前言

Web GIS技術(shù)近年來得到快速發(fā)展，其應(yīng)用也擴(kuò)展到GIS應(yīng)用領(lǐng)域的各個方面，GIS正是通過Internet才得以迅速擴(kuò)展，成為真正服務(wù)于大眾的工具。

WebGIS是什么？

WebGIS是Internet技術(shù)應(yīng)用于GIS開發(fā)的產(chǎn)物，是實(shí)現(xiàn)GIS交互操作的一條最佳解決途徑，從Internet的任意節(jié)點(diǎn)，用戶都可以瀏覽WebGIS站點(diǎn)中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖、進(jìn)行各種空間信息檢索和空間分析，因此，WebGlS不但具有大部分乃至全部傳統(tǒng)GIS軟件具有的基礎(chǔ)功能，而且還具有Intenet優(yōu)勢的特有功能,即用戶不必在自己的本地計(jì)算機(jī)上安裝 GIS軟件就可以在Intenet上訪問遠(yuǎn)程的GIS數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序，進(jìn)行GIS分析。

WebGIS能應(yīng)用在哪些領(lǐng)域

WebGIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、氣象、水利、地震、國土自然資源、海洋、環(huán)保、鐵路運(yùn)輸、電力、城市建設(shè)與規(guī)劃等領(lǐng)域或行業(yè)的應(yīng)用中，都有可發(fā)揮的空間。如下圖示：

WebGIS的特點(diǎn)/優(yōu)勢

1.可視化

WebGIS采用圖形化界面，通過地圖、數(shù)據(jù)、圖表等方式直觀的呈現(xiàn)地理信息以及特定數(shù)據(jù)。

2.可擴(kuò)展

WebGIS支持開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以方便地?cái)U(kuò)展和集成其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)，成為其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一部分。

3.跨平臺

WebGIS對任何計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)都沒有限制，只要能訪問Internet，用戶就可以訪問和使用WebGIS而不必關(guān)心用戶運(yùn)行的操作系統(tǒng)是什么。如下圖示操作系統(tǒng)：

4.交互性

WebGIS采用圖形可視化界面，可使用戶在Internet上操作GIS地圖和數(shù)據(jù)，用Web瀏覽器執(zhí)行基本的GIS功能：如地圖拖動、縮放、查詢和標(biāo)注，甚至可以執(zhí)行更復(fù)雜的空間分析：比如緩沖區(qū)分析和插值分析等，使用戶能夠方便地進(jìn)行地理信息查詢、分析和操作。如下圖示：

WebGIS的技術(shù)框架

前端開發(fā)：WebGIS前端開發(fā)主要包括HTML、CSS、JavaScript等技術(shù)，通常配合一些流行的前端框架使用，如Vue.js、React等。

GIS數(shù)據(jù)存儲和服務(wù)：WebGIS需要存儲地理信息數(shù)據(jù)并可以發(fā)布地圖服務(wù)，通常采用一些流行的GIS數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，如SuperMap iServer、BigeMap Server、ArcGIS Server、GeoServer、MapServer等。

后端開發(fā)：WebGIS的后端開發(fā)主要包括PHP、Python、Java等技術(shù)，通常配合一些流行的后端開發(fā)框架使用，如Django、SpringMVC等。

數(shù)據(jù)庫管理：WebGIS需要使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來存儲和管理地理信息數(shù)據(jù)，通常采用一些流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如MySQL、Oracle等。

GIS開發(fā)API：WebGIS需要使用地圖API來實(shí)現(xiàn)地圖的顯示和交互，通常采用一些流行的GIS開發(fā)API，如ArcGIS JavaScript API，OpenLayers，Cesium國內(nèi)的有百度地圖API，高德地圖 API等。

WebGIS在前端的簡單實(shí)現(xiàn)

地圖有兩種獲取方式：

1. 獲取互聯(lián)網(wǎng)上的地圖服務(wù)，通過百度地圖開放平臺，高德地圖開放平臺，國家地理信息公共服務(wù)平臺等互聯(lián)網(wǎng)平臺獲取地圖服務(wù)。

