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B_S模式的WebGIS系统应用研究

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技术与应用

B/S 模式的 WebGIS 系统应用研究
张锋荣  周申立  四川省南充市西华师范大学国土资源学院

● WebGIS 的定义 WebGIS 又称互联网地理信息系 统,是建立在 Web 技术上的一种特殊 环境下的地理信息系统。WebGIS 在互 联网或网络环境下可以存储、 处理、 分 析、 显示与应用空间信息, 能够在互联 网平台下实现复杂的、大规模的地理 信息服务。 ●  B/S 模式的 WebGIS 系统的 特点 目前,网络技术在 GIS 中的应用 主要有三种模式:集中模式、C / S (Client/Server,C/S)模式和 B/S (Browser/Server,B/S)模式。集中模 式由终端和GIS服务器组成, 是GIS和 网络相结合的早期解决方案。C/S 模 式由客户机和服务器组成。B/S 模式 则是用来满足顾客对于数据共享和信 息管理的要求。 ● B/S 模式的 WebGIS 系统的体 系结构 B/S 模式的 WebGIS 系统是由数 据库、应用服务器和浏览器组成的三 层结构体系。其工作原理是:客户借 助http协议, 通过浏览器向服务器提 出数据请求;数据库服务器处理查询 要求,将处理结果返回 Web 服务器; Web 服务器返回 HTML 文档以及各种 脚本给浏览器。 (如图 1所示) 特点 1.基于互联网,数据来源广泛且 能够及时更新:由于它利用因特网来 进行客户端和服务器之间的信息交换,
图 1 B/S 模式的 WebGIS 的三层结构模型

这就意味着信息的来源是全球性的, 同时, 数据的更新是及时的。 2.基于 Web 浏览器,操作简单: 与传统的 GIS桌面系统操作相比,B/S 模式的 WebGIS 依托 Web 浏览器界面, 操作简单易学,不需要有专业基础和 专门培训, 适合大众化应用。 3.可进入门槛低,受众面广:它 依托互联网和 Web 浏览器,不再需要 昂贵的专业客户端 GIS 软件,额外的 插件通常都是免费的。同时,相对于 C/S 的“胖”客户机而言,B/S 的客 户端不再负责数据库的存取和计算, 降低了对客户端的要求。 所以, 相对于 传统的 GIS 和 C/S 而言,经济和技术 门槛有很大程度的降低,有益于大范 围推广。 4.跨平台和平台独立性:它是一 个分布式系统,用户和服务器可以分 布在不同地点和不同的计算机平台上。 同时,对计算机硬件和操作系统没有 过多要求。 5.在功能上主要侧重于信息的发 布、 查询、 空间分析、 模型分析和制图 等, 而不追求系统功能的完整性。 ● B/S 模式的 WebGIS 系统应用 于地理教学的优点 1.GIS 教学与网络教学相结合: GIS 与互联网的结合使其具有 GIS 教
2009/03  中国信息技术教育

● B/S 模式的 WebGIS 系统信息 表现方式 B/S 模式的 WebGIS 信息表现主 要有以下几种方式。 1.传统电子地图:静态和动态栅 格地图、矢量地图、网络续集地理景 观等。 2.卫星地图:通过卫星拍摄的直 观性较强的图片来呈现城市风貌和地 质信息。 3.街景呈现:通过沿街拍摄的街 道景观图片来表示丰富的场所景观信息。 4.3D 模型固定视角:将城市景物 用三维模型表示, 通过斜向45度视角 表现城市风貌。3D 模型环顾视角,将 城市景物用三维模型表示,视角可由 用户自由更换, 全方位体现城市风貌。 ●  B/S 模式的 WebGIS 系统的

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学与网络教学的双重特点和功效。 2.培养学生的空间思维能力和区 位概念:B/S 的图形可视化和空间可 视化使得学生对于地理事物的空间位 置、空间特征和空间关系的把握更加 简单。 3.开发和维护成本低, 节省教育 经费和教学资源:对于中学教学来讲, 使用 GIS 仅限于其一般功能,而每个 客户端都要配备昂贵的专业GIS软件, 同时, 对电脑的配置要求较高, 这无疑 是资源的巨大浪费。B/S 的维护和升 级只在服务器端进行,所以更能节省 教育资源和教学经费。 4.开放的系统,与现实世界紧密 联系。 5.数据及时更新。 6.操作方法简单易学,适于中学 教学。 7.实践性强,有利于学生综合素 质的培养。 8.利用 WebGIS 图形化的超媒体 信息系统,丰富GIS 的内容和表现能 力,使地理教学变得生动、活泼。 9.更强交互性, 提高学生学习兴趣。 ● B/S 模式的 WebGIS 系统在中 学地理辅助教学中的教育功能 B/S 模式的 WebGIS 系统在中学 地理辅助教学中的教育功能主要体现 在两个方面。 1.电子地图以及空间数据信息的 发布。 借助此系统, 教师以及相关技术 人员可以把教育所需要的电子地图以 及相关信息进行网上发布,并根据教 学的实际需要适时更新,实现教学资

