行访问的技术。

结构：

NAS硬件、NAS的软件系统

特点：

NAS是文件级的存储方法，可以直接连到网上，无需服务器也不依赖通用的操作系统，具有即插即用的特点，且物理位置灵活，可放置在工作组内或置于其他地点与网络连接。

存在的问题：

大量数据存储都通过已有的网络完成，增加了网络的负载，性能随网络负载波动较大，不适合音频、视频等实时性要求较高的海量数据的存储；

不能提供块数据服务，不太适合于数据库应用、数据备份和恢复等，尤其是灾难恢复比较困难，通常要制定一个专门方案。

安全性问题。

SAN（存储局域网络）是一种新的以数据存储为中心的网络存储体系结构，采用可伸缩的网络拓扑结构，通过光通道直接连接方式为SAN内部任意节点提供多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储局域网内。

结构：

（1）物理观点：

最终用户平台、服务器、存储设备或存储子系统、互联设备。

（2）逻辑观点：

SAN的组件、资源以及它们之间的联系、独立性和协同性。

总的来说，SAN有三种构造方法：

基于交换机的交换式SAN、基于集线器的共享式SAN和以交换机为主干的混合式SAN。

特点：

可靠性、高性能和动态存储结构

存在的问题：

SAN的普及率低；SAN通信的距离问题；SAN是一种新的网络存储技术，处于成长期。

☆第五章WebGISWebGIS概念、分类与特点，CGI模式与ServerAPI模式，Plug-in、ActiveX与JavaApplet技术，HTTP与TCP/IP，分布式WebGIS

概念：

（1）以网络为中心的GIS，它使用Internet环境，为各种GIS应用提供GIS功能和空间数据获取能力；

（2）基于Internet的GIS，常称为WebGIS，主要是由于大多数客户端应用采用了WWW协议。

随着技术的进步，客户端可能会采用新的应用协议，因此也被认为是InternetGIS。

所谓WebGIS，其实质就是基于“客户/服务器”这种分布式计算模式的GIS，使GIS的空间数据查询、分析和可视化能在WWW上进行。

分类：

WebGIS是一个分布式处理系统，它通常包括三个基本方面：

客户端、服务器和空间数据库。

根据WebGIS服务器的组成结构和其与空间数据库关系的不同，可以把WebGIS分为以下两种：

基于浏览器/服务器模式的WebGIS

在实现形式上，这种结构的WebGIS分为动态和主动两类。

动态（Dynamic）WebGIS特点：

Ø系统的构造简捷方便、运行效率较高，基本上可以直接使用原有GIS服务器端的各种函数；

Ø可响应不同用户的请求，实现GIS的绝大多数功能；

Ø对服务器性能的要求较高；

Ø对网络性能要求较高。

主动（Active）WebGIS：

■客户端得到的不是静态图像，而是矢量地理要素实体。

■发送到客户端的运行程序不需要安装，可以在客户端直接执行，兼容性好；

■网络中传输的数据为矢量图形数据和属性数据，较之于被动方式下的图像来说，数据量更少，对网络的性能要求不太苛刻；

■客户端能处理一些简单的操作，减轻了服务器和网络的负荷，网络的整体运行效率得以提高，响应速度加快；

■对并发用户访问的支持力度明显高于被动WebGIS，可以响应更多的用户请求；

■软件设计工作量大。

WebGIS特点

■

（1）基于Internet/Intranet标准

■

（2）分布式体系结构

■（3）服务范围广

■（4）平台无关

■（5）成本低廉、操作简单

■（6）支持地理分布存储的多源数据

CGI模式

基于CGI的InternetGIS是基于HTML的一种扩展，需要有GIS服务器在后台运行。

通过CGI脚本，将GIS服务器和Web服务器连接。

基于CGI的互联网地理信息系统的体系结构如图所示。

客户端的所有GIS操作和分析，都是在GIS在服务器是完成的。

体系结构：

服务器端有两个服务进程WebServer和GISServer，这两者是通过TCP/IP协议进行通讯的，所以既可以运行在一台主机上也可以分别运行在两台计算机上。

CGI是连接应用软件和Web服务器的标准技术，它是HTML的功能扩展。

是网络服务器上的可执行程序，基本上所有的计算机语言都可以用来开发CGI程序，最常用的几种包括（C/C++）、Perl和VisualBasic）。

Web一出现，CGI技术很快被用于构造能生产动态地图的Web网站。

CGI提供了一个在浏览器和服务器之间，以及服务器和服务器上其他软件之间的一个接口。

它允许网页用户通过网页的命令来启动一个存在于网页服务器主机的程序（称为CGI程序）,并且接受到这个程序的输出结果。

CGI是最早实现动态网页的技术，它使用户可以通过浏览器进行交互操作，并得到相应的操作结果。

客户端浏览器使用HTML将客户的请求传给Web服务器，Web服务器通过专用的CGI访问GIS服务器（后端的GIS软件），GIS服务器承担所有的查询、计算工作，并将结果（数字图像）构建成一个HTML文档反馈给Web服务器，然后再传递给客户端浏览器。

