張鋒榮　周申立

● WebGIS的定義

WebGIS又稱互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，是建立在Web技術(shù)上的一種特殊環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)。WebGIS在互聯(lián)網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下可以存儲、處理、分析、顯示與應(yīng)用空間信息，能夠在互聯(lián)網(wǎng)平臺下實現(xiàn)復(fù)雜的、大規(guī)模的地理信息服務(wù)。

● B/S模式的WebGIS系統(tǒng)的特點

目前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在GIS中的應(yīng)用主要有三種模式：集中模式、C/S（Client/Server，C/S）模式和B/S(Browser/Server，B/S)模式。集中模式由終端和GIS服務(wù)器組成，是GIS和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的早期解決方案。C/S模式由客戶機和服務(wù)器組成。B/S模式則是用來滿足顧客對于數(shù)據(jù)共享和信息管理的要求。

● B/S模式的WebGIS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

B/S模式的WebGIS系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器和瀏覽器組成的三層結(jié)構(gòu)體系。其工作原理是：客戶借助http協(xié)議，通過瀏覽器向服務(wù)器提出數(shù)據(jù)請求；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器處理查詢要求，將處理結(jié)果返回Web服務(wù)器；Web服務(wù)器返回HTML文檔以及各種腳本給瀏覽器。（如圖1所示）

● B/S模式的WebGIS系統(tǒng)信息表現(xiàn)方式

B/S模式的WebGIS信息表現(xiàn)主要有以下幾種方式。

1.傳統(tǒng)電子地圖：靜態(tài)和動態(tài)柵格地圖、矢量地圖、網(wǎng)絡(luò)續(xù)集地理景觀等。

2.衛(wèi)星地圖：通過衛(wèi)星拍攝的直觀性較強的圖片來呈現(xiàn)城市風貌和地質(zhì)信息。

3.街景呈現(xiàn)：通過沿街拍攝的街道景觀圖片來表示豐富的場所景觀信息。

4.3D模型固定視角：將城市景物用三維模型表示，通過斜向45度視角表現(xiàn)城市風貌。3D模型環(huán)顧視角，將城市景物用三維模型表示，視角可由用戶自由更換，全方位體現(xiàn)城市風貌。

● B/S模式的WebGIS系統(tǒng)的特點

1.基于互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)來源廣泛且能夠及時更新：由于它利用因特網(wǎng)來進行客戶端和服務(wù)器之間的信息交換，這就意味著信息的來源是全球性的，同時，數(shù)據(jù)的更新是及時的。

2.基于Web瀏覽器，操作簡單：與傳統(tǒng)的GIS桌面系統(tǒng)操作相比，B/S模式的WebGIS依托Web瀏覽器界面，操作簡單易學，不需要有專業(yè)基礎(chǔ)和專門培訓，適合大眾化應(yīng)用。

3.可進入門檻低，受眾面廣：它依托互聯(lián)網(wǎng)和Web瀏覽器，不再需要昂貴的專業(yè)客戶端GIS軟件，額外的插件通常都是免費的。同時，相對于C/S的“胖”客戶機而言，B/S的客戶端不再負責數(shù)據(jù)庫的存取和計算，降低了對客戶端的要求。所以，相對于傳統(tǒng)的GIS和C/S而言，經(jīng)濟和技術(shù)門檻有很大程度的降低，有益于大范圍推廣。

4.跨平臺和平臺獨立性：它是一個分布式系統(tǒng)，用戶和服務(wù)器可以分布在不同地點和不同的計算機平臺上。同時，對計算機硬件和操作系統(tǒng)沒有過多要求。

5.在功能上主要側(cè)重于信息的發(fā)布、查詢、空間分析、模型分析和制圖等，而不追求系統(tǒng)功能的完整性。

● B/S模式的WebGIS系統(tǒng)應(yīng)用于地理教學的優(yōu)點

1.GIS教學與網(wǎng)絡(luò)教學相結(jié)合：GIS與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合使其具有GIS教學與網(wǎng)絡(luò)教學的雙重特點和功效。

2.培養(yǎng)學生的空間思維能力和區(qū)位概念：B/S的圖形可視化和空間可視化使得學生對于地理事物的空間位置、空間特征和空間關(guān)系的把握更加簡單。

3.開發(fā)和維護成本低，節(jié)省教育經(jīng)費和教學資源：對于中學教學來講，使用GIS僅限于其一般功能，而每個客戶端都要配備昂貴的專業(yè)GIS軟件，同時，對電腦的配置要求較高，這無疑是資源的巨大浪費。B/S的維護和升級只在服務(wù)器端進行，所以更能節(jié)省教育資源和教學經(jīng)費。

4.開放的系統(tǒng)，與現(xiàn)實世界緊密聯(lián)系。

5.數(shù)據(jù)及時更新。

6.操作方法簡單易學，適于中學教學。

7.實踐性強，有利于學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

8.利用WebGIS 圖形化的超媒體信息系統(tǒng)，豐富GIS 的內(nèi)容和表現(xiàn)能力，使地理教學變得生動、活潑。

9.更強交互性，提高學生學習興趣。

● B/S模式的WebGIS系統(tǒng)在中學地理輔助教學中的教育功能

B/S模式的WebGIS系統(tǒng)在中學地理輔助教學中的教育功能主要體現(xiàn)在兩個方面。

1.電子地圖以及空間數(shù)據(jù)信息的發(fā)布。借助此系統(tǒng)，教師以及相關(guān)技術(shù)人員可以把教育所需要的電子地圖以及相關(guān)信息進行網(wǎng)上發(fā)布，并根據(jù)教學的實際需要適時更新，實現(xiàn)教學資源的真正共享。同時，由于B/S模式的WebGIS系統(tǒng)具有更強的交互性，便 于師生之間的交流和互動。

