1、2019/3/20,1,2.1 环境GIS设计的目标和任务 2.2 环境GIS总体框架设计 2.3 环境GIS数据库设计 2.4 环境GIS开发技术路线 2.5 环境GIS工程开发与实现 2.6 环境GIS软件结构体系 2.7 环境GIS的集成 2.8 环境GIS实用技术,第二章 环境GIS设计与开发,2019/3/20,2,组件技术应用 Web技术应用； 中间件技术应用； 代理技术应用 网络安全技术应用 GIS与环境应用模型集成技术应用 联机分析处理技术,2.8 环境GIS实用技术,2019/3/20,3, Web技术应用 网络为环境GIS发展提供了一种新的机遇。 改变了GIS数据信息的获取
2、、传输、发布、共享、应用和服务等过程和形式。 WebGIS是GIS软件发展的必然趋势。 一个完整的WebGIS应该是服务器端策略和客户端策略的集合体。,2019/3/20,4,Internet的飞速发展，使传统GIS的发展更加广阔。它改变了GIS数据及应用的访问和传输方式，使GIS真正变成了大众使用的工具。 WebGIS是Internet和www技术应用于GIS开发的产物，是实现GIS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。,2019/3/20,5,WebGIS不但具有传统GIS软件的功能，
3、而且还具有利用Internet优势的特有功能。用户不必在自己的本地计算机上安装GIS软件就可以在Internet上访问远程的GIS数据和应用程序，进行GIS分析，在Internet上提供交互的地图和数据。 WebGIS的关键特征面向对象、分布式和互操作。任何GIS数据和功能都是一个对象。这些对象布署在Internet的不同服务器上，需要时进行装配和集成。Internet上的任何其他系统都能和这些对象进行交换和交互操作。,2019/3/20,6,WebGIS能做什么？,WebGlS继承了大部分或全部传统GIS软件所具有的功能； WebGIS侧重于空间数据和服务的共享。从Internet的任意节点
4、，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； 从应用趋势上看，WebGIS从在Internet上简单地发布地理信息发展到实现地理信息互操作和地理信息Web服务； 发展现状和趋势是越来越多的GIS应用架构在Web上。,2019/3/20,7,WebGIS的应用,WebGIS的用户可以分为： 公众用户(外网) 专业用户(内网) 其它应用(服务平台) 根据用户划分，我们将WebGIS应用分为： 空间数据发布 空间查询检索 多用户数据编辑 空间模型服务 Web资源的组织 GIS服务平台,2019/3/20,8,WebGIS的组成,客户端：浏览器 服务器端：
5、Web服务器、Map服务器、GIS服务器和空间数据库,WebGIS的组成,2019/3/20,9,WebGIS的组成,1）Web浏览器是用户和WebGIS的交互接口，用来显示地图和实现客户端的在线查询和分析功能； 2）Web服务器响应来自Web浏览器的请求，通过CGI、Servlet将请求传递给Map服务器，并从Map服务器得到请求结果发还给浏览器； 3）Map服务器是WebGIS的核心，它负责将Web服务器转发过来的用户请求分配给相应的GIS服务器或空间数据库，并能够实现网络的负载平衡； 4）GIS服务器是WebGIS的底层GIS软件，它提供了空间数据的存取、查询、分析、处理等功能； 5）空
6、间数据库是用来存储和管理空间数据；浏览器和服务器之间是通过超文本传输协议HTTP来发送请求和结果数据，数据传输的格式有基于栅格的、基于矢量的和基于XML的； 以上不同的服务器可以部署在不同的计算机上。,2019/3/20,10,传统GIS vs. WebGIS,共享性差 系统成本高 没有面向大众 集中式 软件操作复杂 培训成本,访问范围广，面向大众 资源共享 发布速度快，范围广，维护方便 数据来源丰富、分布存储 分布式计算 系统建设投资少 操作简单 跨平台,传统GIS的问题：,WebGIS的优点：,2019/3/20,11,WebGIS主要特点,发布速度快、范围广、维护方便数据来源丰富、分布存
