GISChpat8GIS发展与展望.ppt

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1、第八章 GIS发展与展望,WebGIS（网络地理信息系统）GIS互操作（OpenGIS）组件式地理信息系统（ComGIS）第四代GIS,基本内容：,万维网地理信息系统,万维网地理信息系统，是GIS与www的有机结合，GIS通过www,功能得到了扩展，从www的任意一个节点，人们可以浏览和获取Web上的各种地理空间数据及属性数据、图像、文件，以及进行地理空间分析，地理数据的概念已扩展为分布式的、超媒体特性的、相互关联的数据。,WebGIS例,一、WebGIS的基本特征,1、C/S系统,2、交互系统,3、分布式系统,4、动态系统,5、跨平台系统,6、可以访问Internet异构环境,7、图形化的超

2、媒体信息系统,1、WebGIS应当是开放的,二、WebGIS的基本要求,2、WebGIS能在Internet环境下运行,3、WebGIS必须支持数据分布和计算分布,4、WebGIS能在网络上直接查询和存取数据,三、WebGIS的基础技术,1、空间数据库管理技术,2、面向对象方法,3、客户/服务器模式,4、组件技术,5、分布计算平台,1、空间数据库管理技术,关系型数据库管理系统已经相当成熟，商业化的RDBMS不仅支持C/S模式，而且支持数据分布，通过SQL语言和ODBC，几乎所有GIS软件通过公共标识号都能和其协同运行。对象关系数据库技术和面向对象的数据库技术正有逐步成熟起来，成为未来GIS空间

3、数据管理的主要技术。,2、面向对象方法,面向对象是一种认识方法。面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、而面向对象语言（OOL）和面向对象数据管理（OODBM）贯穿整个信息系统的生命周期。面向对象控件数据库技术正在逐步成熟，空间对象查询语言（SOQL）、空间对象关系分析、面向对象数据库管理、对象化软件技术等，都和GIS密切相关。从面向对象技术的发展来看，它是描述地理问题非常理想的方法。,3、客户/服务器模式,客户/服务器的含义非常广泛，数据库技术和分布处理技术都和它密切相关。通过平衡客户/服务器间的数据通信和地理运算，能够利用服务器的高性能处理复杂的关键性业务，并降低网络数据流量；通过

4、规划客户/服务器模式的GIS系统，用户能够最大限度地利用网络上的各种资源。,4、组件技术,为避免系统重复编码，浪费软件资源，参照制造业成功经验，使用插件（Plug-in）、组件（ActiveX）和中间件（Middleware）技术组装软件产品：各软件生产商制作自己最好的组件，其他软件开发人员和系统集成人员，可直接使用该部件提供的功能，无须重新编码，从而扩大了软件开发社会分工，提高了软件生产效率。,5、分布计算平台,分布计算平台（Distributed Computing Platfom）技术，目前有OMG的CORBA/Java标准和微软的DCOM/ActiveX标准。两者各有千秋，相持不下。C

5、ORBA/java在运行速度上虽然不如DCOM/activeX，但和Java一样，CORBA/java规范的最大优势仍然在于其跨平台能力，适用于Window、Macintosh、Unix等。DCOM/ActiveX目前只能运行于32位Windows平台，但是其市场占有率达80%以上，在Internet客户端的计算机市场里占有率更高。具体选择何种标准，应根据设计目标权衡各方面因素。,和WebGIS相关的技术还包括下列各方面；多媒体数据操作标准ISO SQL/MM地理数据目录服务技术（Geodata Catalog Service）、数据仓库技术、地理信息高速公路设施等。,四、WebGIS客户端实

6、现技术,客户端WebGIS允许GIS的数据和GIS计算能在用户本地计算机的浏览器上执行，客户端应用包括3种主要技术方案；GIS插件/Helper程序、GIS ActiveX控件和GIS Java Applets,1、GIS插件/Helper,GIS插件/Helper程序是工作在Netscape和IE这样的WWW浏览器上用于处理GIS数据和地图的插件程序。它们从Web服务器下载到用户的本地计算机上，安装后在浏览器中运行。正如Helper程序，GIS插件处理嵌在HTML中的GIS数据，而这些特殊的GIS数据HTML不能识别。Mcrosoft ActiveX Document是种特殊的Helper程

