基于XML的WebGIS的研究与开发
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［摘要］首先介绍了近年来飞速发展的WebGIS技术的现状及自身特点，分析了传统WebGIS当前面临的技术难点，然后论述了Web的新兴语言――XML的概念和XML语言在WebGIS研究与开发中的作用，说明了在WebGIS中应用 XML的优势和良好的发展前景，论文最后以WebGIS的三层结构解决方案为例，简述了 XML在WebGIS中的应用概要。
［关键词］基于xmlwdbgis 研究与开发
1、WebGIS的特点及传统WebGIS面临的技术难点
1）WebGIS的特点
全球化的应用：全球范围内任意一个WWW节点的Internet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。
真正大众化的GIS：以往的GIS由于成本高和技术难度大，往往成为少数专家拥有的专业工具，很难推广。由于Internet爆炸性的发展，Internet服务正在进入千家万户，WebGIS给更多用户提供了使用GIS的机会。终端用户的经济和技术负担的降低更加扩大了GIS的潜在用户范围。
巨大的扩展空间：Internet技术基于的标准是开放的、非专用的，是经过标准化组织IETF和W3C为Internet制定的，这就为WebGIS的进一步扩展提供了极大的发挥空间，使得WebGIS很容易与Web中的其他信息服务进行无缝集成，建立功能丰富的具体GIS应用。
跨平台特性：过去，尽管一些厂商为不同的操作系统（如：Windows、UNIX、Macintosh）分别提供了相应的GIS软件版本，但是没有一个GIS软件真正具有跨平台的特性。而主流的WebGIS则能做到“一次编成，到处运行”，实现真正的跨平台运行，不需要考虑最终用户的运行环境。
2）传统WebGIS面临的技术难点
传统的Web语言是被广泛使用的HTML（HypeText MarkUp Language，超文本标识语言），其实质是一种文本显示语言。随着Web上信息类型的日益增多，其不利于表现地理空间数据的弊端也逐渐暴露出来，WebGIS由此而面临的一些技术难点也不易解决：
1）由于HTML页面仅仅擅长于数据表现，缺乏描述数据的内部结构和联系，不利于结构复杂的空间地理信息数据的查询和整合。
2）组成数字地球的数据将由数以千计的不同组织来维护，要对传统GIS数据库中大量的地理信息数据进行适应于Web表达的高效率、低成本的转换，各个WebGIS需要资源和信息共享，真正地做到GIS数据的物理分散而逻辑集中。
3） 按照数字地球的要求，WebGIS需要一定层次上的互操作性，使得GIS数据参与多方面的应用，但HTML页面一旦生成，信息便处于静态，不能根据客户端的实际情况进行动态变化。
4） 由于GIS处理海量的数据，而又受Internet的网路带宽以及其它路由限制，因此要建立快速的响应和传输机制，在满足用户交互操作需求的基础上，向WebGIS用户提供快速的地理信息服务。
5） WebGIS需要向用户提供多样化的、直观易懂的图形用户界面，预测客户的请求，动态地、客户化地表现数据。
面对着上述的技术难点和国际信息化融合的潮流，XML将是WebGIS适应数字地球的发展和要求、提高自身实际应用能力的解决之道。
3、 XML概述及XML在WebGIS中的作用
XML(eXtensible Markup Language，可扩展标识语言)是W3C(Word Wide Web Consortium)为适应 Internet的发展，解决上述技术难点而推出的新型Web语言，是ISO（国际标准化组织）所制订的SGML（Standard Generalized Markup Language，通用语言标识标准）的一个精简集。它并不是类似于HTML的预定义的标识语言，而是用于定义其它标识语言的一种元语言。与HTML中有固定数量的标识不同，XML用于描述信息的各种标识都可以由设计者自行建立，以强化特定专业数据的结构和关联。
1）有助于实现地理空间数据的标准化、结构化。地理数据可被XML唯一地标识，便于网上查询和搜索，便于信息参与数字地球的资源共享，提高WebGIS服务的互操作性，减少了服务器和客户之间的频繁交互，从而提高GIS用户的互操作速度。
2）XML具有数据来源的多样性和多种应用的灵活性、柔韧性和适应性。XML可以将不同来源的结构化的GIS数据进行合并、集成，同时，大多数GIS厂家也已经提供自身的文件格式装换为XML格式的接口。
3）由于内容与形式的分离，XML只描述GIS数据本身，数据的具体表现形式可利用样式表语言进行转换，使地理信息能根据客户的配置和实际情况动态地表现。
4）用XML在现有的Web上传输GIS数据具有可行性，不需要改变网络基础，利用原有的HTTP协议，成本低，而且文件小，传输的速度加快。
5）XML具有开放的标准和众多软件公司的支持。由W3C制订的XML1.0版已经发布，与处理XML相关的语言、接口等部件也由W3C统一提供标准。微软、网景和众多数据库软件国际企业已经并将继续为XML提供支持和服务。
4、 XML在WebGIS中的应用
XML是针对于数据内容和结构的分析和描述，所以XML原则上可以被应用于任何WebGIS的解决方案。由于XML功能强大，其实现和被利用的过程也就比HTML复杂，现以建立WebGIS的比较普遍的三层服务解决方案为例，简要叙述XML的具体应用。
三层服务结构即以GIS基础数据库、中间层、Web客户端浏览器为架构基础的WebGIS解决方案。无论这三层结构如何具体实施，XML都可以在其中发挥数据存储、交换和表现的重要作用，
1）基础服务器端
确保XML文件的结构良好性和合法性：按照W3C制订的XML标准和OGC的规范严谨地书写和交换XML文件，用DTD（Document Type Definition，文件类型定义）或Schema描述和定义XML中使用的所有标识符，使得处理器获知XML的来源以及其中的空间数据类型、属性和相互关系等有关地理信息。
保持GIS数据格式的统一：尽管XML允许设计者自行定义自己的XML标识，但保持WebGIS－XML定义的一致性是有利于数据处理和交互的。
2）中间层
WebGIS的中间层用于响应客户端的请求，进行XML数据的识别和转换工作，它从底层数据库中申请空间和属性数据，与用户直接进行对话。如果从底层数据库申请到的是GIS的矢量和栅格数据，就需要将其转换为符合规范的XML格式；如果底层支持XML的存储和查询，中间层就需要向底层递交从客户端发送来的数据申请，归纳和整理数据库的响应数据，统一地向客户端例览器进行数据调度和分配。
3）客户端
WebGIS服务在客户端需要根据客户实际的网络处境，对响应的数据进行个性化和多样化的展示，XML具备这样的能力。显示XML数据的主要工作由XML解析器来完成，Microsoft的IE6、Netscape的Navigator 6.0等浏览器已经可以对XML进行解析。随着XML的发展，更多的网络应用软件支持XML将是必然的趋势。
5、结论
通过对近年来飞速发展的WebGIS技术的现状、自身特点及当前面临的技术难点的分析，和对Web的新兴语言――XML的研究，得出了利用XML技术解决问题的方法。通过研究分析后认为，XML为WebGIS提供了图形数据的表达和存储方式，并能融合现今各种GIS数据，而且易于传输，使网上浏览地图的速度加快，说明了在WebGIS中应用 XML的优势和良好的发展前景，论文最后以 WebGIS的三层结构解决方案为例，简述了 XML在WebGIS中的应用概要。
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