7、储用户界面友好系统建设投资少系统安全性系统协同性（GIS服务问题）,2019/3/20,12,建立WebGIS的基本要求,WebGIS应当是开放的能在Internet环境下运行支持数据分布和计算分布能在网络上查询和存取数据,2019/3/20,13,1) WebGIS应当是开放的,WebGIS能够共享多种来源、多级尺度、存放在不同地点的地理数据，能够和其他应用软件集成，并通过Java、.Net、DCOM等技术跨平台协作运行，支持C/S模式等。,2019/3/20,14,2) 能在Internet环境下运行,WebGIS使用Internet协议标准，将GIS与Web服务器集成，通过普通浏览器，用
8、户可以在任何地方操纵WebGIS，共享地理空间信息服务，从而将GIS扩展成为公众服务系统：通过Internet存取地理空间数据，提高了地理数据的共享程度，降低了数据分发的成本。,2019/3/20,15,3）支持数据分布和计算分布,WebGIS服务器为网络用户提供GIS服务：地理数据存取服务、地理数据目录服务、地理信息分析服务和地图显示服务。通过互操作技术，GIS处理过程可由多个GIS服务器协调完成，它们共享分布的数据对象，在多个不同的平台上协同运行，最大限度地利用网络资源。,2019/3/20,16,4） 能在网络上查询和存取数据,建立地理时空数据结构标准和操作标准，直接在Inernet上查
9、询数据和存取数据，使用面向对象技术，定义空间对象查询语言（Spatial Object Query Language），或者通过定义通用空间语言CSL（Common Spatial Language），以最基本的对象作为操作单元，既可实现高效的数据操作和大容量地理数据存储，又保证地理数据的共享性和一致性。,2019/3/20,17,WebGIS的基础技术,空间数据库管理技术 面向对象方法 客户/服务器模式 组件技术 分布计算平台,2019/3/20,18,1) 空间数据库管理技术,关系型数据库管理系统已经相当成熟，商业化的RDBMS不仅支持C/S模式，而且支持数据分布，通过SQL语言和ODBC
10、，几乎所有GIS软件通过公共标识号都能和其协同运行。对象关系数据库技术和面向对象的数据库技术正有逐步成熟起来，成为未来GIS空间数据管理的主要技术。,2019/3/20,19,2) 面向对象方法,面向对象是一种认识方法。面向对象分析（OOA）、面向对象设计（OOD）、而面向对象语言（OOL）和面向对象数据管理（OODBM）贯穿整个信息系统的生命周期。面向对象控件数据库技术正在逐步成熟，空间对象查询语言（SOQL）、空间对象关系分析、面向对象数据库管理、对象化软件技术等，都和GIS密切相关。从面向对象技术的发展来看，它是描述地理问题非常理想的方法。,2019/3/20,20,3) 客户/服务器模
11、式,客户/服务器的含义非常广泛，数据库技术和分布处理技术都和它密切相关。通过平衡客户/服务器间的数据通信和地理运算，能够利用服务器的高性能处理复杂的关键性业务，并降低网络数据流量；通过规划客户/服务器模式的GIS系统，用户能够最大限度地利用网络上的各种资源。,2019/3/20,21,4) 组件技术,为避免系统重复编码，浪费软件资源，参照制造业成功经验，使用插件（Plug-in）、组件（ActiveX）和中间件（Middleware）技术组装软件产品：各软件生产商制作自己最好的组件，其他软件开发人员和系统集成人员，可直接使用该部件提供的功能，无须重新编码，从而扩大了软件开发社会分工，提高了软件
12、生产效率(MO)。,2019/3/20,22,5) 分布计算平台,分布计算平台（Distributed Computing Platform）技术，目前有OMG的CORBA/Java标准和微软的DCOM/ActiveX标准。CORBA/java在运行速度上虽然不如DCOM/ActiveX，但和Java一样，CORBA/java规范的最大优势在于其跨平台能力，适用于WindowUnix等。DCOM/ActiveX目前只能运行于32位Windows平台，但是其市场占有率达80%以上，在Internet客户端的计算机市场里占有率更高。具体选择何种标准，应根据设计目标权衡各方面因素。,2019/3/2
13、0,23,和WebGIS相关的技术还包括下列各方面:多媒体数据操作标准ISO SQL/MM地理数据目录服务技术（Geodata Catalog Service）、数据仓库技术等。,2019/3/20,24,主要WebGIS系统平台,ESRI公司的Internet Map Server(ArcIMS)平台MapInfo公司的MapXtreme平台Autodesk公司的Autodesk MapGuide平台Intergraph公司的GeoMedia Web Map平台武汉吉奥公司（GeoStar）的GeoSurf国家遥感应用工程技术中心的地网GeoBeans平台,2019/3/20,25,主要We
