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Web开发与GIS技术结合的产物 - WebGIS

2023-04-20 657

前言

Web GIS技术近年来得到快速发展,其应用也扩展到GIS应用领域的各个方面,GIS正是通过Internet才得以迅速扩展,成为真正服务于大众的工具。

 

WebGIS是什么?

WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物,是实现GIS交互操作的一条最佳解决途径,从Internet的任意节点,用户都可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图、进行各种空间信息检索和空间分析,因此,WebGlS不但具有大部分乃至全部传统GIS软件具有的基础功能,而且还具有Intenet优势的特有功能,即用户不必在自己的本地计算机上安装 GIS软件就可以在Intenet上访问远程的GIS数据和应用程序,进行GIS分析。

 

WebGIS能应用在哪些领域

WebGIS技术在农业、林业、气象、水利、地震、国土自然资源、海洋、环保、铁路运输、电力、城市建设与规划等领域或行业的应用中,都有可发挥的空间。如下图示:






 

WebGIS的特点/优势

1.可视化

WebGIS采用图形化界面,通过地图、数据、图表等方式直观的呈现地理信息以及特定数据。

 

2.可扩展

WebGIS支持开放式的系统结构,可以方便地扩展和集成其他业务系统,成为其他业务系统的一部分。

 

3.跨平台

WebGIS对任何计算机和操作系统都没有限制,只要能访问Internet,用户就可以访问和使用WebGIS而不必关心用户运行的操作系统是什么。如下图示操作系统:

 


 

4.交互性

WebGIS采用图形可视化界面,可使用户在Internet上操作GIS地图和数据,用Web浏览器执行基本的GIS功能:如地图拖动、缩放、查询和标注,甚至可以执行更复杂的空间分析:比如缓冲区分析和插值分析等,使用户能够方便地进行地理信息查询、分析和操作。如下图示:







 




 

WebGIS的技术框架

前端开发:WebGIS前端开发主要包括HTML、CSS、JavaScript等技术,通常配合一些流行的前端框架使用,如Vue.js、React等。

 

GIS数据存储和服务:WebGIS需要存储地理信息数据并可以发布地图服务,通常采用一些流行的GIS数据服务平台,如SuperMap iServer、BigeMap Server、ArcGIS Server、GeoServer、MapServer等。

 

后端开发:WebGIS的后端开发主要包括PHP、Python、Java等技术,通常配合一些流行的后端开发框架使用,如Django、SpringMVC等。

 

数据库管理:WebGIS需要使用数据库管理系统来存储和管理地理信息数据,通常采用一些流行的关系型数据库,如MySQL、Oracle等。

 

GIS开发API:WebGIS需要使用地图API来实现地图的显示和交互,通常采用一些流行的GIS开发API,如ArcGIS JavaScript API,OpenLayers,Cesium国内的有百度地图API,高德地图 API等。

 

 

WebGIS在前端的简单实现

地图有两种获取方式:

1. 获取互联网上的地图服务,通过百度地图开放平台,高德地图开放平台,国家地理信息公共服务平台等互联网平台获取地图服务。
 

2. 使用本地自建的地图服务,通过ArcGIS Server,GeoServer,iServer,MapServer等后端服务在本地发布地图服务。

 

前端的实现

以下演示使用天地图+OpenLayers+Vue.js:

1. 在国家地理信息公共服务平台-地图API获取天地图路径

 


 

 

2.搭建Vue框架,引入OpenLayers库中方法加载天地图,组件代码如下

 


 

3. 加载效果图如下

 


 

 

结语

WebGIS的发展趋势:

1.服务理念,从数据服务到信息处理服务

随着Internet、分布式计算以及计算图形学的飞速发展,开发基于Internet的3维GIS系统已成为可能。这三种技术的有力结合,为地理信息系统开创了一个新的时代,促使WebGIS 的概念由“地理数据服务”提高到“地理信息处理服务”的新阶段。地理信息服务(GIServices)的概念是地理信息系统发展的必然趋势。

 

2.网格GIS

互联网技术正经历着Internet - Web - 网格的发展历程。网格技术已逐渐成为新一代计算机网络技术发展的主流。在基于网格技术的网络环境下,互联网应用更强调网上各种资源的共享与互操作性,这种发展趋势对当前各种形式的GIS(包括WebGIS)必将产生越来越深刻的影响。

 

3.虚拟地理环境

所谓“虚拟地理环境”,是指用计算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界,让用户可以从自己的视点出发,利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界客体进行浏览和交互考察。这一定义强调的是:逼真的感觉、自然的交互、个人的视点及迅速的响应。

虚拟现实技术(Virtual Reality)提供的可视化,不只是一般几何型体(目标)的空间显示,还可对获取的有关目标地理信息予以可视化。在地理信息系统中,结合三维可视化技术与虚拟现实技术,完全再现目标地理环境的真实情况,而不必亲自到达现场,对于现代工程以及“绘制”行星地貌都是一种高效实用的手段。

 

4.多源数据访问

网络环境下开放的空间数据交换格式是目前普遍追求的目标。GML +SVG方式是今后的发展方向。GML(Geog raphy Markup Language)是由Open GIS 联盟制定的基于XML的对地理信息(包括地理特征的几何属性)的传输和存储的编码规范,SVG(ScalableVecto r Graphics)是可伸缩的矢量图形,是用来描述二维图形的XML语言。应用GML和SVG可以克服传统WebG IS 的很多缺点。GML可以用来交换GIS数据,而SVG可以用来方便浏览GIS数据。两者可以互相补充,使WebGIS的功能更加丰富,开发更加简单,实现更加容易。

 

5.智能化的GIS

目前GIS的大部分应用都处于输出信息为客户提供辅助决策支持的阶段,缺乏知识处理、主动学习和推理的能力,而客户需要的却不仅仅是信息,还有针对某种问题的知识或智能解决方案。客户希望在与GIS 的交互过程中,GIS 能通过知识学习和积累逐步了解客户的习惯、需求等,不断实现优化以便提供个性化的服务。因此,基于知识的GIS智能化研究是今后一个很重要的方向。