工作原理：

ØWeb浏览器用户发出URL及GIS数据操作请求；

ØWeb服务器接受请求，并通过CGI脚本，将用户的请求传送给GIS服务器；

ØGIS服务器接受请求，进行GIS数据处理如放大、缩小、漫游、查询、分析等，将操作结果形成GIF或JPEG图像；

Ø最后GIS服务器将GIF或JPEG图像，通过CGI脚本、Web服务器返回给Web浏览器显示。

优势：

Ø由于所有的GIS操作都是由GIS服务器完成的，具有客户端小、处理大型GIS操作分析的功能强、充分利用现有的GIS操作分析资源等优势；

Ø由于在客户机端使用的是支持标准HTML的Web浏览器，操作结果是以静态的GIF或JPEG图像的形式表现，因而客户机端与平台无关。

劣势：

Ø增加了网络传输的负担：

由于用户的每一步操作，都需要将请求通过网络传给GIS服务器；GIS服务器将操作结果形成新的栅格图像，再通过网络返回给用户，因而网络的传输量大大增加了。

Ø服务器的负担重：

所有的操作都必须由GIS服务器解释执行，服务器的负担很重；信息（用户的请求和GIS服务器返回的图像）通过CGI脚本在浏览器和GIS服务器之间传输，势必影响信息的传输速度。

Ø同步多请求问题：

由于CGI脚本处理所有来自Web浏览器的输入和解释GIS服务器的所有输出。

对于每一个客户机的请求，都要重新启动一个新的服务进程。

当有多用户同时发出请求时，系统的功能将受到影响。

Ø静态图像：

在浏览器上显示的是静态图像，因而用户即不能漫游、缩放，又不能通过几何图形如点、线、面来选择显示其关心的地物。

Ø用户界面的功能受Web浏览器的限制，影响GIS资源的有效使用。

ServerAPI

ServerAPI类似于CGI,不同之处在于CGI程序是单独可以运行的程序，而ServerAPI往往依附于特定的Web服务器，如MicrosoftISAPI依附于IIS（InternetInformationServer）,只能在Windows平台上运行，其可移植性较差。

在ISAPI下建立的应用程序是以动态连接库的形式存在；而CGI的应用程序一般都是可执行程序。

但是基于ServerAPI的动态连接模块启动后会一直处于运行状态,而不像CGI那样每次都要重新启动，其速度较CGI快得多。

体系结构：

Plug-in模式

GISPlug-in是在浏览器上扩充Web浏览器的可执行的GIS软件。

GISPlug-in的主要作用是使Web浏览器支持处理无缝GIS数据，并为Web浏览器与GIS数据之间的通讯提供条件。

GISPlug-in直接处理来自服务器的GIS矢量数据。

同时，GISPlug-in可以生成自己的数据，以供Web浏览器或其它Plug-in显示使用。

Plug-in必须安装在客户机，然后才能使用。

体系结构：

工作原理：

ØWeb浏览器发出GIS数据显示操作请求；

ØWeb浏览器接受到用户的请求，进行处理，并将用户所要的GIS数据传送给Web浏览器；

Ø客户机端接受Web服务器传来的GIS数据，并将GIS数据类型进行理解；

Ø在本地系统查找与GIS数据相关的Plug-in（或Helper）。

如果找到相应的GISPlug-in，用它来显示GIS数据；如果没有，则需要安装相应的GISPlug-in，加载相应的GISPlug-in，来显示GIS数据。

GIS的操作如放大、缩小、漫游、查询、分析皆由相应的GISPlug-in来完成。

优势：

Ø无缝支持与GIS数据的连接。

Ø由于对每一种数据源，都需要有相应的GISPlug-in；因而GISPlug-in能无缝支持与GIS数据的连接。

ØGIS操作速度快。

Ø所有的GIS操作都是在本地由GISPlug-in完成，因此运行的速度快。

Ø服务器和网络传输的负担轻。

Ø服务器仅需提供GIS数据服务，网络也只需将GIS数据一次性传输。

服务器的任务很少，网络传输的负担轻。

劣势：

ØGISPlug-in与平台相关：

对同一GIS数据，不同的操作系统如对UNIX，Windows，Macintosh而言，需要有各自不同的GISPlug-in在其上使用。

对于不同的Web浏览器，同样需要用相对应的GISPlug-in。

ØGISPlug-in与GIS数据类型相关：

对GIS用户而言，使用的GIS数据类型是多种多样的，如ArcInfo,MapInfo等GIS数据格式。

对于不同的GIS数据类型，需要有相应的GISPlug-in来支持。

Ø需要事先安装：

用户如想使用，必须下载安装GISPlug-in程序。

如果用户准备使用多种GIS数据类型，必须安装多个GISPlug-in程序。

GISPlug-in程序在客户机上的数量增多，势必对管理带来压力。

同时GISPlug-in程序占有客户机磁盘空间。

Ø更新困难：

当GISPlug-in程序提供者已经将GISPlug-in升级了，须通告用户进行软件升级。

升级时，需要重新下载安装。

Ø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。

ActiveX

ØActiveX是Microsoft为适应互联网而发展的标准。

ActiveX是建立在OLE（ObjectLinkingandEmbedding）标准之上，为扩展MicrosoftWeb浏览器InternetExplorer功能而提供的公共框架。

ActiveX控件是用于完成具体任务和信息通讯的软件模块。

GISActiveX控件用于处理GIS数据和完成GIS分析。

ØActiveX控件和Plug-in非常相似，是为了扩展Web浏览器的动态模块。

所不同的是，ActiveX能被支持OLE标准的任何程序语言或应用系统所使用。

相反，Plug-in只能在某一具体的浏览器中使用。

Ø基于GISActiveX控件的互联网地理信息系统是依赖GISActiveX来完成GIS数据的处理和显示。

GISActiveX控件与Web浏览器灵活无缝结合在一起。

在通常情况下，GISActiveX控件包容在HTML代码中，并通过