WebGIS考试重点Word下载.docx
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基于Internet的地理信息系统,我们常称为Web-GIS,这主要是由于大多数的客户端应用采用了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.
相对传统GIS,WebGIS具有哪些优点:
(1)面向大众;
(2)资源共享;
(3)发布速度快,范围广,维护方便;
(4)数据来源丰富、分布存储;
(5)分布式计算;
(6)系统建设投资少;
(7)操作简单;
(8)跨平台。
WebGIS发展的热点问题:
互操作技术、元数据管理、高效高性能的空间数据库技术、地理“巨分析”事务的实现、空间数据的交换、空间数据的安全和保护等。
WebGIS的应用主要分类:
1.基于Internet的公共信息在线服务:
如为公众提供交通、旅游、餐饮娱乐、房地产、购物等与空间信息有关的信息服务。
2.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。
商业化的WebGIS平台:
国外WebGIS产品主要包括:
MapInfo公司的MapXtreme、Intergraph公司的GeoMediaWebMap、ESRI公司的ArcIMS(InternetMapServer)以及著明的CAD厂商AutoDesk公司的MapGuide。
国内比较成熟的WebGIS产品主要包括:
国家遥感应用工程技术研究中心网络与运行工程部研发的地网GeoBeans、北京超图公司的SuperMapIS,武汉吉奥的GeoSurf。
第二章
物理层(physicallayer)
任务:
在物理媒体(介质)上正确地、透明地传送比特流。
协议(标准):
规定了物理接口的各种特性:
机械:
物理连接器的尺寸、形状、规格
电气:
信号电平,信号的脉冲宽度和频率,数据传送速率,最大传输距离等
功能:
接口引(线)脚的功能和作用
规程:
信号时序,应答关系,操作过程
建立和拆除物理连接、位流传输、管理
数据链路层(datalinklayer)
在两个相邻节点间可靠地传输数据,使之对网络层呈现为一条无错的链路。
共享信道问题(LANorWireless):
如何控制对共享信道的访问?
将数据链路层划分为逻辑链路控制(LogicalLinkControl,LLC)和介质访问控制(MediaAccessControl,MAC)两个子层,由MAC子层解决共享介质访问控制问题。
LAN使用的两种主要介质访问控制方法:
CSMA/CD
TOKENPASSING
网络层(networklayer,internetlayer)
选择合适的路由,把分组从源端传送到目的端。
功能与服务:
▪在源端与目的端之间建立、维护、终止网络的连接
▪路由选择和分组中转
▪拥塞控制
▪多路复用:
为多个传输层实体提供网络连接服务
▪分段与组装:
大数据块分段,小数据块组装
▪差错检测与恢复
▪流量统计和记账
IP协议[RFC791]:
提供无连接的数据报服务
传输层(transportlayer)
在源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输,使上层服务用户不必关系通信子网的实现细节。
传输层的特点
▪以上各层:
面向应用,本层及以下各层:
面向传输;
▪与网络层的部分服务有重叠交叉,功能取舍取决于网络层功能的强弱;
▪只存在于端主机中;
▪实现源主机到目的主机“端到端”的连接;
应用层(applicationlayer)
为用户的应用进程提供网络通信服务。
提供各种不同的应用协议以满足应用进程的需求;
识别并证实目的通信方的可用性;
使协同工作的应用进程之间进行同步;
为通信过程申请资源。
协议的三要素:
语义、语法、时序
第三章
WebGIS系统的分类:
从实现技术上划分,WebGIS应用系统主要分为两类:
•基于服务器的应用系统(Server-side)
•基于客户机的应用系统(Client-side)
WebGIS的基本实现方式:
1.服务器端模式:
基于CGI方式;
ServerAPI方式;
JavaServlet方式
2.客户端模式:
插件法(GISPlug-in);
GISActiveX;
GISJavaApplet
基于CGI方式的WebGIS工作原理:
1.Web浏览器用户发出URL及GIS数据操作请求;
2.Web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;
3.GIS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;
4.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。
基于CGI方式的WebGIS特点:
优点:
1.所有的GIS操作都在服务器端由GIS服务器执行完成;
2.操作结果常以JPG/GIF等静态图象格式显示,因此客户端只需支持标准HTML的Web服务器,无需安装任何其他插件;
3.保证服务器端数据安全。
缺点:
