WebGIS技术
随着计算机技术、网络技术、数据库技术等的发展以及应用的不断深化，GIS技术的发展呈现出新的特点和趋势，基于互联网的Web GIS就是其中之一。Web GIS除了应用于传统的国土、资源、环境等政府管理领域外，也正在促进与老百姓生活息息相关的车载导航、移动位置服务、智能交通、抢险救灾、城市设施管理、现代物流等产业的迅速发展。
Web开发技术的发展
Web开发技术的发展可以粗略划分成以下几个阶段：
（1）静态内容阶段
在这个最初的阶段，使用Web的主要是一些研究机构。Web由大量的静态HTML文档组成，其中大多是一些学术论文。Web服务器可以被看作是支持超文本的共享文件服务器。
（2）CGI程序阶段
在这个阶段，Web服务器增加了一些编程API。通过这些API编写的应用程序，可以向客户端提供一些动态变化的内容。Web服务器与应用程序之间的通信，通过CGI（Common Gateway Interface）协议完成，应用程序被称作CGI程序。
（3）脚本语言阶段
在这个阶段，服务器端出现了ASP、PHP、JSP、ColdFusion等支持会话（Session）的脚本语言技术，浏览器端出现了Java Applet、Javascript等技术。使用这些技术，可以提供更加丰富的动态内容。
（4）瘦客户端应用阶段
在这个阶段，在服务器端出现了独立于Web服务器的应用服务器。同时出现了Web MVC开发模式，各种Web MVC开发框架逐渐流行，并且占据了统治地位。基于这些框架开发的Web应用，通常都是瘦客户端应用，因为它们是在服务器端生成全部的动态内容。
（5）RIA应用阶段
在这个阶段，出现了多种富互联网应用（Rich Internet Application，RIA）技术，大幅改善了Web应用的用户体验。应用最为广泛的RIA技术是DHTML和Ajax。Ajax技术支持在不刷新页面的情况下动态更新页面中的局部内容。同时诞生了大量的Web前端DHTML开发库，例如Prototype、Dojo、ExtJS、jQuery/jQuery UI等等，很多开发库都支持单页面应用（Single Page Application）的开发。其他的RIA技术还有Adobe公司的Flex、微软公司的Silverlight、Sun公司的JavaFX（现在为Oracle公司所有）等等。
（6）移动Web应用阶段
在这个阶段，出现了大量面向移动设备的Web应用开发技术。除了Android、iOS、Windows Phone等操作系统平台原生的开发技术之外，基于HTML5的开发技术也变得非常流行。
从上述Web开发技术的发展过程看，Web从最初其设计者所构思的主要支持静态文档的阶段，逐渐变得越来越动态化。Web应用的交互模式，变得越来越复杂：从静态文档发展到以内容为主的门户网站、电子商务网站、搜索引擎、社交网站，再到以娱乐为主的大型多人在线游戏、手机游戏。
WebGIS发展
由于Internet 技术和Web技术的成熟与大规模普及应用，GIS开始面向传统行业和广大民众，WebGIS开始出现和发展，并逐渐成为GIS应用的一种重要方式。WebGIS是将Web技术应用于GIS开发的产物，是一个交互式的、分布式的、动态的地理信息系统，是由多台主机、多个数据库和无数终端，并由客户机与服务器（HTTP 服务器及应用服务器）相连接所组成的。WebGIS中，空间信息应用主要采取的是浏览器/服务器（B/S）方式。图8-1展示了GIS的网络化的发展趋势。
GIS的网络化的发展趋势
Web服务技术也一直处于发展之中。在Web服务发展的初期，XML格式化消息的第一个主要用途是应用于XML-RPC协议，其中RPC（Remote Procedure Call）代表远程过程调用。在XML远程过程调用（XML-RPC）中，客户端发送一条特定消息，该消息中必须包括名称、运行服务的程序以及输入参数。
之后为了标准化，跨平台又产生了基于SOAP的消息通信模型。SOAP是在XML-RPC基础上，使用标准的XML描述RPC的请求信息（URI/类/方法/参数/返回值）。XML-RPC只能使用有限的数据类型种类和一些简单的数据结构，SOAP能支持更多的类型和数据结构。优点是跨语言，非常适合异步通信和针对松耦合的C/S。
但随着时间的推移和SOAP的推广情况，SOAP的一些缺陷也不断暴露。虽然SOAP使得进程间通信变得简单易用，但并不是每个厂商都愿意将自己的老系统再升级为支持SOAP，而且SOAP的解析也并不是每种语言都内置支持，比如Javascript。为解决这些问题，HTTP协议重回开发者的视野。HTTP是世界上已经存在的一个最为开放、最为通用的应用协议，通过设计一种使用HTTP协议来完成服务端与客户端通信的方法，可以完美解决SOAP的问题。至此，表达性状态转移（Representational State Transfer，REST）应运而生。REST一般用来和SOAP做比较，它采用简单的URL方式来代替一个对象，优点是轻量，可读性较好，不需要其他类库支持，缺点是URL可能会很长，不容易解析。
