互联网地理信息系统的构造方法(共63张PPT).pptx
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1、网络空间信息系统的网络空间信息系统的组成与结构体系组成与结构体系 4/18/20231培训专用引言引言4/18/20232培训专用一、定义一、定义4/18/20233培训专用一、定义一、定义 WebGIS是是Web 技术和技术和GIS技术相结合的产物,是利用技术相结合的产物,是利用Web技术技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。来扩展和完善地理信息系统的一项新技术。由于由于HTTP协议采用基于协议采用基于C/S的请求的请求/应答机制,具有较强的用户应答机制,具有较强的用户交互能力,可以传输并在浏览器上显示多媒体数据,而交互能力,可以传输并在浏览器上显示多媒体数据,而GIS中的中的信息主要是
2、需要以图形、图像方式表现的空间数据,用户通过交信息主要是需要以图形、图像方式表现的空间数据,用户通过交互操作,对空间数据进行查询分析。这些特点,使得人们完全可互操作,对空间数据进行查询分析。这些特点,使得人们完全可以利用以利用Web来寻找他们所需要的空间数据,并且进行各种操作。来寻找他们所需要的空间数据,并且进行各种操作。4/18/20234培训专用二、二、WebGISWebGIS的应用的应用WebGIS的应用可以分为以下几个层面:的应用可以分为以下几个层面:1)空间数据发布:能够以图形方式显示空间数据,较之与单纯的空间数据发布:能够以图形方式显示空间数据,较之与单纯的FTP方式,方式,Web
3、GIS使用户更容易找到需要的数据;使用户更容易找到需要的数据;2)空间查询检索:利用浏览器提供的交互能力,进行图形及空间查询检索:利用浏览器提供的交互能力,进行图形及属性数据库的查询检索;属性数据库的查询检索;4/18/20235培训专用二、二、WebGIS的应用的应用WebGIS的应用可以分为以下几个层面:的应用可以分为以下几个层面:3)空间模型服务空间模型服务:在服务器端提供各种空间模型的实现方法,接受用户在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模型参数后,将计算结果返回。通过浏览器输入的模型参数后,将计算结果返回。4)Web资源的组织资源的组织:在在Web上存在着大
4、量的信息,这些信息多上存在着大量的信息,这些信息多数具有空间分布特征,如分销商数据往往有其所在位置属数具有空间分布特征,如分销商数据往往有其所在位置属性,利用地图对这些信息进行组织和管理,并为用户提供性,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,无疑也可以通过基于空间的检索服务,无疑也可以通过WebGIS实现。实现。4/18/20236培训专用三、三、WebGISWebGIS与与GISGIS的不同之处的不同之处它必须是基于网络的客户机它必须是基于网络的客户机/服务器系统,而传统的服务器系统,而传统的GIS大多大多数为独立的单机系统;数为独立的单机系统;它利用因特网来进行
5、客户端和服务器之间的信息交互,这就它利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交互,这就意味着信息的传递是全球性的;意味着信息的传递是全球性的;它是一个分布式系统,用户和服务器可以分布在不同地点和不它是一个分布式系统,用户和服务器可以分布在不同地点和不同的计算机平台上同的计算机平台上。4/18/20237培训专用四、四、WEBGISWEBGIS内容内容:Internet Internet Internet Internet GISGISGISGIS类型类型类型类型GISGISGISGIS分析输出在分析输出在分析输出在分析输出在服务器上完成服务器上完成服务器上完成服务器上完成GISGISGISGI
6、S分析输分析输分析输分析输出在出在出在出在客户客户机上完成机上完成机上完成机上完成构造模式构造模式构造模式构造模式(工作方式工作方式工作方式工作方式)实例实例实例实例基于服务器是否CGI.Server APIMapObjects/ArcView IMS,ProServer基于客户机 否 是GIS Plug-in,GIS ActiveX,GIS Java AppletMapGuide,GeoMedia Web Map,ActiveMap,GeoBeans4/18/20238培训专用五、系统分类五、系统分类 将现有的将现有的Internet GIS应用系统主要分为两类:应用系统主要分为两类:基于服
