透视Web GIS软件
周 涛
(广西基础地理信息中心 南宁 530023)
摘要：Web GIS是当前GIS研究的一个热点课题，本文通过对主流Web GIS产品的的概括分析，给读者对Web Gis产品一定的了解。
关键词：互联网 地理信息系统 Web GIS
前言：
Internet （互联网）从1995年开始如火如荼地蔓延至全球，其发展速度早已打破IT行业著名的以18个月为周期的“摩尔定律”。仅从1998年开始到现在， Internet的用户人数以每6个月翻一番的速度急剧增长。据IDC统计，截止1998年底，全球Internet用户已经突破1亿大关。现在， Internet的主页数已经超过1亿，并仍以每天10万页、近2000万单词的速度增长，被媒体称为继报纸、广播、电视后的“第四大传媒”。在中国，Internet也已走过5个春秋。根据中国互联网网络信息中心（CNNIC）统计，截止到1999年6月30日，我国共有上网用户400万，上网计算机达146万台。
相应地，GIS技术也随着Internet的出现而发展成为互联网地理信息系统（以下简称Web GIS）。它使GIS从专业人员手中解放出来，成为千千万万老百姓生活中息息相关的一部分。目前，基于Web的GIS技术已经成为GIS研究的一个热点课题。全球各大GIS厂商也相应地推出自己的Web GIS解决方案。综观当前国内流行的Web GIS软件，可以说是五花八门，令人眼花缭乱，用户很难选择适合自己的产品。本文试图对这些主流产品进行剖析，以给读者对Web GIS产品有一定的了解。
二、主流Web GIS软件及其实现方法：
从主流Web GIS软件的工作模式而言，可以分为以下四种类型：
(一)CGI（通用网关接口）模式：
基于CGI模式的Web GIS的实现原理如图一所示。
图一：基于CGI模式的Web GIS
优点：CGI灵活性较强，可以用任何一种能运行在服务器上的语言如VB、C＋＋、Perl等编写。客户端无需安装任何插件，基本上没有任何负担，所有操作和分析都是由服务器端完成，充分利用了服务器的资源。
缺点：CGI本身效率不高。再加上此类Web GIS传到客户端的地图为栅格数据（GIF或JPEG），因此每次客户端的操作，如放大、缩小、漫游等都必须由服务器来完成，网络和服务器的负担较沉重，因此对服务器性能和网络带宽的要求较高。
基于CGI模式的Web GIS软件简介：
(1)美国ESRI公司的ArcView IMS3.0和MapObjects IMS2.0:
①基本介绍：
MapObjects 是一组供应用开发人员使用的制图与GIS功能构件。它由一个ActiveX控件和一系列可编程对象组成，用户可以用流行的编程语言定制专用的GIS应用程序。Mapobjects IMS 由三部分组成：一是IMS在Internet上的扩展，它是一个CGI应用，主要负责客户的请求，把请求分发给相应的地图应用程序，并把结果经由 Internet服务程序传递给客户；二是地图应用程序在Internet上的扩展，该模块通过TCP/IP协议与CGI程序通讯，接收来自CGI的请求，把地图应用程序的结果交给CGI； 三是地图应用程序，主要负责响应CGI请求。Mapobjects IMS还提供了一套地图服务器管理用户界面，可以直接管理地图服务器，数据卸载服务，或与别的网站相联。
ArcView IMS包括Web Server的应用程序扩展 ESRIMap；ActiveX 控件 WebLink；Java应用程序 MapCafe。利用ArcView强大的制图和查询功能，为用户提供现成的Internet功能，一般用户基本不用进行开发。高级用户可以通过ArcView的开发工具Avenue实现制图和查询功能， MapCafe包括一些封装好的类库和部分源代码。可用于创建客户端地图显示界面。
②应用平台：客户端支持PC版本的浏览器；服务器端可安装在Windows NT。
③用户操作对象：栅格数据（GIF或JPEG）
④数据源：本身使用矢量Arc/Info 的Coverage、Shape、SDE和栅格数据，也可转换
其它常见GIS数据格式。
⑤下载：感兴趣的朋友可以从 http://www.esri.com/ 下载MapObjects IMS2.0 ：。90天试用期。