7、序。Autodesk公司的MapGuide就是GIS插件的最典型的例子。,WebGIS插件，来自于北京大学数字地球工作室(HTTP:/WWW.CYBERGIS.ORG.CN),2、GIS插件和Helper程序的优缺点,优点：GIS插件和Helper程序用于扩展Web浏览器的功能以便无缝地支持GIS数据。一些简单的诸如缩放、移动和查询的功能可以做到插件中并在本地执行 GIS数据以流的形式在网络上传输提供。GIS插件可以不用看到整个数据流就实现一个渐进的浏览器或作出某些特定的决定。当GIS插件需要数据时，可以从服务器上提取。,缺点：它们不是独立于平台的，因此插件和Helper程序开发者不得不为不同

8、的平台开发多个版本的GIS插件或Helper程序。也就是说，需要为Unix、Windows和Macintosh操作系统创建单独的插件 GIS用户中许多GIS数据类型，每种GIS数据类型都需要有一个对应的插件支持。GIS插件和Helper程序必须永久地安装在用户本地计算机的硬盘上，大量的下载插件将在用户本地计算机上占用很多硬盘空间。如果插件和Helper程序很复杂，规模很大，数量很多，将会给用户带来极大的麻烦。,2、GIS控件,用Mcrosoft的ActiveX技术创建的GIS控件。这些GIS控件和GIS Pulg-Ins一样，用于扩展HTML的功能，以便使浏览器能处理GIS地图和数据。它们也是

9、从服务器下载到用户本地计算机上，安装注册后执行。,ActiveX控件,ActeveX控件技术创建GIS控件。ActiveX是微软开发的“使Internet变为活动”的一项新的软件技术，它建立在OLE标准之一，是为扩展IE的功能而提供的一个公共框架。,1）GIS ActiveX控件的工作方式,目前的浏览器并不直接支持GIS数据类型。当HTML页面中包含有GIS数据时，它需要加载特定的GIS插件、Helper程序或者GIS控件到客户的浏览器中去显示GIS数据。GIS控件由HTML文档引用并由浏览器执行。它们开始驻留在服务器上，当用户连接该Web站点并请求包含有对GIS控件引用（标记符）的HTML文

10、档时，这些控件就下载到浏览器端。GIS控件当需要时从Web服务器上下载，或者若以前下载过，则它已经存在客户端计算机上而不再需要下载。,2）GIS控件的优缺点,和插件一样，GIS控件需要下载和安装到用户的本地计算机上，并根据需要一直驻留在硬盘上，它在不需要时不占内存。但它要占用本机硬盘空间。GIS控件也像插件一样，不是跨平台的。开发者必须为不同平台创建不同的GIS控件。而且对不同的GIS数据格式，也需要创建不同的GIS控件来处理和解释这些GIS数据格式。加外，Netscape Navigator需要安装一个特殊的插件才能使用GIS控件。ESRI的MapObject Internet Map Se

11、rver,Intergraph的GeoMedia Web Server都是采用GIS控件的典型产品。,3、GIS Java Applets,最新的开发是用JavaInternet编程语言来创建GIS Java Applets。GIS Java Applets从服务器下载到本地计算机并在浏览器内立刻执行。GIS的功能和数据被封装在一个包内，并根据需要迁移到客户端，但不需要像GIS Plug-Ins或GIS控件那样先进行安装。,GIS Applet工作方式,GIS Applet用于解释GIS数据，执行GIS分析。每种GIS功能，如放大、缩小、区域放大、标注和查询及其输出等，都可以由一个Java A

12、pplet实现。GIS Applet是可执行代码，它驻留在可访问的Web站点服务器上。它内嵌到HTML文档中，用标识符引用，并在客户端由浏览器执行。当支持Java的浏览器加载HTML文档和GIS Applet时，其过程如图所示。具体步骤如下：,利用Java Applet实现的WebGIS系统框架,GIS Applet优缺点,基于Java的GIS程序和传统的单机GIS应用程序的差别主要是Java程序是以网络为中心的，是真正的分布代码。GIS Applet为网络用户呈现了一个非常接近于在本机上运行单机GIS程序的模式，用Java开发的WebGIS可以为用户提供单机GIS程序所有的大多数好处；响应性

