万维网土地信息系统的解决方案

二、万维网土地信息系统的解决方案

一般将WebLIS分为两类，根据主要的图形属性数据所处的逻辑位置不同可划分为服务器端和客户端两类WebLIS，也有人将其分为动态式和主动式WebLIS。有些WebLIS平台采用介于其中的平衡方案。

对于服务器端的WebLIS解决方案而言，空间分析和输出全由服务器完成，它能解决大型数据库的管理及完成复杂任务，客户端的WebLIS仅负责用户请求和数据输入，通用网关接口CGI负责实现与LIS服务器的连接，最后客户端将结果显示出来。这种模式对网络传输无疑是非常繁重的负担。

对于客户端解决方案，一部分常见的LIS分析和数据处理工作在客户端完成，而不像服务器端解决方案，几乎包办处理用户的一切请求。系统须通过服务器向客户端发送一段运行在本地机上的客户程序。这个程序可以与用户相交互，处理用户的一些简单请求，如地图的开窗、放大等，所需的矢量地图数据直接向服务器申请。当客户发出一些较复杂、高级的操作要求而客户程序不能处理时，才请求WebLIS服务器处理，其处理结果也以矢量数据的形式发回给客户端。

目前已经有多种不同的技术方法被应用于研制实现WebGIS，包括CGI(Common Gateway Interface，通用网关接口)方法、服务器应用程序接口(Server API)方法、插件(Plug-in)法、Java Applet方法以及ActiveX方法等，下面对这些技术进行简单的描述和比较。

1.CGI方法

CGI方法就是互联网络服务器(Web Server)通过调用外部应用程序的接口扩展网络服务器的功能。这时CGI的作用即相当于在外部应用程序与Internet/Intranet网络服务器之间架设一座桥梁，使网络服务器对客户端的请求作出响应。客户端通过网络服务器激发CGI程序的响应实现具体的操作，读取超文本标识语言(HTML)文件，并将读取的数据信息或文件通过服务器送往客户端。

CGI的实质性作用是定义服务器和网关程序如何通信。在客户端，Web浏览器以HTML建立用户界面;在服务器端，GIS软件通过CGI与Web服务器相连。当用户发送一个请求到服务器上，服务器通过CGI把该请求转发给后端运行的GIS应用程序，LIS软件按照要求产生一幅数字图像(GIF图像)，然后传回给远程的用户。其工作方式如图3-11所示。

图3-11　基于CGI技术的WebLIS工作方式

目前市场上推出的部分WebGIS系统软件，如ESRI公司的Internet Map Server(IMS)和Mapinfo公司的MapXtreme等，就是利用这一原理实现的。这种实现方式的优点在于服务器完成了所有的数据操作和分析任务，客户端很小，有利于充分利用服务器的资源，发挥服务器的潜力。但客户端的功能受Web浏览器和HTML的限制，GIF和JPEG是客户端操作显示的惟一图形格式，而且服务器对客户机的每次请求都需要重新启动LIS应用程序，增加了互联网和服务器的负担，降低了系统响应的速度和工作效率。但构造这种WebGIS系统简便，在任何平台上都可以应用，而且可以用任何语言编写，其应用仍然非常广泛。

2.Server API方法

服务器应用程序接口技术是为克服CGI方法的低效率问题而研制的。这种方法的基本原理与CGI类似，所不同的是CGI程序是可以单独运行的程序，而基于服务器应用程序接口的程序必须在特定的服务器上运行。它的特点是速度要比CGI方法快得多，因为基于服务器API的动态连接模块启动后会一直处于运行状态，而不像CGI每次都要重新启动。这种方法的缺陷在于它依附于特定的服务器和计算机平台，可移植性较差。如微软公司的ISAPI只能在Windows平台上运行。基于Server API技术的WebLIS工作方式如图3-12所示。