1.用户的所有操作都需从客户端传输至服务器端然后再回传,增加网络传输负担;
2.所有GIS操作都由服务器完成,服务器负担增重;
3.每一个客户端的请求都使得服务器端要重新启动一个服务进程,多用户条件下系统受到影响;
4.结果为静态图象,用户端无法对其进行漫游、缩放,也无法进行点、线、面等地物的选取操作。
基于ServerAPI方式的WebGIS特点:
▪优点:
▪运行效率比CGI更高
▪安全可靠传输
▪缺点:
▪ISAPIDLL和服务器密切相关,程序的可移植性差;
▪受限于ISAPIDLL
▪系统的维护和管理复杂
基于Servlet技术的网络GIS特点:
v接收到请求,CGI必须执行整个程序,而Servlet只执行部分代码
vServlet程序采用线程方式为用户提供服务,多线程机制能同时为多个请求服务
vServlet可以在Web服务器启动时自动载入,也可以在收到请求后再载入,载入后可继续等待其他用户请求
vServlet产生的数据可以是矢量数据和栅格数据,矢量数据由客户端Applet来实现显示,栅格数据可以直接由浏览器进行显示
服务器端模式的WebGIS特点:
●基于这种模式的WebGIS系统,客户端只负责发送请求和显示结果图像,因此对浏览器的要求很低,兼容性很好,实现比较容易。
●服务器需要对客户端的任何一个操作做出响应,服务器的负担很重,在客户端数量较多时,服务器的响应速度势必下降。
●以图像的方式发布空间数据,无疑会增加网络的流通量,降低系统的工作效率。
基于Plug-in的WebGIS特点:
v⑴无缝支持与GIS数据的连接。
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。
v⑵GIS操作速度快。
所有的GIS操作都是在本地由GISPlug-in完成,因此运行的速度快。
v⑶服务器和网络传输的负担轻。
服务器仅需提供GIS数据服务,网络只需将GIS数据一次性传输。
服务器的任务很少,网络传输的负担轻。
v⑴GISPlug-in与平台相关。
对同一GIS数据,不同的操作系统需要不同的GISPlug-in。
如UNIX,Windows,Macintosh而言,需要有各自的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。
v⑵GISPlug-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。
v⑶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。
v⑷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。
v⑸Plug-in方式使用已有的GIS操作分析资源的能力弱,处理大型的GIS分析能力有限。
基于ActiveX方式的WebGIS工作原理:
1.Web浏览器发出GIS数据显示请求;
2.Web服务器接受到用户的请求,进行处理,并将用户所要的GIS数据和GISActiveX控件(第一次)传送给Web浏览器;
3.GISActiveX控件负责向Web服务器请求数据,并对GIS数据进行处理,完成GIS操作。
基于ActiveX方式的WebGIS的特点:
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所使用,比GISPlug-in模式更灵活,使用方便。
v⑴.需要下载。
占用客户端机器的磁盘空间。
v⑵.与平台相关。
对不同的平台,必须提供不同的GISActiveX控件。
v⑶.与浏览器相关。
GISActiveX控件最初只适用于MicrosoftWeb浏览器。
在其他浏览器使用时,须增加特殊的Pulg-in予以支持。
v⑷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。
v⑸存在信息安全隐患。
ActiveX具有访问客户端本地文件系统的能力,使得ActiveX可以具有强大的功能,但存在信息安全隐患。
基于JavaApplet方式的WebGIS工作原理:
v
(1)通过单击超链接的URL,浏览器客户向服务器发送请求;
v
(2)Web服务器接受请求,加载HTML文档;
v(3)浏览器解释HTML文档,并检测到<
APPLET>
标识符;
v(4)
从服务器下载GISApplet类文件;
v(5)检测被该GISApplet引用的其他Applet类文件和数据文件并下载;
v(6)GISApplet在浏览器中或自己的窗口中显示;
v(7)GISApplet解释和操作GIS数据。
基于JavaApplet方式的WebGIS的特点:
v⑴体系结构中立,与平台和操作系统无关。
在具有Java虚拟机的Web浏览器上运行。
写一次,可到处运行。
v⑵动态运行,无须在用户端预先安装。
由于GISJavaApplet是在运行时从Web服务器动态下载的,所以当服务器端的GISJavaApplet更新后,客户机端总是可以使用最新的版本。
v⑶GIS操作速度快。
所有的GIS操作都是在本地由GISJavaApplet完成,因此运行的速度较快。
v⑷服务器和网络传输的负担轻。