13、能、利用本机资源能力、图形属性查询，等等。同时，这样的WebGIS打破了依赖于单机PC的束缚，而充分利用整个Internet的计算资源，更主要的是GIS Applet还提供如下HTML、插件和GIS控件不具备的重要特性。,（1）GIS Applet是动态的，而HTML是静态的；（2）由于GIS Applet在浏览器端运行，因此它可以更好地使用本地计算机资源；（3）GIS Java Applet设计为跨平台结构，这对于厂商和开发者来说意味着更大的潜在市场和降低软件开发成本；对于消费者和用户来说音意味着价格更低、选择更多、组件间的互操作性更好；（4）GIS Applet根据用户的请求自动从服务器下

14、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；（5）GIS Applet创建和显示图形和地图的方式更灵活，因此它可以扩展用户界面以满足复杂的客户端地图操作和查询能力；（6）Java的字节码令GIS Applet更小，在Internet上传输更快，浏览器内的JIT（Just In Time）编译能使GIS Applet运行的更快；（7）Java Applet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。,GIS Applet的缺点就是由于安全限制的原因不能把

15、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。InternetGIS.com和ActiveMaps和武汉测绘科技大学的Intenet GeoStar是GIS Applet的典型代表。,五、WebGIS服务器端实现技术,服务器端应用的WebGIS就是在服务器执行GIS计算，并把执行的结果转换为HTML格式（一般是GIF/JPEG图像）返回客户端。GIS数据和GIS计算部署在服务器上，对客户请求的响应只是在服务器端进行GIS计算，然后将结果形成为新的中间GIS数据，返送给客户，成为GIS数据迁

16、移。服务器端应用包括3种主要技术方案；GIS桌面系统扩展、基于ActiveX组件的GIS服务器和基于Java的GIS服务器。,1、GIS桌面系统扩展,以GIS桌面系统为基础的WebGIS服务器的结构如图所示，顶层是Internet技术，其中的主要技术包括TCP/IP和HTTP。底层为GIS服务器，其核心是已经成熟的GIS桌面系统，中间层是应用服务器。它是Web服务器和GIS服务器间的桥梁。GIS服务器中的监控调度程序负责调度、维护和管理GIS桌面系统运行实例，完成GIS数据处理和GIS计算功能。,1）工作方式,2）系统的优缺点,这种类型的系统，所有的GIS计算全部在服务器端完全，客户端只要是标

17、准的Web浏览器即可，是典型的“瘦”客户机/“肥”服务器模式，由于GIS服务器的核心是成熟的GIS地图桌面系统，因此可以利用以前的开发成果和GIS数据。它的缺点：第一就是对于每个客户机的请求都要启动一个新的完整的GIS桌面系统实例进程，这不但浪费服务器的系统资源，也严重影响性能。虽然通过GIS服务代理可以缓解问题的严重性，但无法从根本上解决问题。第二就是系统和客户的交互性非常差，因此像区域/多边形选择图形要素这样简单的地理操作都不可能实现，从而影响系统的实用性。ESRI的Internet Map Server for ArcView和MapInfo的ProSever、Sylvan Ascent

18、,Inc的SylvanMaps是这种类型的典型代表。,2、基于ActiveX组件的GIS服务器,组件GIS服务器是在服务器端采用ActiveX组件技术实现的GIS服务器，其核心是GIS ActiveX组件。系统结构如图所示。,优缺点,这种方案的好处在于它可以实现可伸缩的应用系统，降低系统的成本，提高系统的性能；由于组件遵循相同的ActiveX标准，因此组件间可以实现无缝的连接，提高系统的稳定性，“瘦”客户/“肥”服务器模式，使任何浏览器用户都可以访问GIS服务器的地理信息。另外，系统开发可以采用任何支持ActiveX标准的工具，例如FrontPage和InterDev；和ASP结合起来，使开发

19、变得非常容易。当然，这种方案只有Windows平台上实现，由于目前Windows平台占有80%的市场，所以这个缺点是微不足道的。这类产品的代表有ESRI的MapObjects Internet Server和MapInfo的MapXtreme,3、基于Java的GIS服务器,由于Java是面向对象的、与平台无关的、面向网络的和多线程的编程语言，因此用Java作为服务器端的开发平台也是GIS服务器端技术的一个解决方案。基于Java的GIS服务器，其结构如图所示。,WebGIS的其他技术问题,由于WebGIS是GIS的一个新的应用领域，许多技术问题都有待于解决。其中主要包括；地理元数据的管理和服务