7、务器的应用系统基于服务器的应用系统(Server-side)基于客户机的应用系统基于客户机的应用系统(Client-side)4/18/20239培训专用任务比较任务比较:Server-side StrategiesServer tasksClient tasksMap browsingDisplayQueryAnalysisMap drawingClient-side StrategiesServer tasksClient tasksAnalysisDisplayMap drawingMap browsingQuery4/18/202310培训专用基于服务器的应用系统基于服务器的应用系统
8、基基于于服服务务器器的的Internet GIS依依赖赖服服务务器器上上的的GIS系系统统完完成成GIS分分析析和和产产生生输输出出工工作作。Web浏浏览览器器充充当当前前端端的的对对用用户户友友好好的的接接口口。用用户户在在客客户户机机端端Web浏浏览览器器上上初初始始化化URL请请求求(一一个个GIS操操作作),此此请请求求通通过过互互联联网网送送给给服服务务器器。服服务务器器接接受受此此请请求求,处处理理请请求求,并并将将处处理理结结果果返返回回客客户户端端。基于服务器的应用系统基于服务器的应用系统 由于超文本标识语言由于超文本标识语言(HTTP,HyperText Markup Lan
9、guage)不能直不能直接支持矢量的接支持矢量的GIS数据,数据,Web浏览器不能直接与浏览器不能直接与GIS服务器程序通服务器程序通讯讯。因此,。因此,需要有媒介需要有媒介“解释器解释器(Interpreter)”连接连接Web浏览器、浏览器、Web服务器和服务器和GIS服务器服务器。通用的通用的“解释器解释器”有有通用通道接口通用通道接口CGI或其它通道脚本或其它通道脚本。它们接受用户的输入,将其解析为。它们接受用户的输入,将其解析为GIS程序程序能使用的变量参数;使得能使用的变量参数;使得Web服务器能在服务器能在GIS服务器上运行;解释服务器上运行;解释GIS服务器产生结果,并将结果送
10、回到客户机浏览器。基于服务器端服务器产生结果,并将结果送回到客户机浏览器。基于服务器端的互联网地理信息需要的互联网地理信息需要GIS程序以程序以GIS服务器的形式在后台运行。服务器的形式在后台运行。GIS服务器通过服务器通过CGI与与Web服务器相连。服务器相连。4/18/202312培训专用l基于基于CGI的的Internet GIS是基于是基于HTML的扩展,需要在后台运的扩展,需要在后台运行行GIS服务器。服务器。GIS服务器和服务器和Web服务器通过服务器通过CGI连接。其优连接。其优点是所有的操作、分析由服务器完成,因而客户端很小;同点是所有的操作、分析由服务器完成,因而客户端很小;
11、同时,有利于充分利用服务器的资源,发挥服务器的最大潜力。时,有利于充分利用服务器的资源,发挥服务器的最大潜力。但是客户端的功能受到互联网浏览器和但是客户端的功能受到互联网浏览器和HTML的限制,的限制,JPEG和和GIF是客户端操作的唯一形式。而且,它增加了互联是客户端操作的唯一形式。而且,它增加了互联网和服务器的负担,工作效率受到影响。网和服务器的负担,工作效率受到影响。4/18/202313培训专用基于客户机的应用系统基于客户机的应用系统 基基于于客客户户机机端端的的Internet GIS允允许许GIS分分析析和和GIS数数据据处处理理在在客客户户机机端端执执行行。这这些些GIS分分析析
12、工工具具和和GIS数数据据最最初初驻驻留留在在服服务务器器上上。用用户户通通过过浏浏览览器器向向服服务务器器发发出出需需要要GIS数数据据和和GIS处处理理工工具具的的请请求求;服服务务器器将将所所需需要要的的GIS数数据据和和GIS处处理理工工具具传传送送给给客客户户机机端端。客客户户机机端端接接受受所所需需要要的的GIS数数据据和和GIS处处理理工工具具,按按照照用用户户的的操操作作,进进行行GIS数数据据处处理理和和分分析析;此此时时无无须须服服务务器器的的参参与与。由由于于所所需需要要的的GIS数数据据和和GIS 处处理理工工具具已已经经到到客客户户机机端端,因因而而具具有有操操作作方