14、bGIS系统平台功能,ESRI公司的Internet Map Server(ArcIMS)平台ArcView Internet Map Server（ArcView IMS） 基于Java Applet，利用Mapcafe进行定制 影像数据格式 支持多种数据源：DWG、DXF、DGN、TIF、JPEG、Shapefile、Coverage、SDE Layer等 内核为esriMap.dll，基于CGI,2019/3/20,26,什么是ArcIMS?,ArcIMS是一个基于Internet的GIS，它允许您集中建立大范围的GIS地图，数据和应用并将这些结果提供给给您组织内部的或Internet上
15、的广大用户。ArcIMS包括了客户端和服务器端两方面的技术。它扩展了普通站点，使其能够提供GIS数据和应用服务。ArcIMS包括了免费的HTML和Java浏览工具，但ArcIMS同时也支持其他的客户端，比如：ArcGIS Desktop，ArcPad，和无线设备。,2019/3/20,27,ArcIMS的优势,扩展你的GIS。ArcIMS包括了一套能免费分发给你的用户的HTML和Java浏览工具，这些浏览工具提供了非常好的GIS功能。通过在Internet上散布GIS数据和服务可以使你同时满足多个用户的GIS请求。,2019/3/20,28,从多个数据源集成数据。用户可以从多个ArcIMS站点
16、上合并数据。用户也可以把本地数据和ArcIMS的层进行集成。用户能够得到你的数据和服务，然后简单而快速地把这些数据和服务与他们从Internet上或本地上的资源进行集成。,ArcIMS的优势,2019/3/20,29,调整系统以满足需要。不论你的服务器每小时收到10个或10,000个请求，能够调整ArcIMS满足你的要求。当你的站点越来越大，地图请求越来越多时，ArcIMS能够轻松扩展以满足新的要求。,ArcIMS的优势,2019/3/20,30,提供得到GIS数据和位置服务的方法。使用ArcIMS使你可以解决怎样传送和向谁传送GIS数据和服务的问题。你能够控制是否允许你的数据可以通过web访
17、问，或在你的组织内部通过局域网访问。 ArcIMS非常适用于发送位置服务并且已经被许多重要的商业部门所应用。例如，ArcIMS的位置服务已经被广泛用于查找附近的ATM机和饭馆，生成旅游计划和驾驶导航，及发现新家附近的邻居，学校和公园等。,ArcIMS的优势,2019/3/20,31,ArcIMS的体系结构,ArcIMS运行在一个分布式的环境中，由客户端和服务器端的部件组成。服务器部件允许你宽展一个站点使之有GIS服务能力。你的ArcIMS站点可以提供GIS数据，地图及应用。 ArcIMS结构是高度可调整的。许多用户能够并发进入你的站点，许多请求能够被同时处理。应用ArcIMS能够随着时间的推移
18、扩展服务器以满足日益增长的请求。正是因为ArcIMS的高度可调整性，ArcIMS对那些每天只提供几十个地图的小企业和每天提供成千上万个地图的大企业都是很好的选择。,2019/3/20,32,ArcIMS体系结构图,2019/3/20,33,ArcIMS的服务,当一个ArcIMS客户端向服务器发送一个请求时，ArcIMS服务器处理并响应这个请求。典型的ArcIMS请求产生地图或检索一定范围的地理数据。最普通的ArcIMS服务是一个地图服务。,2019/3/20,34,地 图 服 务,当你为你的站点生成了一个地图服务时，你就决定了要发布哪些层的数据，怎样表现这些数据。你定义了符号，加上了标注，设置
19、了比例尺因子等等。当一个客户端发送了一个地图请求，在服务器上就根据你的要求产生了一个地图。地图服务通过一种或两种方式把地图发送到客户端：用图象的方式或矢量流的方式。,2019/3/20,35,图象地图服务,图象地图服务用ArcIMS图象表现能力为你的地图做了一个“快照”发送到请求的客户端。这个“快照”是以一种压缩的图象格式（JPEG，PNG，或GIF）发送的。每次客户端有新的请求时都会产生一个新的图片。图象地图服务还可以发送压缩的栅格数据。,2019/3/20,36,矢量地图服务,矢量地图服务把矢量要素以流的方式发送给请求的客户端。矢量要素使得高级的功能能在客户端实现，比如为要素加标注，符号化