20、；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。只有这些问题都得到解决，WebGIS才会成为真正实用的系统。,Web GIS具有以下优点,1）更广泛的访问范围,客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据，而Web所特有的优势大大方便了GIS的数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合成更易于实现。,2）应用面广,由于网络功能将会使Web GIS应用扩展到整个社会，真正实现GIS的无所不能，无处不在。,3）现势性强,Web GIS在网上进行信息发布对地理信息进行实时更新，因而人们能得到最新信息、最新动态。,4）平台独立性,无论服务器/客户机

21、是何种机器，无论Web GIS服务器端使用何种GIS软件，由于使用了通用的Web浏览器，用户就可以透明地访问Web GIS数据，在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析，实现远程异构数据的共享。,5）应用简单,Web GIS用户可以直接从网上获取所需要的各种地理信息。用户可以直接进行各处地理信息的分析，而不用关心空间数据库的维护和管理。,WebGIS发展热点问题,一、开发模式,（1）WebGIS软件基于面向对象的构件化开发，使原来复杂而庞大的GIS系统可由独立的构件组装而成，使用不同的开发语言和平台以及依据不同的标准，导致了WebGIS的多种不同解决方案。,二、互

22、操作技术,空间数据的相互转换问题在WebGIS中显得更为突出。统一的空间数据结构标准是大势所趋的潮流，但在目前尚无统一结构标准的情况下，实现高效便捷的空间数据的转换接口工作仍具有得要意义。,三、元数据管理,（3）WebGIS必须与Metadata系统相结合，通过Metadata系统的支持，WebGIS的用户能在Internet上快速搜索和获取到所需数据与功能。FGDC的Metadata标准CSDGM在地理空间领域具有权威性与广泛性,WebGIS开发工具,WebGIS作为分布式系统，目前的开发技术主要有OMG的CORBA（Common 0bject Request Broker Architec

23、ture）、Microsoft的DCOM（Distributed Component 0bject Mode）和SUN的RMI。DCOM目前还没有实现在不同平台之间的互操作，但以它为基础，围绕Microsoft的组件对象模型（COM）、OLE技术和API而产生的ActiveX，能较好地支持web，是时下较好的软件组件开发工具。而Java以其自身的特点，同时又与CORBA捆绑在一起，也是目前开发WebGIS的重要工具。XMLExtended Makeup LanguageG-XML,Java,Java是一个简单的面向对象的、分布的、安全的、与平台无关的、可移植的、高性能的、多线程的以及动态的解释

24、型程序语言。Java不仅仅是一种程序设计语言，更是一种网络操作系统，它可以不依赖于任何操作系统，可以直接运行在某种机器或CPU上；它有自己的内存管理功能，Java支持多线程可以对处理器资源进行分配和处理；Java可以对设备进行管理，如屏幕、键盘、鼠标等；Java支持网络文件管理，可打开远程机器上文件。Java与数据库的接口是通过JDBC来实现的 RMIRemote method Invocator Java 的CORBRA,共同对象请求代理构架CORBA,共同对象请求代理构架（CORBA）是对象管理组（OMG）用于降低软件开发的复杂性和减少开发费用而制定的规范，它定义了用面向对象的方法来开发软

25、件的构件，每个对象封装了内部工作的细节和提供一个精确定义的接口，这降低了应用的复杂性，同时，当该对象被测试通过生成之后，将能被重复利用减少开发费用,对象请求代理（ORB）,CORBA描述了对象请求代理（ORB），ORB具有以下特点：能以静态或动态的方式激活、可选用不同的语言进行开发、每个ORB构件有可被系统识别的规范定义接口和功能描述、支持局部或远程的对象通讯、围绕ORB范围和运行的机器有一套安全处理机制，通过CORBA的接口描述语言（IDL）与原有的系统无缝连接。目前产品化的开发工具有VisiBroker，Joe，OrbixWeb等。,代表性WebGIS开发模式,利用CGI在万维网与GIS系

