浅谈Web数据库技术在GIS中的实现
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作者: 张 安 王 浩
【摘要】随着电子计算机的诞生，我们的工作、生活发生了革命性的变化，特别是近几年，计算机互联网行业一次次的飞跃是我们能够亲身体会到的，同时数据库技术的产生也带来了巨大的影响。Web数据库技术正以全新的方式在众多领域中得到广泛应用，为广大用户提供了丰富多彩的信息服务，在地理信息系统（GIS）方面有着重要的应用。本文浅谈Web数据库技术在GIS中的实现。
【关键词】电子计算机;互联网;Web数据库技术;地理信息系统
1.Web数据库技术实现方法
利用Web方式管理数据库中的数据和数据库的查询生成动态网页在现代互联网应用中有重要的作用。一方面传统的应用在Web环境下实现极大地拓展应用的范围，降低了成本。另一方面通过数据库生成动态网页，提高了网页和开发的效率，同时保证了互联网应用的数据一致性和设计风格的一致性。
1.1ASP实现Web数据库
ASP中数据库的操作时通过Microsoft Data Access组件来完成的。ASP的ADODB对象调用ADO的Connection对象、Recordset对象和Command对象来使用数据库。创建Connection对象用ADODB对象中的ADODB.Connection对象 ，Recordset对象用于记载访问数据库的状况，Command对象用来完成同数据源有关的命令的执行。
1.2表格形式显示记录实现Web数据库
实现数据库中数据以表格形式显示的方法是在脚本中连接数据库，选择要输出的记录集，将输出表格所用的HTML标识和字段名、记录中数据项的值的内容拼接成字符串，用Response.write输出来实现Web数据库的访问。
1.3分页显示记录实现Web数据库
分页显示是在服务器端将数据库中全部符合查询条件的记录读入Recordset对象中，通过ADO中Recordset对象所提供的专门支持处理的属性来完成分页处理来实现Web数据库的相关操作。
2.地理信息系统（GIS）概述
我国中科院院士李德仁先生对地理信息系统的定义为: “地理系信息系统是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的空间信息系统。”地理信息系统（GIS）的操作对象是空间数据和属性数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是地理信息系统（GIS）区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。
2.1地理信息系统（GIS）的构成和功能
地理系信息系统由硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员构成。其功能包括数据采集、存贮、处理、分析、模拟和决策的全部过程。
2.2地理信息系统（GIS）的研究内容和应用领域
地理系信息系统研究内容主要包括基本理论、技术系统、应用方法。在基本理论中，研究地理信息系统的概念、定义、内涵，理论体系的构成、功能、特点、任务，地理信息理论，地理空间认知理论，数据结构，发展历史、发展方向等。在技术系统中，研究硬件配置，GIS开发工具，数据输入、处理、分析与输出技术系统，空间数据库的开发和数据管理，GIS的元数据，数据质量评价和控制，用户界面设计等。在应用方法方面，研究地理信息系统应用系统的开发设计，应用模型的研究、建立、分析，数据的采集和校验，应用效果分析等。
地理系信息系统具有强大的宏观决和区域目标的开发功能，使得它在测绘与地图制图，资源管理，规划设计，灾害监测，环境保护，国防等领域有重要的应用。
3.Web数据库技术在GIS中的实现
基于在互联网上实现信息共享和互操作的实际情况，提出建立Web数据库技术支持的WebGIS的目标就是使得GIS用户能够在互联网上透明地访问任何地理数据和使用任何地理数据的处理和分析方法，要实现这个目标的关键要素就是要让GIS模型及其功能的实现与它内部所采用何种数据模型和数据格式相脱离，即GIS模型和它的功能的实现是跨数据模型和数据格式的。
3.1 WebGIS的建立
WebGIS采用Client/Server结构，数据以及主要的应用程序存放在服务器端，在客户端进行用户交互和提供请求，服务器端和客户端通过协议进行数据的通信与传输。WebGIS的服务器端存储了大量的地理信息数据，客户端通过向服务器端发送服务请求，服务器端对服务请求进行分析处理后将结果返回客户端。WebGIS中海量的空间数据会产生数据传输和存储问题，可以从服务器端和客户端两方面考虑，服务器端提供空间数据的索引，过滤掉不必要的数据请求，客户端提供一定的缓存存储以往的数据，避免一些数据的重复传输。