20、，地图提示，空间要素选择等。这种地图服务允许客户在客户端改变地图的表现形式。,2019/3/20,37,ArcIMS中的GIS能力,图象表现：当创作地图时，ArcIMS图象表现给你创作的视图拍了一个“快照”并以一种压缩格式（JPEG，PNG或GIF）把你创作的地图发送给客户端。这种能力同样体现在向用户提供栅格数据上。,2019/3/20,38,要素流：要素流能力包括把矢量要素以流的方式发送到客户端，在客户端实现一些功能（为要素加标注，建立地图提示，空间选择等）。要素流只有在客户端是重客户端时可用，包括ArcExplorer(Java版)，ArcMap，和ArcIMS Java Viewer。
21、在进行数据分析时，来自一个ArcIMS站点的矢量数据可以和其他ArcIMS站点的矢量数据或本地数据集成。,2019/3/20,39,数据查询：你能新建一个查询或用一个预定义的查询来查询数据信息。客户端向服务器提交查询，服务器给客户端返回查询结果。 数据提取：你能够从服务器请求真实的地理数据。服务器把你请求的数据以压缩的shapefile格式返回给客户端。用户接收到压缩的shapefile以后就可以把数据解压缩到本地硬盘。,2019/3/20,40,地理编码：地理编码功能允许你提交一个地址做地理编码。根据你的输入服务器要么返回一个准确的匹配或一系列候选匹配。,全球,中国,吉林省,吉林省白城地区,
22、吉林省吉林地区遥感影像,吉林省遥感影像,WebGIS 系统应用(1) NSII Clearing House,中国,2019/3/20,42,WebGIS 系统应用示范(2),北京环境评估与景点浏览,2019/3/20,43,WebGIS 系统应用示范(3),上海市重大工程项目监理,2019/3/20,44,WebGIS 系统应用示范(4),监视监控（防汛指挥）,2019/3/20,45,组件技术应用 Web技术应用； 中间件技术应用； 代理技术应用 网络安全技术应用 GIS与环境应用模型集成技术应用 联机分析处理技术,2.8 环境GIS实用技术,2019/3/20,46, 中间件技术的应用,
23、中间件的工作原理,中间件,2019/3/20,47,数据库中间件的工作原理,数据库,中间件,2019/3/20,48,组件技术应用 Web技术应用； 中间件技术应用； 代理技术应用 网络安全技术应用 GIS与环境应用模型集成技术应用 联机分析处理技术,2.8 环境GIS实用技术,2019/3/20,49, 代理技术应用 代理技术的应用主要是为了提高环境GIS的效率。 代理服务器就是网络信息的中转站。 代理服务器一般具有缓冲功能，能显著提高浏览速度和效率。 代理服务器提供一种安全功能。,2019/3/20,50, 代理服务器的主要功能（1）连接Internet与Intranet充当防火墙；（2）
24、节省IP开销，减少费用；（3）提高访问速度。,2019/3/20,51,组件技术应用 Web技术应用； 中间件技术应用； 代理技术应用 网络安全技术应用 GIS与环境应用模型集成技术应用 联机分析处理技术,2.8 环境GIS实用技术,2019/3/20,52, 环境GIS的安全 数据库安全 应用安全 口令安全 数据备份,2019/3/20,53, 数据库安全 数据库系统已经成为各个动态网站上 web 应用程序的重要组成部分。由于非常敏感和机密的数据有可能保存在数据库中，所以对数据库实施保护就显得尤为重要了。把连接建立在 SSL 加密技术上可以增加客户端和服务器端通信的安全性，或者 SSH 也可
25、以用于加密客户端和数据库之间的连接。 如果使用了这些技术的话，攻击者要监视服务器的通信或者得到数据库的信息是很困难的。 SSL 只是一个加密网络数据流的协议。 攻击系统时经常使用的手法就是输入不正确的数据，然后查看错误提示的类型及上下文。这样做有利于攻击者收集服务器的信息以便寻找弱点。,2019/3/20,54, 数据备份数据是资产,备份量重要当今“在发达国家”几乎每一个网络都会配置一些专用的外部存储设备“而这些设备确实在不少灾难性的数据失事中发挥了扭转乾坤的作用。数据备份策略： 经常做备份 有规律做备份 做了结构上的修改应及时备份 至少保存两份最新的备份, 数据备份的重要事项 （1）鉴定需保护的系统 （2）选择适当的备份设备 （3）选择合适的软件包 （4）制定备份进度 （5）记录所有步骤 （6）数据恢复和故障演习,2019/3/20,56,Thanks.,