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（2）美国MapInfo公司的MapXtreme2.0
①基本介绍：
MapXtreme 包含有两个版本NT和JAVA版，它集成了地图控件MapInfo mapX和网络应用开发工具Hatesite,组成一个集成的Web解决方案软件包，提供了地图显示、图层控制、专题图、缓冲区分析、地图编辑、空间选择、查找等功能。值得一提的是，MapXtreme和它的另一个产品MapInfo SpatialWare（功能强大的空间数据管理软件，允许将地图数据存储到大型关系数据库如Oracle、DB2、Informix等）是完全兼容的。
②应用平台：客户端支持PC、Macintosh和UNIX版本的浏览器；服务器端可安装在Windows NT、UNIX。
③用户操作对象：栅格数据（GIF或JPEG）
④GIS数据源：本身使用矢量MapInfo的Tab格式、SpatialWare中的数据和栅格数据，也可转换其它常见GIS数据格式。
⑤下载：MapXtreme2.0从以下网址下载 ：http://www.mapinfo.com/mapxtreme。30天试用期。
（二）基于Plug-In（插入件）模式：
基于Plug-In模式的Web GIS的实现原理如图二所示
图二：基于Plug-In模式的Web GIS
优点： 传送到客户端的结果为矢量数据，充分利用了客户端的计算能力，可在客户端
实现缩放、漫游等基本操作，运行效率最高。
缺点：需下载插件安装到客户端硬盘，与平台和操作系统相关。
基于Plug-In模式的Web Gis软件简介：
美国Autodesk公司的AutoDesk Mapguide4.0
①基本介绍：
MapGuide4.0主要包含三个基本模块：MapGuide Viewer（客户端，作为Plug-in）、MapGuide Author、MapGuide Server。
其中MapGuide Viewer是个Netscape Plug-in 或IE 的 ActiveX控件，安装到客户端才能使MapGuide正常工作。它用于访问MapGuide Server上存储的地图信息。 可生成动态缓冲区，通过明细表、半径、多边形、缓冲区及交叉等方法选择多个对象，可根据地址和地理名称检索地图，还可读、写、修改图上的点线面目标。引人注目的是，它提供针对主流浏览器Microsoft IE、Netscape的开放的API函数，可供用户增强其客户端的操作能力。
MapGuide Author用于制作和修改所发布的地图数据。
MapGuide Server作为地图服务器。用于向MapGuide Viewer、Author的用户提供地图服务，支持对多地图文件和关系数据库的连接。
②应用平台:客户端Autodesk提供的MapGuide Viewer有三个版本，分别适用于PC、
Macintosh、UNIX版本的浏览器。服务器端只能安装在Windows NT。
③用户操作对象：矢量数据
④GIS数据源：本身使用矢量SDF格式和栅格数据。也可转换其它GIS数据
格式,包括DWG、Coverage、Shape、DGN、MIF、BNA等。
⑤下载：MapGuide4.0从以下网址下载 ：http://www.autodesk.com/mapguide。
30天试用期。
(2)美国INTERGRAPH公司的GeoMedia Web Map3.0和GeoMedia Web Enterprise3.0
①基本介绍：
GeoMedia Web Map的最大特点是OPEN GIS解决方案，它可操作常见GIS数据而无
须将其转换成新的格式。GeoMedia Web Enterprise则对GeoMedia Web Map进行了扩展，它是一个完整的Internet开发环境，提供了一整套针对Web的用于开发的空间和网络分析的控件对象和服务。用户能用工业标准的程序语言如VB、C＋＋、PowerBuider、Delphi、JAVA来创建动态的、自定义的、在Web上用于对地理数据进行浏览和分析的地图应用软件。
②应用平台: 客户端使用ActiveCGM插件,支持PC、Macintosh和UNIX版本的浏览器。
③用户操作对象：矢量数据.