26、统建立系统网关，如MapInfo Proserver，它相当OLE Automation Server，通过响应CGI应用请求，在Server进行处理后以图象的形式返回给用户端。利用Plug In技术实现GIS应用，如AutoDesk的MapGuide，它支持的是MWF（Map Windows File）文件。利用ActiveX Com构造WebGIS，如ESRI的Map0bject和MapInfo的MapX，它们本质上是ActiveX控件。利用Java开发WebGIS。如ESRI的所实现的Java Applet的例子。,基于Java和CORBA的解决方案,作为一个分布式跨平台操作的系统，We

27、bGIS应用完全建立在以Java语言开发的基础之上，内部的构件用CORBA相连接，具体用的ORB库可用C+，Java或其他语言开发，目前大量的GIS系统都是用C+语言开发的，原先用C+开发的软件代码经过简单改进后便可生成ORB库，这既减轻了工作量又节约了费用。当然，随着CORBA与Java的进一步结合，用Java开发ORB库是最佳的开发方式。在WebGIS中，并不需要所有的功能都由服务器端来提供，少量较为简单的功能可在用户端通过加载ORB运行库的Web浏览器来实现，这将在大大减少服务器端的开销，同时还可充分利用Web浏览器的强大功能。系统对数据库的访问通过JDBC来实现。Java，JDBC与C

28、ORBA的结合模式如下图所示：,基于Web的GIS技术的代表系统及其解决方案,美国Esri公司Map Objects Internet Map Server（IMS）和Arcview Internet Map Server（IMS）美国InterGragh公司的GeoMedia Web Map；澳大利亚Bentley公司的ModelServer DiscoveryMapInfor的MapXtreme,MapXtreme,MapXtreme是一个典型的基于服务器端的应用系统，它具有伸缩性强、兼容性好、地图功能强大和开发简单、易于实现等特性。通过MapXtreme企业可以实现地图数据的可视化以揭示

29、数据之间的关联和发展趋势，从而为企业的发展决策提供可靠的支持依据。它的核心是MapX控件，安装MapXtreme后可以添加MapX控件。MapXtreme由三大部分组成。,1地图服务器管理，完成服务器的配置和地图引擎的设定，它指定了浏览器端所显示的地图表现形式。2基准地图数据管理是一个管理无缝地图层工具，指定了基准地图数据所在的目录和路径。3地理对象管理，由多个地理对象按选定的投影方式以适当的显示比例构成地理对象集合（Geoset）并根据不同的地理对象设置相应的缩放显示范围，这种由上至下的设置方式实现了地图对象逐级分类显示，可以保证图面的清晰和整洁，还允许系统设置标注属性、增减图层或改变属性层

30、显示。,MapXtreme为开发人员在地图和Internet方面进行应用开发提供了完备的方案工具，MapXtreme随着应用的不断增长而扩展，企业可以通过简单地增加服务器个数以支持不断增长的用户。MapXtreme的开放结构使得它能够充分利用ISAP、NSAPI或CGI的优越性，在任何Web服务器上运行。另外，MapXtreme不需要专门的plug-in，可在任何基于pc或Unix或Web浏览器上显示地图。,Map Objects,Map Objects是一组供应用开发人员使用的制图与GIS功能构件，它是基于服务器端的应用系统，由一个ActiveX控件和一系列可编程对象组成，主要有以下功能：1

31、）支持ARC/INFO COVERAGE、SHAPE、SDE以及大量栅格图像格式，如BMP、TIFF等；2）可通过ODBC访问外部数据库；3）可将多个图层叠加显示；4）可用标准SQL表达式进行空间选择和查询；5）可以不同的形式显示各类专题图；,Autodesk MapGuide,Autodesk MapGuide是基于客户端为满足GIS用户的数据发布需要而设计的，其主要特点为：利用WWW浏览器交互式操作，真正的矢量地图传输数据库的动态相关。是世界上第一个通过Internet和Intranet发布实时的、内容丰富而翔实的地图和地理数据的交互式解决方案。这样通过使用低成本的全球性基础设施Inetr