3.2 WebGIS的功能
在全球范围内的任意一个万维网节点的互联网用户都可以访问WebGIS服务器提供的各种GIS服务，甚至还可以进行全球范围内的GIS数据更新，取决于WebGIS具有的强大功能。首先，WebGIS具有地理信息的空间分布式获取的功能。WebGIS可以在全球范围内通过各种手段获取各种地理信息。将已存在的图形数据语言通过数字化转化为WebGIS的基础数据，使数据的共享和传输更加方便。其次，WebGIS具有地理信息的空间查询、检索和联机处理的功能。利用浏览器的交互能力，WebGIS 可以实现图形及属性数据的查询检索，并通过与浏览器的交互使不同地区的客户端来操作这些数据。再次，WebGIS具有空间模型的分析服务的功能。在高性能的服务器端提供各种应用模型的分析与方法，通过接收用户提供的模型参数，进行快速的计算与分析，即时将计算结果以图形或文字等方式返回至浏览器端。最后，WebGIS具有互联网上资源的共享的功能。 互联网上大量的信息资源多数都具有空间分布的特征，利用WebGIS对这些信息进行组织管理，为用户提供基于空间分布的多种信息服务，提高资源的利用率和共享程度。
3.3 WebGIS的特点
当前互联网正在以惊人的速度迅速膨胀发展，在这样的形势下，如何将GIS引入互联网世界，使GIS充分利用和发挥互联网的优势，就成为GIS发展研究的一个重要方向。与传统的基于桌面或局域网的 GIS相比较，WebGIS具有以下的优点：
3.3.1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，而这一互联网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。
3.3.2平台独立性
无论服务器 /客户机是何种机器，无论WebGIS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WebGIS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。
3.3.3可以大规模降低系统成本
普通 GIS在每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪费。WebGIS在客户端通常只需使用 Web浏览器，其软件成本与全套专业GIS相比明显要节省得多。另外，由于客户端的简单性而节省的维护费用也不容忽视。
3.3.4更简单的操作
要广泛推广 GIS，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统操作的要求。通用的Web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。
3.3.5平衡高效的计算负载
传统的 GIS大都使用文件服务器结构的处理方式，其处理能力完全依赖于客户端,效率较低。而当今一些高级的WebGIS能充分利用网络资源,将基础性、全局性的处理交由服务器执行,而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配，是一种较理想的优化模式。
3.4WebGIS的应用
用计算机语言实现空间数据网络应用服务,使WebGIS具有地图显示和查询等空间操作基本功能,其特色在于,它是一（下转第18页）（上接第124页）个与具体平台无关的、能自由漫游于Web上的GIS通用浏览器,可实现各种GIS数据的传输与共享。WebGIS能够完成图元无极缩放、移动恢复等操作,修改地图基本图形要素如文本注释的大小、颜色与字体、点的颜色与大小、线颜色及多边形的填充类型等,对各种要素,可以按照指定数值特征进行自动类聚分层表达。支持单一、复合空间查询,选择图层后通过鼠标点击目标,动态影射其相关属性,否则将自动显示点击范围内全部图层的属性信息。通过HTTP文件联接,能够有效支持各种网络多媒体数据。对地图属性进行逻辑查询,可选择组合各种条件构造逻辑判断式,根据图层属性不同特征进行检索,并按照结果目标集进行自动匹配放大。从而将WebGIS应用到GIS所涉及的所有应用领域。
4.结束语
Web数据库技术在GIS中的实现而产生的WebGIS是互联网技术应用于GIS开发的产物。GIS通过Web功能得以扩展，真正的成为了一种大众使用的工具。从Web的任意一个节点，互联网用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图，以及进行各种空间检索和空间分析，从而使GIS进入千家万户。■
【参考文献】
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