源的真正共享。同时,由于 B/S 模式 的 WebGIS 系统具有更强的交互性, 便 于师生之间的交流和互动。 2.借助 Web 浏览器,应用在线电 子地图进行浏览、 查询、 编辑、 空间分 析和制图等。 定位功能。B/S 模式的 WebGIS 中 具有很强的定位功能,如在 YahooMaps 搜索栏中键入“China” ,点击“Go” , 服务器便会很快呈现出中国在亚洲 和全世界的具体位置。 (如图2所示) 对于其他小范围地理事物, 也可准确 定位。 查询功能。在 B/S 中可以进行信 息输入查询、属性查询、SQL 查询和 空间查询等。查询的结果一般是栅格 地图、统计数据和图片影像等。如 GoogleMaps,YahooMaps, Microsoft

Virtual Earth, 51ditu等在线地图网 站,处于Web2.0 的前端,在这些电子 地图上可以获得包括经纬度、POI 信 息、公交等相关信息。在应用 B/S 模 式的 WebGIS 系统进行学习时,学习 者可以通过其空间查询功能,输入要 查找目标的名称,直接将其显示在地 图上面,以便直观地获取该查询目标 的地理位置以及相关信息。 以查找 “上 海东方明珠电视塔”的坐标为例: GoogleMaps 中键入“上海东方明珠电 视塔” 系统在搜索结果页面显示 , “上 海东方明珠电视塔”的具体方位和地 址, “显示本地链接” 在显示结 点击 , 果中选取“&”之间的字符: “&ll=31. 242747,121.500399&” ,那么“上海 东方明珠电视塔” 的坐标就是121° 50 E,31° 24 N,如图 3 所示。

图 2 定位功能示例

图 3 查询功能示例

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以及交通线路。 (如图4所示) 通过这 些功能以及图形之间的切换,学生可 以清晰的了解某一目的地的地形、地 貌、地物,实现自然和人文景观的切 换和叠加,有如身临其境,可取得良 好的学习效果。 算功能。B/S 模式的 WebGIS 系 统在线地图提供多种量算功能, 包括,
图 4  都市”3D 显示示例 “E

距离、周长、面积等。以测量距离为 例:mapabc 能够测量地图上两个点或 多个点连成的直线段或曲线段所代表 的实际距离。用户只需要知道两个或 多个地点,如要计算 A - B - C 三点之 间的距离,就可以通过距离量算功能 来实现。 选择距离量算功能, 在地图窗 口中起点处点击鼠标左键,然后移动 鼠标, 在中间测量点处点击一下, 最后

图 5 Mapabc 量算功能示例

移动鼠标到终点处双击鼠标左键,系 统会弹出一个提示框,显示这三点之 间的距离。 (如图 5所示) 投影功能。B/S 模式的 WebGIS 系统具有灵活的投影变换功能,利用 此功能学生能够从不同角度观察地图、 掌握客观事物的特征;通过世界地图 的投影变换,学生可以从不同角度观 察地球模型, 更好地掌握世界特征 通 ; 过经纬度投影、 半球投影、 正射投影、 圆柱投影、 等积投影、 毛尔威特投影、 鲁滨逊投影等投影模式的相互转换来 显示世界地图,学生能够对世界的大 致范围以及各重要地理事物的相对位 置有一个大致的感官认识和了解。投 影变换还能帮助学生掌握以南、北极 为中心的经线网方向判断,很好地解 决在球面地图上判读方向的难题。
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空间分析功能。包括叠加分析、 缓冲分析、 路径分析和周围环境分析 等。B/S 模式的 WebGIS 系统提供各 种空间分析功能, 以返回特定的分析 结果,并对各种专业应用进行扩展, 如等值线计算模型,网络分析,公交 换乘、最佳路线分析等。以缓冲分析 为例, 缓冲分析就是沿着某一地物或 现象的一段距离划出界线, 确定其中 一个相关作用或效应区域, 作为研究 范围或进行区域规划设计。 缓冲分析 功能可用于讲授某一地理要素影响范 围等相关的知识, 如某一地标一公里 内的宾馆、学校和医院等的分布。这 类知识点的教学直观性用其他教学方 法难以呈现,而应用 WebGIS 辅助教 学则事半功倍。

专题地图的制作、 输出和打印功 能。B/S 模式的 WebGIS 中,使用者 可以定制地图,获得符合自己需要的 地图。许多网络地图都具有导出或打 印用户定制地图的功能,这样方便学 校用户从地图网站获取教学资源,进 行辅助教学。例如,Mapbar、Mapabc 等在线地图运营商现在都在做所谓个 性地图, 就是用户自己制作一张地图, 可以在上面标注一些信息。 地形、 地貌、 地物展示功能。 在线 电子地图有多种类型的地图表现形式, 如 GoogleMaps 中,就有地图(显示街 道地图) 卫星 、 (显示卫星图片) 地表 、 地形 (显示带有地表的街景地图)来展 , 示并切换不同类型的地图; 都市” “E 中“3D”可显示城市三维的地物景观

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