基于开源平台的中小型WebGIS应用研究

2008年2月第6卷第1期

地理空间信息

GEOSPATIAL

INFORMATION

Feb.,2008Vol.6,No.1

基于开源平台的中小型WebGIS 应用研究

朱俊丰，赵俊三

（昆明理工大学国土资源学院,昆明650093）

摘

要：侧重分析了开源WebGIS 平台的技术特点，并根据其成本低廉和良好的扩展性、部署的灵活性，提出采用开源平

台构建中小型WebGIS 应用的解决方案，对于普及GIS 应用，促进地理空间信息共享具有借鉴意义。关键词：GIS;WebGIS;开源;OGC;sharp map 中图分类号：P208

文献标志码:B

文章编号:1672-4623(2008)01-0092-03

Application of Small and Medium WebGIS Based on Open Source Platform

ZHU Junfeng ，ZHAO Junsan

（Faculty of Land Resources Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,China ）Abstract ：This paper focused on the analysis of the Open Source WebGIS technology features,and according to its low cost and good scalability,flexibility of the proposed deployment about the use of open-source platform for building small and medium WebGIS application solutions.It has reference to popularize the application of GIS and to promote geospatial information sharing.

Key words ：GIS;WebGIS;open source;OGC;sharp map 当前国内外主流的GIS 商业厂商都有自己的Web-GIS 平台，比如ESRI 的ArcIMS 和ArcGIS Server,国内SuperMap 的SuperMap IS 等，这些商业平台普遍是采用服务器端动态生成地图的方式，将用户请求的地图以图片或者矢量格式返回给客户端显示，由于大量的地图计算在服务器完成，这种方式对服务器性能要求极高；另一种WebGIS 开发方式是独立从底层开发的WebGIS 平台，这种方式普遍采用最新的技术和规范，例如AJAX 、WebServices 技术、支持OGC 标准等，比

如Google Map 的形式，这种方式灵活性大，可以针对用户订制功能。

对比此两种WebGIS 解决方案，我们发现采用商业WebGIS 平台，系统开发简单、方便，开发人员不用耗费太多精力在GIS 应用功能上，但这些平台价格昂贵，而且系统架构复杂，对硬件环境和维护要求较高；对于采用独立底层开发（例如Google Maps ）WebGIS 应用，存在开发成本较高、项目周期长、风险高等缺点。这两种方式对于WebGIS 的中小型应用都太过昂

收稿日期:2007-08-22

大值、平均差值、中误差等。检核似大地水准面成果的实际可用性。

4结语

本文论述宁夏区似大地水准面精化建立的意义和方法，并对精度检核进行阐述。通过建立省级似大地水准面，为宁夏的现代空间基准的建立提供基础，也将对宁夏的经济建设产生巨大的经济效益和社会效益。

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第一作者简介：郭建林，硕士，主要从事测绘项目及质量监督

管理方面的工作。

第6卷第1期93

贵，而开源WebGIS平台具有较低的采购成本，良好的扩展性，在平台搭建中也具有较高的灵活性，因此我们考虑采用开源软件来搭建WebGIS应用。

1开源WebGIS平台分析

开源软件即公开源代码的软件，这些软件一般都遵从一定的开源授权协议，比如GPL（General Public License）和LGPL（GNU Lesser General Public License）。当前比较成熟的开源WebGIS平台有：GeoServer，Ge-oTools，GRASS等，他们的基本特点对比如表1。

如表1所示，开源WebGIS平台由于其灵活性，且结合了某些最新技术，有以下特点：

1)开源WebGIS平台一般均支持访问多种GIS数据格式。开源W ebGIS平台一般提供了多个数据访问接口，可以访问各种GIS数据格式，同时由于其开源的特点，可以在其原有基础上扩展数据访问接口，以SharpMap为例，SharpMap框架中提供了IProvider接口，可访问Shape 文件、PostGIS数据，同时通过继承和扩展这个接口，可以在此基础上开发访问其他数据格式的接口。此特点为解决地理信息共享问题提供了比较可行的技术方案。

2)采用AJAX技术解决图形信息的传输速度与可视化问题。传统的WebGIS技术普遍是在服务器端动态生成地图，然后返回给客户端，这种方式往往对服务器和网络环境要求较高，服务器长时间处于大量的运算状态中，而且客户端也往往陷入长时间的等待。而采用AJAX技术后，可以使用户从请求/响应的循环中解脱出来，其实现原理如下：其核心是JavaScript对象XmlHttpRequest，该对象支持异步请求，使您可以使用JavaScript向服务器提出请求并处理响应，而不阻塞用户。在WebGIS中引入AJAX，同时将地图切片以金字塔方式存放在服务器端，然后根据客户端用户的操作，动态调入缺少部分的地图，已经存在于客户端的地图不用重复调用，但这种方式要求地图事先在服务器生成存放，数据更新不够灵活。

