第五章WebGIS实现技术_精品文档.ppt

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第五章WebGIS实现技术现有基于BS模式的网络GIS主要分为两类：

基于服务器的网络GIS（Server-side）基于客户机的网络GIS（Client-side）。

p服务器端的互联网服务器端的互联网GIS的构造模式的构造模式有CGI模式、ServerAPI模式、ASP模式等；p而基于客户机端的互联网客户机端的互联网GIS的构造模式的构造模式有Plug-in模式、GISJavaApplet、GISActiveX控件等。

一、一、CGI技术在技术在WebGIS中的应用中的应用pCGI（commongatewayinterface）通用网关接口是较早应用于WebGIS开发的方法。

p它是Internet服务器与应用程序之间服务器与应用程序之间的接口标准，在Hypertext文件与Web服务器应用程序之间传递信息，将Web服务器和数据库服务器结合起来，实时、动态地生成HTML文件。

基于CGI的WebGIS的工作原理是工作原理是：

uWeb浏览器浏览器用户发出URL及GIS数据操作请求到服务器上，uWeb服务器服务器接受请求后，通过CGI脚本，将用户的请求传送给GIS服务器，uGIS服务器服务器接受请求，对GIS数据进行处理（如放大、缩小、漫游、查询、分析等），将操作结果形成GIF或JPEG图像，u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浏览器并显示。

（一）基于CGI模式的WebGIS的优点优点

（1）CGI程序的跨平台性能极佳。

程序的跨平台性能极佳。

几乎不需任何修改就可移植到大部分Web服务器上。

另外，很多应用都是用过程语言（如Perl）编写的，可以方便的移植到许多计算机平台上。

（2）具有客户端小，处理大型具有客户端小，处理大型GIS分析的功能分析的功能，并且可充分利用已有的GIS资源，因为所有的GIS操作都是由GIS服务器完成的。

（3）通过一组简单的环境变量或命令行传递参数，这种调用程序的方法易于理解和实现。

（4）CGI程序以一个独立进程方式运行，和Web服务器完全隔离，有错误的CGI程序很难损害服务器内部的完整性。

（二）基于CGI模式的WebGIS的缺点缺点

（1）网络传输负担重。

）网络传输负担重。

在GIS的服务器端和客户端空间数据的传输只能是，JPEG或GIF图像，不能有效地进行空间数据的可视化操作和分析；客户端不具有数据管理模块，因此不能够实现现有状态的GIS空间数据传输协议；若再次请求已经请求过的空间数据，要经过同样的数据传输过程，多次数据传输之间没有联系，因而网络的传输负担较重。

（2）运行速度过慢。

）运行速度过慢。

原因在于CGI根据浏览器的HTTP请求激活响应进程，而每一个请求对应一个进程，当有多用户同时发出请求时，创建进程的负载和大量并发执行的CGI程序所耗费的潜在资源会造成系统运行速度下降，从而使系统效率降低。

（3）数据处理在服务器端进行，容易造成服务器）数据处理在服务器端进行，容易造成服务器端负载过重。

端负载过重。

市场上推出的WebGIS软件中，利用这一原理实现的软件主要有：

美国ESRI公司早期的WebGIS平台ArcViewInternetMapServer（ArcViewIMS）和MapObjectsIMS，Mapinfo早期的InternetIntranet解决方案MaplnfoProserver等。

例如，为了让User存取数据库中的信息，CGI可以被用来连接Server中的数据库，在系统中扮演桥梁的角色。

1997年ESRI推出了MapObjectsInternetMapServer，使用HTML将客户端的请求传给WebServer，而WebServer则通过专用的CGI接口与GISServer连结，GISServer承担了所有的查询、计算工作，将结果构建成一个HTML文件传回给WebServer，再将HTML文件传给客户端浏览器。

由于CGI是WebServer上可执行的程序，任何人要与WebServer进行沟通，都可以透过CGI接口。

基本上所有的计算器语言都可以用来开发CGI接口，最常用的几种包括C、C、Perl和VB。

Web一出现，CGI技术很快就被用于建构能产生动态地图的Web网站。

根据CGI接口的特点，GISCGI技术可分为以下两类：

（三）（三）CGI技术技术分类分类1.CGI激活图形产生器之方式运作激活图形产生器之方式运作一个典型的例子是美国ESRI公司的MapObjectsInternetMapServer。

它是由开发者制作一个简单的图形产生器应用程序（Applicationprogram；AP）经由CGI程序，可以根据命令行参数产生各种不同的地图。

CGI式的式的WebGIS以玉山国家公园电子文化与自然资源地图为例以玉山国家公园电子文化与自然资源地图为例2.CGI激活后端激活后端GIS软件软件很多GIS软件是运用图形使用者接口（GUI），用“事件”（Event）的方式驱动的，一旦激活，就可以一直运作等待触发事件。