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。
服务器的负担很小,网络传输的负担轻。
v(5)GISApplet根据用户的请求自动从服务器下载并安装运行,当用户退出应用时又自动卸载,因此它不会像插件和控件一样永久占用客户计算机的硬盘空间。
v(6)JavaApplet具有很高的安全性,它运行于客户端计算机的JVM上,无法访问本地系统资源,从而不会破环或窃取本地客户的信息,也不会使客户计算机感染病毒。
v⑴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。
运行效率比ActiveX低。
v⑵GISApplet的缺点就是由于安全限制的原因不能把GIS数据和分析结果保存在客户端计算机上,而且只能和下载它的服务器连接,而不连接网络上的其他计算机,这就阻碍了WebGIS所要求的真正意义上的分布处理。
客户端模式的特点:
客户端模式虽然克服了服务器端模式中服务器负担过重的问题,但只是简单地将服务器的负担转移到客户端。
由于GIS工具只能在浏览器内处理空间数据,进行复杂空间分析的能力无疑会受到限制,而且,将空间数据全部下载到客户端,只适合于少量空间数据的场合,对于海量空间数据,客户端模式则很难满足要求。
因此,客户端模式只适合少量空间数据和简单空间分析的应用。
空间数据的基本特点:
基于WebGIS的地理信息具有分布式、多源、异构和特定的用户显示界面的特点,具体表现在以下几个方面:
1、地理信息本身就具有地域分布特征
2、地理信息存储方式不同,表现出异构的特点
3、应用服务平台不同
4、WebGIS的客户端不同,支持的地理信息格式不同
XML语言的基本特点:
Ø
XML是一种元标记语言,用户可以定义自己需要的标记,是简化的SGML。
它允许各行业、各组织、个人建立适合自己需要的置标集合,如GML、MathML、CML等等;
XML描述的是结构和语义,而不是格式化,即内容和表现形式分离;
比关系数据库的表结构更灵活;
独立于任何体系结构的数据格式;
独立于任何语言的数据格式;
便于网络传输;
XML的优势:
设计与特定领域有关的标记语言,如GML、MathML、CML、VoiceXML等
异质系统间的通信
开发灵活的Web应用软件
在Web上发布数据
更有意义和更准确的搜索
GML的特点:
⑴GML是一个开放的框架结构,可以对其进行扩展和继承来完成数据编码。
⑵GML具有自描述性,可描述性很强,有益于保持数据的完整性。
⑶由于GML是由国际组织OGC提出的开放标准,现已被很多大公司支持,所以易于被各种地理信息系统接受。
⑷GML可以描述不同地理信息系统的数据,结构简单,且易于操作。
⑸GML采用开放的基于XML的文本格式,可用Web的最基本的HTTP协议传输,这样易于数据的远程动态集成。
⑹GML可以与非空间数据集成。
二进制数据与其他数据的集成是非常困难的,对于二进制数据结构,必须了解其文件结构和数据库设计才能对其进行修改,而GML的改变是十分容易的,所以数据组织也就相当容易。
GML如何管理、共享空间数据:
利用GML,基于客户机、GIS应用服务器和数据库服务器的三层网络GIS构造模式,通过设计GML数据转换中间件来充当数据连接器,则只要客户端配备GML数据解析器,就可以从因特网的任何位置读取数据,从而真正实现异构WebGIS,异构数据库间的信息交换。
GIS应用服务器在接受到用户数据请求后,进行GML数据获取、转换和集成工作,根据用户请求的内容,向分布在网络节点的数据库申请图形和属性数据。
如果申请到的是一般GIS矢量数据,就将其转换成规范的GML格式;
如果原数据库支持GML的存储,则只需要向数据库传递客户端的数据请求,在归纳和整理数据库的响应后,统一向客户端浏览器分发。
第四章
分布式WebGIS的结构:
▪客户端:
是由通用的Web浏览器,必要时加上插件(Plug-in)共同构成的,它是用户使用WebGIS的界面,用户通过它提出请求,获得结果;
▪服务器端:
包括WWW、MAIL、FTP服务器和GIS服务器,通过HTTP协议和TCP/IP协议为用户提供信息交换的通道和地理信息处理功能;
▪空间数据库:
为客户的数据请求和WebGIS的各种处理功能提供空间数据。
ServerAPI开发方式:
服务器控件(WebControls)开发
▪二次开发平台
•ArcGISIMS
•ArcGISServer9.2(及以前版本)
•MapInfoXtreme2008(及以前版本)
•SuperMapIS.Net2008(及以前版本)
•MAPGIS7-IMS(及以前版本)
Ajax控件(AjaxControls)开发
•ArcGISServer9.3(及以后版本)
•SuperMapIS.Net6(及以后版本)
•MAPGIS7-IMSSOA版(及以后版本)
▪公共平台
•GoogleMapAPI
•MapABCAPI
•51dituAPI
▪开源平台
•GeoServer
•MapServer
•ShapeMap
ArcGISServer优点:
▪集中式管理带来成本的降低。
▪瘦客户端也可以享受企业级的GIS服务
▪安全的连接和访问机制。