图3-12　基于Server API技术的WebLIS工作方式

3.插件法

利用CGI和服务器应用程序接口，虽然增强了客户端的交互性，使用户可以获取各种地理空间数据和地图，但传给用户的信息仍然是静态的。用户不能操作单个地理实体以及快速放大和缩小地图，因为在客户端整个地图图像是一个实体，用户的任何地图操作，如放大、缩小等都需要服务器来完成。当互联网流量较高时，系统反应会很慢。解决这一问题的一个方法是利用插件技术，把一部分服务器的功能移到用户端。此外，对于WebLIS而言，插件处理和传输的是矢量格式空间数据，其数据量较小，这样不仅可以大大加快用户操作的反应速度，而且也减少了互联网上流量和服务器的负载。

Plug-in技术方法是在客户端的浏览器上增加一个能识别矢量图形数据的插件。通过这样的插件，服务器端的矢量图形数据无须转换，就能直接通过Web浏览器实现图形浏览、查询和分析等操作功能，大大减少了网络的数据传输量，较好地解决了网络上图形数据信息的传输“瓶颈”。同时，矢量图形与其属性数据已建立的对应、关联关系也易得到保存。Autodesk公司的Map Guide以及Intergraph公司的GeoMedia Map就是基于这一原理的WebGIS系统平台。这种方式建立的系统的主要特点是速度快，客户端操作的是矢量地图数据。但它和传统的应用系统相比，需要先从互联网上获取特定的插件，安装后再使用，给用户造成了不便。基于Plug-in技术的WebLIS工作方式如图3-13所示。

图3-13　基于Plug-in技术的WebLIS工作方式

4.ActiveX方法

ActiveX方法是在微软公司OLE技术基础上发展起来的因特网新技术，其基础是DCOM(Distributed Component Object Model)。DCOM本身并不是一种计算机编程语言，而是一种技术标准。组件对象模型DCOM和ActiveX控件技术方法具备构造各种GIS功能模块的能力，利用这些技术方法和与之相应的OLE(对象链接与嵌入)、SDE(空间数据引擎)技术方法相结合，可以开发出功能强大的Internet应用程序。如ESRI公司Internet Map Server for MapObjects就是一个例子。开发者可以使用诸如VBScript或JavaScript脚本语言、VC、Delphi和PowerBuilder等多种开发工具进行开发，通过调用这些构件来建立自己的WebLIS。采用这种技术方法构建的WebLIS，具有很好的灵活性，使Web页面成为一种动态的、跳跃的页面，扩展能力强，可充分利用客户机/服务器体系结构优势，也是现今较为流行的一种实现方法。基于ActiveX技术的WebLIS工作方式如图3-14所示。

图3-14　基于ActiveX技术的WebLIS工作方式

5.Java Applet方法

Java编程语言是基于网络应用开发的面向对象的新一代计算机编程语言。由于采用了虚拟机(Java Virtual Machine)技术，Java语言程序实现了目标代码与平台无关的特性，同时具有支持Internet/Intranet网络模式下的数据分布与计算分布的特性。为保证这些特性的实现，Java语言通过提供URL对象方式，访问具有URL的数据对象，实现数据分布管理;通过将Java Applet小程序传送到客户端并下载，实现计算分布管理。Java语言既可以将计算或其他操作全部在服务器上实现，也可以将部分计算和操作在服务器上完成，其他功能在客户机上运行。由于Java语言具有这些功能特点，它成为实现WebLIS的分布式应用体系结构理想的开发语言。

用Java Applet实现WebLIS的优点是:①运行时，Applet从服务器下载，不需要进行软件安装;②由于Java语言本身支持网络功能，可以实现Applet与服务器程序的直接连接，从而使数据处理操作既可以在服务器上实现，又可以在客户端实现，以实现两端负载的平衡。基于Java技术的WebLIS工作方式如图3-15所示。

图3-15　基于Java技术的WebLIS工作方式

上面描述了几种WebLIS的实现方案，在实际的系统建设中，可以根据待发布数据的数据量、数据类型、Web服务器软件、客户端的要求等确定采用不同的方案，选择相应的软件。

目前，WWW领域，可扩展标记语言(Extensible Markup Language，XML)得到了越来越多的重视，它可以成为一种“元语言”，用于定义特定领域的标记语言。同样，在空间信息的Internet发布中，也可以采用XML来定义地理信息的特定语言标记，以容易而一致的方式格式化和传送数据。