2. 使用本地自建的地圖服務(wù)，通過ArcGIS Server，GeoServer，iServer，MapServer等后端服務(wù)在本地發(fā)布地圖服務(wù)。

前端的實(shí)現(xiàn)

以下演示使用天地圖+OpenLayers+Vue.js：

1. 在國家地理信息公共服務(wù)平臺-地圖API獲取天地圖路徑

2.搭建Vue框架，引入OpenLayers庫中方法加載天地圖，組件代碼如下

3. 加載效果圖如下

結(jié)語

WebGIS的發(fā)展趨勢：

1.服務(wù)理念，從數(shù)據(jù)服務(wù)到信息處理服務(wù)

隨著Internet、分布式計(jì)算以及計(jì)算圖形學(xué)的飛速發(fā)展，開發(fā)基于Internet的3維GIS系統(tǒng)已成為可能。這三種技術(shù)的有力結(jié)合，為地理信息系統(tǒng)開創(chuàng)了一個新的時(shí)代，促使WebGIS 的概念由“地理數(shù)據(jù)服務(wù)”提高到“地理信息處理服務(wù)”的新階段。地理信息服務(wù)(GIServices)的概念是地理信息系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。

2.網(wǎng)格GIS

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正經(jīng)歷著Internet - Web - 網(wǎng)格的發(fā)展歷程。網(wǎng)格技術(shù)已逐漸成為新一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的主流。在基于網(wǎng)格技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更強(qiáng)調(diào)網(wǎng)上各種資源的共享與互操作性，這種發(fā)展趨勢對當(dāng)前各種形式的GIS(包括WebGIS)必將產(chǎn)生越來越深刻的影響。

3.虛擬地理環(huán)境

所謂“虛擬地理環(huán)境”，是指用計(jì)算機(jī)技術(shù)來生成一個逼真的三維視覺、聽覺、觸覺或嗅覺等感覺世界，讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)，利用自然的技能和某些設(shè)備對這一生成的虛擬世界客體進(jìn)行瀏覽和交互考察。這一定義強(qiáng)調(diào)的是：逼真的感覺、自然的交互、個人的視點(diǎn)及迅速的響應(yīng)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)提供的可視化，不只是一般幾何型體(目標(biāo))的空間顯示，還可對獲取的有關(guān)目標(biāo)地理信息予以可視化。在地理信息系統(tǒng)中，結(jié)合三維可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，完全再現(xiàn)目標(biāo)地理環(huán)境的真實(shí)情況，而不必親自到達(dá)現(xiàn)場，對于現(xiàn)代工程以及“繪制”行星地貌都是一種高效實(shí)用的手段。

4.多源數(shù)據(jù)訪問

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開放的空間數(shù)據(jù)交換格式是目前普遍追求的目標(biāo)。GML +SVG方式是今后的發(fā)展方向。GML(Geog raphy Markup Language)是由Open GIS 聯(lián)盟制定的基于XML的對地理信息(包括地理特征的幾何屬性)的傳輸和存儲的編碼規(guī)范，SVG(ScalableVecto r Graphics)是可伸縮的矢量圖形，是用來描述二維圖形的XML語言。應(yīng)用GML和SVG可以克服傳統(tǒng)WebG IS 的很多缺點(diǎn)。GML可以用來交換GIS數(shù)據(jù)，而SVG可以用來方便瀏覽GIS數(shù)據(jù)。兩者可以互相補(bǔ)充，使WebGIS的功能更加豐富，開發(fā)更加簡單，實(shí)現(xiàn)更加容易。

5.智能化的GIS

目前GIS的大部分應(yīng)用都處于輸出信息為客戶提供輔助決策支持的階段，缺乏知識處理、主動學(xué)習(xí)和推理的能力，而客戶需要的卻不僅僅是信息，還有針對某種問題的知識或智能解決方案?？蛻粝Ｍ谂cGIS 的交互過程中，GIS 能通過知識學(xué)習(xí)和積累逐步了解客戶的習(xí)慣、需求等，不斷實(shí)現(xiàn)優(yōu)化以便提供個性化的服務(wù)。因此，基于知識的GIS智能化研究是今后一個很重要的方向。