32、net和Intranet来传播信息，极大地提高了产品竞争力。,Autodesk MapGuide为Web提供了一种新的二维矢量格式DWF及PLUG-IN的浏览工具，借助这些新技术，用户可以查询二维矢量数据，并可利用调整缩放和平移功能迅速快捷地浏览内容复杂而详尽的图形文件，特别是图形矢量化处理技术的应用，从根本上解决了大量数据、图形传输中网络瓶颈的问题，大大地提高了信息交流和数据查询的速度，它可以转换目前各种GIS开发平台的数据，信息可以在网上发布，速度快，用户通过目前的IE或Netscape浏览器就可能很方便地获得取到发布的地理信息。另外，MapGuide能对本地的多种格式的数据库进行操作挂接

33、，包括DBASE、Excel、Access、Lotus1-2-3，并能同时访问多个远程数据库，诸如Oracle、Informix、Sybase、SQL SERVER、DB2等。,Autodesk MapGuide采用一种称为“地图窗口文件”（MWF）的智能地图文件。MWF是一种完备的文件，它包括一般的地图属性、安全信息、地图图层属性、原始地图数据和用户接口规程等。地图图层属性中包括服务器地址、数据库文件定义、属性关键字段名称和其他类型的数据。这使得当需要时，Autodesk MapGuide插件能够独立地请求空间或属性数据。用户能够远程访问任意数量的Autodesk MapGuide Serv

34、er来检索地理数据和相关的地图应用。,Autodesk MapGuide Author是一个可视化的制作工具，用于建立和管理MWF文件。由于Autodesk MapGuide Author也是网络化，它显示地图数据的方法与Autodesk MapGuide插件完全相同，这给用户提供了（WYSIWYG）制作界面，这个制作工具也可以远程使用，例如，最终用户可能与某个服务机构签订了地图数据的管理与服务合约，但最终用户一样能够使用Autodesk MapGuide Author远程建立和管理驻留在服务机构站点上的MWF文件，保持对应用的控制。,GeoMedia Web Map,随着网络技术应用的发展和

35、普及，在Internet上查询和浏览空间信息（包括地图和属性信息）的需求越来越强烈，Intergragh公司在1996年开发出GeoMedia Web Map。它是基于客户端的应用系统，动态地发布直接来自于最新操作中GIS数据库的以矢量为基础的图形，且无需将其转成新的格式，或是复制此数据库。此产品无需或需要很少的专业软件就能开发生成“Smart Map”特征，用户可以通过显示和查询功能就能生成他们自己的交互式图形，以Internet或Intranet上浏览和检索空间数据信息。,GeoMedia灵巧的图形方式是使用Intergragh的ActiveCGM开放式数据格式使用户获得数据并可与现有的数

36、据相互作用。这些基于矢量的图形包括图形内单个特征的超级连接。用户通过单击某一图形特征，GeoMedia Web Map即可通过从相关数据库中获取最新数据来提供此特征的信息，而且无需担心所显示的信息是否是最新的，因为利用ActiveCGM技术会将每次在服务器上更新的地理信息进行更新。,GeoMedia Web Map是开放式的GIS解决方案，不需要任何专门的语言或数据格式，它发布MFE、FRAMME、ARC/IN-FO、ARCView、Mapinfo、ORACLE等格式的数据而无需转换。使用标准的Web开发工具例如Java和Microsoft Visual Inter-Dev、FrontPage

37、和ActiveX,GeoMekia WebMap就可被用户化。值得提的是，由于GeoMedia本身以组件的方式提供，因而可以提供各种不同的编程接口，大大方便了工作人员，有利于开发出完全用户化的功能强大的应用软件，并且能与MIS系统实现无缝集成。一系列的GeoMedia Web Map通过使用客户端插件和ActiveCGM图形格式来实现面向Internet的地图数据发布。,Model Sever Discovery,Model Sever Discovery是基于Web服务器的为地理工程企业提供的网上发布软件，通过允许所有人动态地查询，检阅Micro Station Geo Graghics或以

38、DSN为基础的项目数据。Model Sever Discovery让那些创建和管理地图和其它地理数据的机构能够自动地在网上发布了新的信息资料。地图可以直接在发出请示的远程客户端发出，而无需在服务器端进行预发布或干涉。同时它支持在企业范围的项目中各类不同文件格式共存。,Model Sever Discovery对有用的地理工程数据提供了即时和通用的访问方式，而无需对现有的工作流程作任何修改，同时它也允许用户动态地操作和查询地图及相关的数据库信息。用户不仅可以简单地检阅数据。而且可以在他们的制图项目中定义各种查询方式和实行地理方位等操作。Model Sever Discovery软件对那些需要对地