2.借助Web瀏覽器，應(yīng)用在線電子地圖進行瀏覽、查詢、編輯、空間分析和制圖等。

定位功能。B/S模式的WebGIS中具有很強的定位功能，如在YahooMaps搜索欄中鍵入“China”，點擊“Go”，服務(wù)器便會很快呈現(xiàn)出中國在亞洲和全世界的具體位置。（如圖2所示）對于其他小范圍地理事物，也可準確定位。

查詢功能。在B/S中可以進行信息輸入查詢、屬性查詢、SQL查詢和空間查詢等。查詢的結(jié)果一般是柵格地圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和圖片影像等。如GoogleMaps，YahooMaps， Microsoft Virtual Earth，51ditu等在線地圖網(wǎng)站，處于Web2.0的前端，在這些電子地圖上可以獲得包括經(jīng)緯度、POI信息、公交等相關(guān)信息。在應(yīng)用B/S模式的WebGIS系統(tǒng)進行學習時，學習者可以通過其空間查詢功能，輸入要查找目標的名稱，直接將其顯示在地圖上面，以便直觀地獲取該查詢目標的地理位置以及相關(guān)信息。以查找“上海東方明珠電視塔”的坐標為例：GoogleMaps中鍵入“上海東方明珠電視塔”，系統(tǒng)在搜索結(jié)果頁面顯示“上海東方明珠電視塔”的具體方位和地址，點擊“顯示本地鏈接”，在顯示結(jié)果中選取“&”之間的字符：“&ll=31.242747，121.500399&”，那么“上海東方明珠電視塔”的坐標就是121°50 E，31°24 N，如圖3所示。

空間分析功能。包括疊加分析、緩沖分析、路徑分析和周圍環(huán)境分析等。B/S模式的WebGIS系統(tǒng)提供各種空間分析功能，以返回特定的分析結(jié)果，并對各種專業(yè)應(yīng)用進行擴展，如等值線計算模型，網(wǎng)絡(luò)分析，公交換乘、最佳路線分析等。以緩沖分析為例，緩沖分析就是沿著某一地物或現(xiàn)象的一段距離劃出界線，確定其中一個相關(guān)作用或效應(yīng)區(qū)域，作為研究范圍或進行區(qū)域規(guī)劃設(shè)計。緩沖分析功能可用于講授某一地理要素影響范圍等相關(guān)的知識，如某一地標一公里內(nèi)的賓館、學校和醫(yī)院等的分布。這類知識點的教學直觀性用其他教學方法難以呈現(xiàn)，而應(yīng)用WebGIS輔助教學則事半功倍。

專題地圖的制作、輸出和打印功能。B/S模式的WebGIS中，使用者可以定制地圖，獲得符合自己需要的地圖。許多網(wǎng)絡(luò)地圖都具有導出或打印用戶定制地圖的功能，這樣方便學校用戶從地圖網(wǎng)站獲取教學資源，進行輔助教學。例如，Mapbar、Mapabc等在線地圖運營商現(xiàn)在都在做所謂個性地圖，就是用戶自己制作一張地圖，可以在上面標注一些信息。

地形、地貌、地物展示功能。在線電子地圖有多種類型的地圖表現(xiàn)形式，如GoogleMaps中，就有地圖（顯示街道地圖）、衛(wèi)星（顯示衛(wèi)星圖片）、地表地形（顯示帶有地表的街景地圖），來展示并切換不同類型的地圖；“E都市”中“3D”可顯示城市三維的地物景觀以及交通線路。（如圖4所示）通過這些功能以及圖形之間的切換，學生可以清晰的了解某一目的地的地形、地貌、地物，實現(xiàn)自然和人文景觀的切換和疊加，有如身臨其境，可取得良好的學習效果。

算功能。B/S模式的WebGIS系統(tǒng)在線地圖提供多種量算功能，包括，距離、周長、面積等。以測量距離為例：mapabc能夠測量地圖上兩個點或多個點連成的直線段或曲線段所代表的實際距離。用戶只需要知道兩個或多個地點，如要計算A-B-C三點之間的距離，就可以通過距離量算功能來實現(xiàn)。選擇距離量算功能，在地圖窗口中起點處點擊鼠標左鍵，然后移動鼠標，在中間測量點處點擊一下，最后移動鼠標到終點處雙擊鼠標左鍵，系統(tǒng)會彈出一個提示框，顯示這三點之間的距離。（如圖5所示）

投影功能。B/S模式的WebGIS系統(tǒng)具有靈活的投影變換功能，利用此功能學生能夠從不同角度觀察地圖、掌握客觀事物的特征；通過世界地圖的投影變換，學生可以從不同角度觀察地球模型，更好地掌握世界特征；通過經(jīng)緯度投影、半球投影、正射投影、圓柱投影、等積投影、毛爾威特投影、魯濱遜投影等投影模式的相互轉(zhuǎn)換來顯示世界地圖，學生能夠?qū)κ澜绲拇笾路秶约案髦匾乩硎挛锏南鄬ξ恢糜幸粋€大致的感官認識和了解。投影變換還能幫助學生掌握以南、北極為中心的經(jīng)線網(wǎng)方向判斷，很好地解決在球面地圖上判讀方向的難題。