13、方便便、灵活、速度快等优势。灵活、速度快等优势。基基于于客客户户机机端端的的互互联联网网地地理理信信息息系系统统工工作作方方式式有有GIS Plug-in,GIS ActiveX和和GIS Java Applet等。等。4/18/202314培训专用构造模式分析构造模式分析l服务器端的互联网地理信息系统的构造模式是由服务器端的互联网地理信息系统的构造模式是由CGI模式模式,Server API构造的,而基于客户机端的互联网地理信息系统构造的,而基于客户机端的互联网地理信息系统的构造模式有的构造模式有Plug-in模式模式、GIS Java Applet、GIS ActiveX控件控件等。等。4
14、/18/202315培训专用CGICGI模式模式基于基于CGI的的Internet GIS是基于是基于HTML的一种扩展,需要有的一种扩展,需要有GIS服服务器在后台运行。通过务器在后台运行。通过CGI脚本,将脚本,将GIS服务器和服务器和Web服务器连接。服务器连接。基于基于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。客户端的所有所有GIS操作和分析,都是在操作和分析,都是在GIS在服务器是完成的。在服务器是完成的。4/18/202316培训专用CGICGI模式模式服务器端有两个服务进程服务器端有两个服务进程Web Server和和GIS S
15、erver,这两者,这两者是通过是通过TCP/IP协议进行通讯的,所以既可以运行在一台主机协议进行通讯的,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。上也可以分别运行在两台计算机上。基于基于CGI模式的模式的Internet GIS体系结构体系结构服务器服务器CGIScriptGIS服务器URL请求传输结果客户机客户机InternetInternet4/18/202317培训专用CGICGI模式模式 CGI是连接应用软件和是连接应用软件和Web服务器的标准技术,它是服务器的标准技术,它是HTML的功能扩展。是网络服务器上的可执行程序,基的功能扩展。是网络服务器上的可执行程序,基本上
16、所有的计算机语言都可以用来发展本上所有的计算机语言都可以用来发展CGI程序,最常程序,最常用的几种包括用的几种包括(C/C+)、Perl和和Visual Basic)。Web一出现,一出现,CGI技术很快被用于构造能生产动态地图的技术很快被用于构造能生产动态地图的Web网站。网站。HTML产生的东西基本上都是静态的而不是动态的,比如一产生的东西基本上都是静态的而不是动态的,比如一个作为图像嵌入个作为图像嵌入HTML文本中的地图就可以在用户端的浏览文本中的地图就可以在用户端的浏览器中显示出来。这种图像是一种静态图像,用户并不能放大、器中显示出来。这种图像是一种静态图像,用户并不能放大、缩小或查询
17、这种影像地图。缩小或查询这种影像地图。基于基于CGI模式的模式的Internet GIS体系结构体系结构4/18/202318培训专用CGICGI模式模式1.CGI提提供供了了一一个个在在浏浏览览器器和和服服务务器器之之间间,以以及及服服务务器器和和服服务务器器上上其其他他软软件件之之间间的的一一个个接接口口。它它允允许许网网页页用用户户通通过过网网页页的的命命令令来来启启动动一一个个存存在在于于网网页页服服务务器器主主机机的的程程序序(称称为为CGI程程序序),并并且且接接受受到到这这个个程程序序的的输输出出结结果果。CGI是是最最早早实实现现动动态态网网页页的的技技术术,它它使使用用户户可
18、可以以通通过过浏浏览览器器进进行行交交互互操操作作,并并得得到到相相应应的的操操作作结结果果。2.客客户户端端浏浏览览器器使使用用HTML将将客客户户的的请请求求传传给给Web服服务务器器,Web服服务务器器通通过过专专用用的的CGI访访问问GIS服服务务器器(后后端端的的GIS软软件件),GIS服服务务器器承承担担所所有有的的查查询询、计计算算工工作作,并并将将结结果果(数数字字图图像像)构构建建成成一一个个HTML文文档档反反馈馈给给Web服服务务器器,然然后后再再传传递递给给客客户户端端浏浏览览器器。基于基于CGI模式的模式的Internet GIS体系结构体系结构4/18/202319
19、培训专用CGICGI模式工作原理模式工作原理Web浏览器用户发出浏览器用户发出URL及及GIS数据操作请求;数据操作请求;Web服务器接受请求,并通过服务器接受请求,并通过CGI脚本,将用户的请求传送给脚本,将用户的请求传送给GIS服务器;服务器;GIS服务器接受请求,进行服务器接受请求,进行GIS数据处理如放大、缩小、漫游、数据处理如放大、缩小、漫游、查询、分析等,将操作结果形成查询、分析等,将操作结果形成GIF或或JPEG图像;图像;最后最后GIS服务器将服务器将GIF或或JPEG图像,通过图像,通过CGI脚本、脚本、Web服务服务器返回给器返回给Web浏览器显示。浏览器显示。4/18/2