④GIS数据源：可直接读MGE、FRAMME、Arc/Info、ArcView、MapInfo、ORACLE SDO/SC等格式的数据而无须转换，也可叠加栅格数据作为背景。
⑤下载：不提供。
（三）基于JAVA Applet(JAVA 小程序)模式：
基于JAVA Applet模式的Web GIS的实现原理如图三所示：其中Applet由服务器下载到客户端，负责图形的放大、缩小、漫游等功能，通过CGI、RMI、IDL与应用服务器通信。 Web服务器负责WWW服务，处理和分发请求。应用服务器负责处理并发请求，实例化状态，交易处理，安全管理，数据库连接池管理等。应用构件用于完成不同的用户应用功能。
图三：基于JAVA Applet模式的Web GIS
优点：与平台和操作系统无关。
缺点：由于JAVA Applet本身效率比ActiveX慢好几倍，因此基于此类的Web GIS运行效率不是很高。
基于JAVA Applet模式的Web Gis软件简介：
国家遥感工程技术中心的地网GeoBeans1.0。
①基本介绍：
GeoBeans 由于采用了构件化技术，方便了用户的二次开发。用户可根据自己的需求，用JAVA定制自己的Internet应用和普通的桌面应用，具有较高的灵活性。它采用了JDBC和ODBC技术，可以与多种大型数据库相连，简化了对数据的操作和管理，实现了对分布式数据库的访问。还具备了直方图、曲线图、饼图等专题图功能，以及路径分析功能。
②应用平台 ：与平台无关。
③用户操作对象：矢量数据。
④GIS数据源：使用自己的gbd格式,也可转换其它常见GIS数据格式，如Arc/Info Coverage、ArcView的SHAPE、MapInfo、MapGIS等。
⑤下载：不提供，可到http://www.map.beijing.gov.cn/看其效果。
（四）基于分布式超图模式：
优点：矢量图形数据；任务分离；分布式计算；分布式服务器和客户端；多数据源的
互操作性。
缺点：应该说基于分布式超图模式的Web GIS是一种很有前途的产品，但正如JAVA
本身的雷声大雨点小，其整体效率还有待提高。
基于分布式超图模式的Web Gis软件简介：
武汉测绘科技大学的GeoSurf2.0。
①基本介绍：
基于分布式超图模式GeoSurf是100％的纯JAVA软件,它使客户机、Web Server和数据库服务器任务分离。Web Server负责Web服务，数据库服务器负责数据库管理和数据服务，其它任务由客户机完成。在客户机端，用户能完成放大、缩小、漫游、查询、统计、分析等基本操作。通过Java和 JDBC可直接与GeoStar主系统选用的数据库无缝连接，如Sybase、SQLServer等，并能获取不同层次的数据信息。安全性强。客户机虽能获取数据信息，但不能修改数据库，不能将获取的数据在客户机端保存。图形分层调用、显示和管理；专题图制作；SQL查询及图形属性互查；最佳路径分析；多种语言（汉、英、日语）根据用户需要实时转换即加即用，解决网络交流障碍。
②应用平台:与平台无关。
③用户操作对象：矢量数据。
④GIS数据源：使用系统自身的DHM数据格式，也可转换Arc/Info、 MapInfo、MGE、
GeoStar、AutoCAD等数据格式。
⑤下载：不提供，可访问http://www.rcgis.wtusm.edu.cn/wwwgis/geosurf 体验。
三、Web GIS在中国的应用现状：
在中国，Web GIS的应用主要体现在两大领域：Internet和Intranet。其中Internet上的应用较少，主要有：北京市政府网站“首都之窗”开辟的以地图信息发布、浏览、查询为特色的专栏北京通（网址：http://www.map.beijing.gov.cn/）,包括了北京城区的电子地图、三千多条地名路名、1400多个小区、300个旅游景点的图文介绍、约1万个企事业单位信息、1000多个房地产项目、400多条工交路线、以及火车时刻表、邮编等。国家信息中心制作的中经网地图信息服务系统（网址：http://webgis.cei.gov.cnHYPERLINK http://webgis.cei.gov.cn）也是此类网站。郑州飞狐网络有限公司的“飞狐中国通”（网址：http://www.fhoo.com/）和北京图行天下信息咨询有限公司的“图行天下”（网址：http://www.go2map.com/）有异曲同工之妙，均提供了全国各大城市的交通、旅游、购物等功能。
Intranet的应用较多，主要用于政府各级部门图形信息发布，见诸报道的有：深圳市规划国土局、天津市规划管理局采用AutoDesk MapGuide开发的Internet/Intranet网络图形信息发布系统等
四、结束语：
Web GIS的产品还很多，如BENTLEY的ModelServer Discovery、Genamap的Web Broker等均可以归到以上分类，这里就不再赘述了。无疑，Web GIS是“数字地球”、“数字城市”的雏形，受目前互联网带宽和其它因素的影响，此类产品功能还局限于地图信息发布，其性能离常规GIS尚有一定距离。随着Internet2、VR（虚拟现实）等技术的成熟，Web GIS将翻开崭新的一页！
参考文献：
[1] 袁相儒 《流行Internet GIS软件面面观》
[2] 杨崇俊等 《地网 GeoBeans----一体化网络GIS解决方案》
[3] 朱华忠等 《Internet GIS发展趋势----Intergraph解决方案》