WebGIS 2.0
早期的WebGIS是依据当时的网络环境提出的，近年来由于Web 2.0（主要包括Web服务、REST与AJAX等技术）的迅速发展，原本Web GIS中所依赖的方法与技术也不断在更新，表8-1显示了WebGIS 1.0与WebGIS2.0之间的一些重要区别。
WebGIS1.0与WebGIS2.0之间的重要区别
WebGIS 1.0（2005年以前的Web GIS技术）主要关注的是静态二维地图，WebGIS 2.0主要关注二维动态地图和对三维地图的研究（例如Google地球、Microsoft Bing地图和 ESRI ArcGIS Explorer）。这些WebGIS 2.0新增的技术提升了用户体验，而且将使用地理网络技术的用户拓展了一个数量级。WebGIS获取地理信息的方式同时也发生了转变，从使用FTP（文件传输协议）来传输地理信息方式，转变为直接使用XML格式数据流的Web服务和一组API（SOAP/XML）。另一个重要变换是使用融入式技术。
融入式技术指整合网络上多个资料来源或功能，以创造新服务的网络应用程序。该词源自于流行音乐将两种不同风格的音乐混合，以产生新的趣味的作法。虽然在古老的HTML 2.0版本中早有这个概念（将图片提供视为一种服务，一个网页中的文字与图片可以来自不同的网站，一个图文并茂的网页就是一种原始的混搭），一般还是将融入式技术视为Web 2.0的特性之一。Web技术的这种发展，为GIS的实施提供了一种新的模式。一个用户可以从一个服务器获得一层信息，再从另一个服务中获取其他数据或专业模型，将它们融合在一起，进而产生基于 Web的新的GIS应用模式。这种新的模式，将极大地拓展GIS的应用范畴和服务领域。
在地理信息融入式方面有着许多应用。特别是因为Google等公司推出属于自己的API，降低开发电子地图的门槛，让许多以Google地图等电子地图为显示底图的应用网站如雨后春笋般诞生。Programmableweb网站上列出了超过1400个地理信息融入式应用（http://www.programmableweb.com/tag/mapping）。最为成功的是24岁的AdrianHolovaty，他把芝加哥警察局的犯罪统计信息覆盖在Google地图上（www.chicagocrime.org）。这样，人们在地图上就可以精确查明30天的时段内，发生性侵犯犯罪的地点。在地图上，每一个犯罪地点都用一个图钉符号标出，芝加哥人能迅速获知应该避开哪些危险的火车站、街区。社区活动家 JamesCappleman对Holovaty的网络地图印象深刻，因为这样居民们就不会再轻信那些街区安全的说法了。而包括旧金山在内的其他一些城市希望Holovaty也能为它们开发犯罪定位网站。同样，佛罗里达性犯罪网（MapSexOffender.com）把Google地图和被宣判的性犯罪者的资料结合起来。访问者可以调阅所在社区地图，点击图标查看每一个犯罪者的姓名、最新地址和照片。而美国的驾车者如果要找最便宜的加油站，只需点击结合了Google地图和汽油伙伴网站（Gas-buddy.com）加油站价格的数据库的链接就可以了。同样的，购房者可以利用Google的地图，精确查明适合的房源地点。以搜索房源的Housingmaps.com网站为例，Google地图刚发布，电脑动画工程师PaulRademacher随即开发了 Hous-ingmaps.com。他将Google地图和全美所有在Craigslist上公布的公寓名单对接。此外还有提供飞机航班即时信息的fboweb.com，结合天气信息的Weather Underground等等。
基于REST风格Web服务的WebGIS系统架构
基于REST风格Web服务的Web GIS系统架构（如图8-2）是在数字城市建设中普遍使用的系统架构，在该架构中GIS服务与其他中间层的功能（例如用户管理、日志等）都部署在同一个应用中。只有这样的架构才能很好地解决数据共享与互操作，并节省开发成本与缩短开发周期。
GIS服务与其他功能合并部署的系统架构
但是为了更大程度地方便地理信息数据及GIS功能的共享，以及方便二次开发，通常将GIS服务单独部署，这时的系统架构如图
GIS服务单独部署的系统架构
在上述系统架构中，可以利用现有的GIS服务，例如Google、Microsoft、百度、高德的地图服务，也可以利用ArcGIS Server等地理信息服务软件，将地理信息发布为服务，在系统客户端利用Javascript调用这些服务，从而在系统中集成地图及GIS功能。
图文摘录于《走向大数据——从数字北京到智慧北京》一书
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