39、理工程信息各类文档及信息进行网上发布、传输及接收、共享的单位、组织是非常有益。,二、GIS互操作及OpenGIS规范,1、GIS互操作的定义：,“互操作地理信息处理”（Interoperable geoprocessing）：（1）自由地交换有关地球的信息，即所有关于地表上的、空中的、地球表面以下的对象和现象的信息；（2）通过网络协作运行能够操作这些信息的软件。概括为自由交换地理空间信息以及协作运行地理空间信息处理的软件。所谓互操作，就是指异构环境下两个或两个以上的实体，尽管它们实现的语言、执行的环境和基于的模型不同，但它们可以相互通信和协作，以完成某一特定任务。这些实体包括应用程序、对象、系

40、统运行环境等。,GIS系统间的互操作可以概括为4种情况：,（1）相同领域采用相同的GIS软件，但是对地理信息的数据定义用不同句法，不同的分类等级，包括不同的数据项及其编码。可以通过制定行业内的标准加以解决。（2）相同领域采用不同的GIS软件。采用的不同的空间数据结构，需要制定空间数据转换标准。（3）不同领域采用相同的GIS软件。通过建立基础空间信息框架，对各领域共用的基础信息给予永久标识代码，在此基础上建立各专业领域信息，在集成语义上的互操作。（4）不同的领域要用不同的GIS软件，需要数据转换和语义上的转换。目前，OGC协会正在制定OpenGIS规范，以实现不同的GIS软件间的互操作。如果成功

41、，则以上的第二种和第四种情况中的互操作问题将部分地得到解决，但仍然存在学科数据标准、共享的空间信息框架和语义上的互操作等问题。,OpenGIS规范,OpenGIS是指开放的地学数据互操作规范（Open Geo-data Interoperability Specification OGIS）的最高层次，一般称为OpenGIS规范。OpenGIS规范是由开放地理信息系统协会（OpenGIS Consortium，简称OGC），OGC由商业部门、政府机构、用户以及数据提供商组成。,OGC是根据以下需要建立的,（1）用户需要把不同存储环境中的地理信息集成在一起，然而它们的格式和数据结构的不兼容性阻碍

42、了互操作的发展。（2）大型机构需要在不改变其数据模式的情况下，改善访问私有和公有地理数据源方式。（3）销售商和代理机构需要一种统一的标准化方法，以规范信息获取系统中的地理处理需求。（4）产业部门希望将地理数据和地理处理资源纳入国家和企业信息基础设施之中，以便它们能够和其他网络数据和处理资源一样很容易地被使用。（5）用户希望在集成其他新的地理处理功能和地理数据资源时，能够保护其原有数据和地理处理系统。,OGC的任务,（1）无障碍地访问地理信息资源；（2）无障碍地访问地理信息处理资源；（3）把先进的信息技术结合到地理信息科学中；（4）通过技术协作，支持国家或全球空间数据基础设施的建立；（5）进行地

43、理数据、地理信息处理功能的市场开发。OpenGIS项目开始于1993年，OGC于1994年8月便宣告成立，作为一个专门发展该规范的机构。OGC用“OpenGIS”作为其产品的商标，100多个机构的代表组成。OGC属于免税机构。,开放地理数据模型（OGM）,OpenGIS规范的开放地理数据模型（OGM）包含一个众所周知的类型和结构集合，这些类型和结构被确定为接口的方式。OGM提供了一种描述几何特征和属性的唯一可行的统一的方法，该方法是实现不同系统间通信接口的关键。,开放式地理数据模型，是“通用的”地理数据模型，支持互操作接口定义。它提供了一个公共空间语言，是一个数学地、概念地以数字化形式表现地物