20、02320培训专用基于基于CGICGI的的WEBGIS系统的优势:系统的优势:由于所有的由于所有的GIS操作都是由操作都是由GIS服务器完成的,具有客户端小、服务器完成的,具有客户端小、处理大型处理大型GIS操作分析的功能强、充分利用现有的操作分析的功能强、充分利用现有的GIS操作分操作分析资源等优势;析资源等优势;由于在客户机端使用的是支持标准由于在客户机端使用的是支持标准HTML的的Web浏览器,浏览器,操作结果是以静态的操作结果是以静态的GIF或或JPEG图像的形式表现,因而客图像的形式表现,因而客户机端与平台无关。户机端与平台无关。4/18/202321培训专用基于基于CGI的的 WE
21、BGIS系统的劣势:系统的劣势: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求通过网络传给GISGIS服务器;服务器;GISGIS服务器将操作结果形成新的栅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。了。服务器的负担重。所有的操作都必须由服务器的负担重。所有的操作都必须由GISGIS服务器解释执行,服服务器解释执行,服务器的负担很重;信息务器的负担很重;信息(用户的请求和用户的请求和GISGIS服务器返回的图像服务器返回的图
22、像)通通过过CGICGI脚本在浏览器和脚本在浏览器和GISGIS服务器之间传输,势必影响信息的传服务器之间传输,势必影响信息的传输速度。输速度。4/18/202322培训专用基于基于CGI的的 WEBGIS系统的劣势:系统的劣势:同步多请求问题。由于同步多请求问题。由于CGI脚本处理所有来自脚本处理所有来自Web浏览器的输浏览器的输入和解释入和解释GIS服务器的所有输出。对于每一个客户机的请求,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。时,系统的功能将受到影响。静态
23、图像。在浏览器上显示的是静态图像,因而用户即不能漫游、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。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。用户界面的功能受用户界面的功能受Web浏览器的限制,影响浏览器的限制,影响GIS资源的有效使用。资源的有效使用。4/18/202323培训专用服务器应用程序接口方法服务器应用程序接口方法(Server API)Server API类似于类似于CGI,不同之处在于不同之处在于CGI程序是单独可以运行的程程序是单独可以运行的程序,而序,而Server API往往依附于特
24、定的往往依附于特定的Web服务器,如服务器,如Microsoft ISAPI依附于依附于IIS(Internet Information Server),只能在只能在Windows平台平台上运行,其可移植性较差。,上运行,其可移植性较差。,在在ISAPI 下下 建建 立立 的的 应应 用用 程程 序序 是是 以以 动动 态态 连连 接接 库库 的的 形形 式式 存存 在;在;而而CGI 的的 应应 用用 程程 序序 一一 般般 都都 是是 可可 执执 行行 程程 序。序。但是基于但是基于Server API的动态连接模块启动后会一直处的动态连接模块启动后会一直处于运行状态于运行状态,而不像而不
25、像CGI那样每次都要重新启动,其速度较那样每次都要重新启动,其速度较CGI快得快得多。多。4/18/202324培训专用服务器应用程序接口方法服务器应用程序接口方法(Server API)模式模式基于基于CGI模式的模式的Internet GIS体系结构体系结构服务器服务器ISAPIURL请求传输结果客户机客户机InternetInternet4/18/202325培训专用GIS Plug-in是在浏览器上扩充是在浏览器上扩充Web浏览器的可执行的浏览器的可执行的GIS软件。软件。GIS Plug-in的主要作用是使的主要作用是使Web浏览器支持处理无浏览器支持处理无缝缝GIS数据,并为数据,
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