3)支持OGC协议。OGC全称Open Geospatial Con-sortium，OGC是一个非赢利的国际化标准制定组织，它领导进行对地理数据相关的操作和服务标准的制定。与WebGIS相关的OGC规范包括Web Service Common、Web Map Context(WMC)、Web Map Services(WMS)、Web Feature Services(WFS，网络要素服务)和Web Coverage Services(WCS)，WCS提供场模型的数据，这些数据是栅格格式的。WFS提供要素模型的数据，这些数据是矢量格式的，OGC Web Feature Service允许客户查询和更新来自多个Web Feature Service的数据，这些数据以GML（可扩展地理标记语言）编码，GML是OGC规范的重要标准之一，它的提出可以解决当前各种GIS数据格式不统一，难以交互共享使用的问题。

4)扩展性强、平台架构灵活。开源WebGIS平台具有很好的可扩展性，同时平台的选择可以灵活多变，由于开源平台多侧重于某一方面功能的应用，例如Post-GIS主要应用于存储空间数据，GeoTools侧重于GIS运算功能，所以在架构WebGIS平台的时候可以选择多个开源软件组合，灵活架构部署。例如可以以PostGIS作为数据库存放GIS空间数据，采用Sharp Map作为地图发布服务器，采用NTS提供空间分析功能（NetTopol-ogySuite是著名的JTS Topology Suite的C#/.net版本，简称NTS，JTS Topology Suite为一个OpenGIS标准的GIS分析、操作类库），架构如图1

所示。

图1地图发布与空间分析

2利用Sharp Map和NTS构建WebGIS

2.1系统方案设计

在实验中，整个网站采用IIS（互联网信息服务）来发布和管理，并运行在https://www.360docs.net/doc/016747143.html,2.0平台上，能提供强大的集群服务和负载平衡。后台GIS地图发布引擎采用Sharp Map框架开发，提供基本的地图漫游、地图渲染、属性查询等功能，利用Ajax技术实现地图动态加载。由于Sharp Map本身功能简单，没有提供诸如空间分析、信息检索等高级的GIS功能，所以结合前文提到的开源空间分析类库NTS，实现更高级的空间分析功能。整个架构如图2所示。

表1部分国际开源WebGIS项目

平台授权协议支持格式OGC协议开发平台GeoServer GPL2.0ESRI shape、MapInfo mid/mif、Oracle、MySQL、PostGIS、GML、ArcSDE、DB2、VPF OGC WMS、WFS Java GeoTools LGPL ESRI shape、MapIinfo mid/mif、Oracle、MySQL、PostGIS、GML、ArcSDE OGC WMS Java GRASS GPL ESRI E00,Shape,DXF,GPS-ASCII,USGS-DEM等C SharpMap GPL PostGreSQL/PostGIS,ESRI Shapefile,ECW,JPEG2000OGC https://www.360docs.net/doc/016747143.html,2.0

朱俊丰等：基于开源平台的中小型WebGIS应用研究

地理空间信息

图2

系统结构

2.2数据访问及功能扩展

Sharp Map 框架中通过IProvider 接口访问数据：HttpContext.Current.Trace.Write ("初始化地图...");//初始化地图

SharpMap.Map map =new SharpMap.Map (size );//创建一个图层

https://www.360docs.net/doc/016747143.html,yers.VectorLayer layLoad =new https://www.360docs.net/doc/016747143.html,yers.V ectorLayer ("道路");

//连接Shp 文件

layLoad.DataSource =new

SharpMap.Data.Providers.ShapeFile (HttpContext.Current.Server.MapPath (@"~\App_data\Load.shp"),true );

//设置填充类型

layLoad.Style.Fill =new SolidBrush (Color.Green );//设置多边形边框颜色

layLoad.Style.Outline =System.Drawing.Pens.Yellow;

layLoad.Style.EnableOutline =true;layLoad.SRID =4326;

通过继承和扩展IProvider 接口，可以在此基础上开发访问其他数据格式的接口。

3结语

对比采用商业WebGIS 平台或者独立底层开发的WebGIS 应用，采用开源平台具有扩展性强、部署灵活

性好、软件成本低廉等优势，在中小型WebGIS 应用需求中具有很好的利用价值。比如在地理学或者地理信息科学教学中，采用开源WebGIS ，不仅能够控制教学成本，丰富教学方式，而且可以从底层了解GIS 相关的一些底层算法，例如空间索引、空间变换、拓扑规则等。

由于开源平台在性能稳定性和技术支持上与商业

软件还是存在一定差距，在实际使用中还是存在较高的开发风险，在功能上也还有待改进的地方，而且作为采用开源软件平台，必须遵从开源协议和开源精神，限制了其在商业领域的应用价值。

通过对开源WebGIS 应用的研究、探讨和尝试，为中小型WebGIS 的应用提供一种解决方案，为WebGIS 的普及提供新方向，对有关同类应用的设计开发具有一定的借鉴意义。

参考文献

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第一作者简介：朱俊丰，硕士研究生，主研方向：WebGIS 。

下期论文导读

郭浩，孔云峰：视频GIS 数据采集系统的设计与实现

视频GIS 数据采集系统是将地理信息与视频影像实时自动集成，生成空间位置与视频影像相融合的超视频信息。在视频GIS 数据模型原理的基础上提出了在视频采集的同时，按照一定的时间或空间间隔，记录地理坐标、速度和相对应的视频帧数，通过建立视频时间或视频帧与其地理位置坐标、速度的对照

表，来实现视频数据与空间地理数据的有机集成，并详细的阐述了该系统的设计和实现。