44、和地球现象的公共的手段。OpenGIS规范的混合语，是建立在公共地理数据类型词典的基础上的，依照所有编程语言中的基础数据类型来定义。如果没有公共类型的词典，我们将无法解决互操作问题。在OGC中，“开放式地理数据模型”指的是这个公共地理数据类型的词典。,OGC的技术开发过程,最早的非常有效的接口是不同GIS系统间基本的“简单对象”模式的接口系统，请求一旦被批准，该成员拥有的技术规范便成为标准，与此同时，OGC的一致性测试项目将为该产品发放“OpenGIS标准标签”，以确保该软件与其他拥有该标签的软件可以共享，上述工作被称为“核心技术”。,GIS互操作的实现,构件技术用于实现互操作，用新的互操作构

45、件代替部分传统的GIS。新的构件能逐渐替代旧的孤立的系统，并改进新的客户端、新的服务体系结构和新的服务器功能。经过一步一步统一的过程，OpenGIS规范将被实现。1997年GIS/LIS展览会（美国）上首次展出了基于OpenGIS规范的产品，这个示范产品能在Internet/Intranet环境下，实现来自BENTLEY、ESRI（美国环境系统研究所）、INTEGRAPH、ORACLE等不同地学处理系统之间数据获取的互操作。,三、组件式GIS（ComGIS）,GIS技术的发展，在软件模式上经历了功能模块、包式软件、核心式软件，从而发展到ComGIS和WebGIS的过程。组件式软件是新一代GIS

46、的重要基础,ComGIS是面向对象技术和组件式软件在GIS软件开发中的应用。COM是组件式对象模型(Component Object Model)的英文缩写，是OLE(Object Linking&Embedding)和ActiveX共同的基础。COM不是一种面向对象的语言，而是一种二进制标准。COM所建立的是一个软件模块与另一个软件模块之间的链接，当这种链接建立之后，模块之间就可以通过称之为“接口”的机制来进行通信。,组件式GIS（ComGIS）,ActiveX是一套基于COM的可以使软件组件在网络环境中进行互操作而不管该组件是用何种语言创建的技术。作为ActiveX技术的重要内容，Acti

47、veX 控件是一种可编程、可重用的基于COM的对象。ActiveX控件通过属性、事件、方法等接口与应用程序进行交互。ComGIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。,ComGIS特点,高效无缝的系统集成 无须专门GIS开发语言 大众化的GIS成本低 传统GIS软件与用户或者二次开发者之间的交互，一般通过菜单或工具条按钮、命令以及二次开发语言进行。ComGIS与用户和客户程序之间则主要通过属性、方法和事件交互。,COMGIS,面向对象技

48、术和组件技术在GIS软件开发中的应用，其基本思想是把GIS的各大功能划分为几个组件，每个组件完成不同的功能，各个GIS组件之间以及GIS组件和其它非GIS组件之间，可以方便通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的应用。,COMGIS特点,可以实现应用分析模型与GIS之间高效无缝的系统集成,无须专门的GIS语言，二次开发简捷,便于用户根据自己需要组建，,有利于GIS技术的大众化、社会化,可用于WebGIS、OpenGIS的实现,ADO/OLEDB,分布式GIS的组件结构框架,四、第4代GIS技术,随着计算机硬件性能的提高以及面向对象、网络和数据挖掘等主流IT技术的发展，在科技部有关部门的倡导

49、下，目前国内学术界又提出了第4代GIS技术的概念。,1、支持“数字地球”或“数字城市”概念的实现，从二维向多维发展，从静态数据处理向动态发展，具有时序数据处理能力。2、基于网络的分布式数据管理及计算、Web-GIS和B/S体系结构，用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联机事务管理(OLTP)和联机分析(OLAP)管理能力。3、面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和遥感影像数据互动等多源数据的装载与融合能力，多尺度比例尺数据无缝融合、互动。,4代GIS技术的特点,4、具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力、基于空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。5、具有与其

50、他计算机信息系统的整体集成能力。例如与MIS、ERP、OA等各种企业信息化系统的无缝集成；微型、嵌入式GIS与各种掌上终端设备集成，如PDA、手机、GPS接收设备等。6、具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。,4代GIS技术的特点,1描述Web GIS的主要实现方法与思路，并对不同的实现方法进行比较？2以某一种Web GIS产品为例，访问其网络，对其意义、功能进行论述？3什么是GIS互操作，它有哪些实现方法？4简述Open GIS实现的关键技术？5什么是组件式GIS？它与传统的GIS相比有哪些特点？6目前主要的三维GIS数据模型有哪些，分别有