劉 剛

[摘 要]隨著Internet的迅速發(fā)展WebGIS已經(jīng)成為GIS發(fā)展的熱點(diǎn),本文主要從OGC的WMS標(biāo)準(zhǔn)(網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù))和開源GIS軟件應(yīng)用兩方面進(jìn)行分析最后構(gòu)建了一個(gè)輕量級(jí)的WebGIS。

[關(guān)鍵詞]OGC 開源GIS WMS WebGIS

[中圖分類號(hào)]TP[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007-9416(2009)12-0036-02

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和Internet的飛速發(fā)展,GIS也經(jīng)歷了巨大的變化。自1963年世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)CGIS(加拿大地理信息系統(tǒng))出現(xiàn)以來,GIS已廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測(cè)、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域[1]。目前GIS軟件種類越來越多,大多數(shù)都是基于具體的、相互獨(dú)立和封閉的平臺(tái)開發(fā),采用不同的開發(fā)方式和數(shù)據(jù)格式,這樣的弊端就是空間數(shù)據(jù)的組織都存在很大的差異,再加上壟斷和高額的費(fèi)用在一定程度上限制了GIS的普及和推廣。

為了規(guī)范地理信息系統(tǒng)互操作的方法、模式與協(xié)議,1994年成立的開放地理信息系統(tǒng)聯(lián)盟(OGC),主要研究和建立開放式地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范(OGIS)。為了普及和推廣GIS同時(shí)降低GIS軟件開發(fā)成本,2006年國際地理空間開源基金會(huì)(OSGeo)成立,OSGeo的使命是支持開源地理信息軟件的開發(fā)和推動(dòng)其廣泛的使用,具體措施是對(duì)其支持的項(xiàng)目提供組織、法律和財(cái)政上的支持,不斷促進(jìn)其基于地理信息開放標(biāo)準(zhǔn)軟件及其互操作技術(shù)的開發(fā)、推廣和普及,現(xiàn)在開源GIS軟件目前已經(jīng)形成了一定的規(guī)模。

2 OGC規(guī)范

OGC在地理信息領(lǐng)域中引入Web服務(wù)技術(shù),制定了一系列地理信息服務(wù)規(guī)范,如WMS(Web Map Service)網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)、WFS(Web Feature Service)網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)等,按照服務(wù)器提供的操作類型的不同將WMS分為兩個(gè)類型,一個(gè)是基于basic WMS(基本的WMS)另一個(gè)是基于queryable WMS(可查詢的WMS)。每一個(gè)又有兩個(gè)子類,一個(gè)為客戶端一個(gè)為服務(wù)器端。Basic WMS要支持基本服務(wù)元素GetCapabilities操作和GetMap操作。queryable WMS應(yīng)該滿足所有基于basic WMS的請(qǐng)求,也應(yīng)該支持GetFeatureInfo操作[3]。網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)有的組成 是WMS服務(wù)器、WMS操作以及WMS數(shù)據(jù)。其中WMS操作:(1)GetCapabilites(請(qǐng)求元始據(jù))返回元數(shù)據(jù)(2)GetFeatureInfo(請(qǐng)求要素信息)返回要素信息(3)GetMap(請(qǐng)求地圖)返回地圖。WMS數(shù)據(jù):(1)地理信息(2)服務(wù)元數(shù)據(jù):返回元數(shù)據(jù)。

3 通用型WebGIS的體系結(jié)構(gòu)以及開源軟件選擇

3.1 通用型WebGIS的體系結(jié)構(gòu)圖(圖1)

3.2 關(guān)鍵技術(shù)及開源軟件選擇:

(1)客戶端開源軟件:OpenLayers是一個(gè)由MetaCarta公司開發(fā)的用于WebGIS客戶端的開源JavaScript包,OpenLayers訪問地理空間數(shù)據(jù)的方法符合OpenGIS的規(guī)范如WMS和WFS標(biāo)準(zhǔn)。OpenLayers采用基于事件對(duì)象的JavaScript語言開發(fā),使用了Prototype框架和Rico庫的一些組件。OpenLayers的官方網(wǎng)站www.openlayers.org提供最新版本下載[4]。

(2)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器:Apache是世界使用排名第一的Web服務(wù)器。Apache Tomcat是一個(gè)基于Java Servlet和JSP技術(shù)的開源軟件。Apache和Tomcat整合后支持靜態(tài)和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁[5]。如果客戶端請(qǐng)求的是靜態(tài)頁面,則只需要Apache服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求;如果客戶端請(qǐng)求動(dòng)態(tài)頁面,則是Tomcat服務(wù)器響應(yīng)請(qǐng)求;因?yàn)閖sp是服務(wù)器端解釋代碼的,這樣整合就可以減少Tomcat的服務(wù)開銷。由于它是一個(gè)小型的輕量級(jí)應(yīng)用服務(wù)器,運(yùn)行時(shí)占用的系統(tǒng)資源小,擴(kuò)展性好,支持負(fù)載平衡與郵件服務(wù)等開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)常用的功能,非常受程序員喜愛。

(3)空間數(shù)據(jù)庫PostGIS:PostGIS是開源GIS數(shù)據(jù)庫,PostGIS在對(duì)象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫PostgreSQL上增加了存儲(chǔ)管理空間數(shù)據(jù)的能力,相當(dāng)于Oracle的spatial部分。PostGIS符合并實(shí)現(xiàn)了OpenGIS的一些規(guī)范,這也是選用它的原因之一。

3.3 WebGIS的展示

WebGIS框架搭建完成后需要編寫JavaScript代碼訪問WMS,下面代碼是使用OpenLayers的WMS函數(shù)訪問中國1:400W的縣界數(shù)據(jù)。成果展示(圖2)

4 結(jié)語

本文簡要對(duì)OGC WMS規(guī)范進(jìn)行了說明,并選用開源軟件構(gòu)建了一個(gè)通用型的WebGIS系統(tǒng)。通過使用開源軟件,可以減少軟件的開發(fā)周期,降低軟件開發(fā)成本,提高軟件開發(fā)效率,同時(shí)降低GIS平臺(tái)使用成本,促使GIS社會(huì)化和大眾化。并且隨著GIS項(xiàng)目越來越成熟,GIS取得越來越多的應(yīng)用,開源GIS軟件目前已經(jīng)形成了一個(gè)比較齊全的產(chǎn)品線,在一些特定的功能方面優(yōu)于商業(yè)GIS平臺(tái)軟件。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 胡慶武,陳亞男,周洋等.開源GIS進(jìn)展及其典型應(yīng)用研究.學(xué)術(shù)研究2009,2.

[2] 龔健雅,杜道生,李清泉等.當(dāng)代地理信息技術(shù).北京:科學(xué)出版社,2004.