这种系统有许多优点，而且浏览器也是利用GUI接口由事件驱动的。

一个浏览器上的事件，透过CGI接口很容易传到后端GIS软件上，CGI接口和后端GIS软件的信息交换是透过透过IP控制协议（控制协议（IPC）来完成。

利用这种CGI方法，只要使用者在浏览器上按一下，信息就通过网际网络传回到WebServer上，然后由CGI接口将此信息透过IPC传至后端的GIS软件。

例如，可以要求GIS软件将地图中的某个地区放大，然后将放大后的地图传给使用者端。

这种方法的优点优点在于，可以利用商业化GIS软件产生出高品质的地图。

事实上，GIS软件的很多功能都可以被利用。

但这种方法仍有许多不足之处不足之处。

首先，很难同时执行多个CGI程序；其次，这种方法需要GIS软件一直处于运作状态，这不仅要求GIS软件所在的Server一直在激活状态，而且也消耗不少计算机资源。

ESRI的ArcViewInternetMapServer就是这种系统运作方式。

ArcViewInternetMapServer二、二、ServerAPI技术在技术在WebGIS中的应用中的应用ServerAPl服务器应用程序接口技术，是为了克服CGI方式的效率低下而开发出来的扩充的CGI工具，其基本原理与CGI类似，不同的是不同的是CGl程序程序可以单独运行，而由于可以单独运行，而由于ServerAPI应用程序应用程序是是Web服务器进程的组成部分，所以必须在特定的服务器服务器进程的组成部分，所以必须在特定的服务器上运行。

上运行。

ServerAPl作为一种进程内的扩充方法，进程创建和进程间通信负载大大减少，运行速度比运行速度比CGI程程序要快得多，在一定程度上改善了序要快得多，在一定程度上改善了Web服务器的服务器的响应性能响应性能。

p目前，流行的ServerAPI有Microsoft的ISAPI、Netscape的NSAPI和OReilly的WSAPI。

实际应用中主要是Microsoft的ISAPI。

pISAPI设计的基本思想基本思想是基于动态链接库DLL，使得Server程序运行速度提高和减轻系统的负载。

pISAPI的体系结构体系结构由ISAPI应用程序应用程序和ISAPIFilter程序程序组成，前者的功能和地位与CGI程序相似，后者用于扩展IISWWW服务器的功能。

1、基于ServerAPI模式的WebGIS的优点优点用动态链接库取代CGI程序，不会在系统中产生新的进程新的进程，资源共用因而相应速度比CGI快。

2、基于ServerAPI模式的WebGIS的缺点缺点

（1）依附于特定的服务器和计算机平台，程序的移植难度大。

（2）安全性不好，一旦DLL出现故障或产生内存泄露，会导致整个WebGIS服务器陷入瘫痪。

（3）系统维护复杂，ISAPIDLL要为每个请求产生并维护一个独立的线程，以避免冲突；当优化性能时，还得关闭Web服务器来更换或删除已有的DLL。

而CGI不存在这些问题。

三、三、WebGIS客户端的客户端的Plugin插件技术插件技术Plug-in（插入法），是由美国网景公司（Netscape）发明的为了增加网络浏览器功能的方法增加网络浏览器功能的方法，它的浏览器提供厂一套API（应用程序接口），便于其他软件厂商插入与万维网应用有关的软件。

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

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浏览器或其他Plugin显示使用。

当然，Plug-in必须先安装在客户机上，然后才能使用。

Plug-in模式的网络GIS工作原理是工作原理是：

Web浏览器浏览器发出GIS数据显示操作请求，Web服服务器务器接收到请求后，将用户所要的GIS数据传送给Web浏览器，客户机端接收到Web服务器传来的GIS数据，对GIS数据类型进行理解，然后在本地在本地系统查找与系统查找与GIS数据相关的数据相关的Plug-in（或Helper）。

如果找到如果找到相应的GISPlug-in，则用它显示GIS数据；如果没有如果没有，则需要安装并加载相应的GISPlug-in，来显示GIS数据。

GIS的操作由相应的GISPlug-in完成。

1基于Plug-in模式的网络GIS的优点优点

（1）支持与）支持与GIS数据的无缝连接。

数据的无缝连接。

由于对每一种数据源，都要有相应的GISPlug-in，因而GISPlug-in支持与GIS数据的无缝连接。

（2）GIS操作速度快。

操作速度快。

所有的GIS操作都是在本地由GISPlug-in完成，因此运行速度快。

（3）服务器与网络传输的负担轻。

）服务器与网络传输的负担轻。

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。

服务器的任务量小，网络传输的负担轻。

2基于Plug-in模式的网络GIS的缺点缺点

（1）GISPlug-in与平台相关。

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。

不同的Web浏览器，也同样需要有相应的GISPlug-in。

（2）GISPlug-in与与GIS数据类型相关。

数据类型相关。

对于GIS用户而言，使用的GIS数据类型是多种多样的，如Arclnfo，Mapinfo，AtlasGIS等GIS数据格式。

不同的GIS数据类型，需要有相应的GISPlug-in来支持。

（3）需要事先安装。

）需要事先安装。

用户必须下载安装GISPlug-in程序。

如果使用多种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，管理相对复杂。

同时，GISPlug-in程序占用客户机磁盘空间。

（4）更新困难。

）更新困难。

当GISPlug-in升级时，需通知用户进行软件升级。

升级时，需要重新下载安装。

（5）使用已有）使用已有GIS资源的操作分析能力弱，处理资源的操作分析能力弱，处理大型大型GIS的能力有限。

的能力有限。

嵌入接口的嵌入接口的WebGISMapViewer四、四、ActiveX控件和控件和DCOM组件技术组件技术pActiveX技术是在微软公司OLE技术基础上发展起来的因特网新技术，其基础是DCOM（distributedcomponentobjectmodel），它不是计算机语言，而是一个技术标准。

p基于这种标准开发出来的构件称为ActiveX控件，可以像JavaApplet一样嵌入到HTML文件中，在因特网上运行，对GIS数据进行分析处理。

pActiveX控件和Plug-in相似，都是扩展Web浏览器的动态模块。

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

p而Plug-in只能在某一具体的浏览器中使用。

p基于GISActi