▪ArcGISServer具备了在线数据编辑功能。
▪支持大量的并发用户访问,具有负载均衡能力。
▪支持多种客户端。
ArcGISServer的功能:
SOM:
即服务对象管理器,主要负责客户端请求调度,服务对象管理以及内置负载均衡机制以便在合适的SOC机器中调度ServerObject处理客户端请求。
SOC:
即服务对象容器,主要负责承载各个池化、非池化服务器对象。
池化:
在客户端请求间共享对象,支持无状态的交互,支持很多用户,对象在启动时初始化,使用完毕并不销毁,而可以被下一个使用。
这样提高了使用效率,使性能提升。
非池化:
使用的对象不能被共享,为每一个客户端创建新对象,支持有状态的交互,支持较少的用户。
由于每个用户仅对自身的Edits集起作用,他人编辑时不能被见,所以Edits时需要非池化。
ArcGISServer支持的服务:
MapService:
是使用最多的一种ArcGISServer服务。
该服务可以支持发布二维地图,支持建模,支持在线编辑空间数据等。
GeocodeService:
指的是地址编码服务,该服务可以把一个文本描述的地址转化为一个地理坐标。
GeodataService:
提供了访问Geodatabase数据库内容的功能,支持在线的数据查询、数据提取、数据更新等。
该服务在管理分布式的Geodatabase时非常方便。
GeoprocessingService:
是一个基于web的地理处理工具,客户端提交处理请求,服务器执行空间分析和建模,然后把执行结果展现在客户端。
GlobeService:
是ArcGISforServer提供的3D服务。
首先在ArcGlobe中创建3D文档,然后通过ArcGISforServer发布即可。
用户可以使用免费的ArcGISExplorer来访问ArcGISforServer发布的3D服务。
ImageService:
影像服务提供对栅格(及影像)数据的访问。
SearchService:
搜索服务可在本地网络上提供GIS内容的可搜索索引。
WorkflowManagerService:
可以使用ArcGIS在web上提供工作流管理能力。
可以使用桌面工具定义工作流管理系统,然后使用ArcGISforServer将其发布为服务。
AJAX是什么:
AJAX不是新的编程语言,而是一种使用现有标准的新方法,是一种用于创建快速动态网页的技术。
Ajax的工作原理:
Ajax的工作原理相当于在用户和服务器之间加了一个中间层,使用户操作与服务器响应异步化。
Ajax的优势:
1减轻服务器的负担,因为Ajax的根本理念是按需取数据,所以最大可能地减少了冗余请求和响应对服务器造成的负担;
2无刷新更新页面,减少用户实际和心理等待时间;
3更好的用户体验;
4可以把以前的一些服务器负担的工作转移到客户端,利用客户端闲置的处理能力来处理,减轻服务器和带宽的负担,节约空间和带宽的租用成本;
5可以调用外部数据;
6基于标准化的并被广泛支持的技术,并且不需要插件或下载小程序;
7使Web中的界面与应用分离。
ASP.NET内置了5个Ajax控件,分别是ScriptManager、ScriptManagerProxy、UpdatePanel、UpdateProgress和Timer,其中ScriptManager、UpdatePanel和Timer控件最常用。
ArcGISsever控件:
资源管理控件:
▪MapResourceManager控件可以同时管理多资源,并且可以设置图层的顺序以及图像输出的透明度。
▪GeoprocessingResourceManager是空间数据处理服务的资源管理器,空间数据处理服务一般是由ArcToolbox中的ModelBuilder工具建立好空间数据的处理模型,并把空间数据处理模型发布成空间数据处理服务。
▪地理编码资源管理控件:
FindAddressTask就是利用
GeocodeResourceManager提供的地理编码资源服务的控件。
地图显示相关控件:
MapTips:
▪在浏览器中,鼠标在地图要素上停留,会显示该要素的有关信息.
属性设置:
MapTips有两个比较重要的属性:
Layer和Map。
Layer配置MapTips要显示的图层。
Maginifier:
▪漂浮在MapControl上的窗体
▪放大主地图上的区域
▪多个缩放级别
需设置Map、MapResouceManager、MagnifierMapResouce(待放大图层)的属性。
OverviewMap:
▪OverviewMap缩略图也称鹰眼,把当前的地图范围画在一个小的矩形范围内,当主地图的范围发生改变,缩略图不需要整个页面的刷新而能够自动更新。
需设置Map、MapResouceManager、OverviewMapResouce(缩略图层)的属性。
Toolbar:
▪Toolbar控件可以是工具和命令行的集合,这些工具或命令被分成不同种类,执行相似的操作。
在添加工具的时候,可以添加WebADF已经封装好的一些操作,如放大、缩小漫游等;
开发人员也可以添加自定义的工具或命令。
属性设置:
设置Toolbar控件的BuddyControl属性,编辑Toolbar控件的ToolbarItems属性