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1、.一J 基于W e b 服务器的G I s 技术 梁家庆周怀许 南宁市土地管理局 摘要现今，I n t e r n e t / I n t r a n t 网 络已 广泛地应用于 各个领域， 通过采用全新的工 n t e r n e t 技术，可以实 现完 全 统一的 信息 共享 本文 介绍了 采用I n t e r n e t 技术、 分布式 数担共享， 建立 基于W e b 服务器的 地理信息系统( G I s ) 的 方法，简 化客户端的 软件开 发， 便于系 统的管 理和维护。 关 键词G I s W e b 构 件 I n t e r n e t 从八十年代以 来， 地理信息系统 (
2、 G I s )在设计和应用方面都发生了很大的变化。 最初， G I s 是在基于大型的 主机系统上设计开发和 应用的， 这种系统包含各自 独特的显示单元、 功能模块和数 据存取单元。它们基本上是不能与其它 系统共享数据的。为了 使不同系统的用户能够存取相同的数 据， 通常的做法是在不同的系统里存储同样数据的多个备份。 客户一 服务器模型和关系数据库技术的应用使G I s 获得了 较大的 发展， 客户一 服务器系统通过利 用网络、个人计算机、图形用户界面和关系数据库把集中式的大型系统分解为较小的单元，从而简 化了复杂的信息系统的开发与管理。 新的客户一 服务器系统把 G I s分解为两部分:客
3、户单元和服务器单元。 客户单元包括应用的表 达单元 ( 图 形用户接口)和部分功能单元 ( 分析、转换、制图等) ; 服务器单元是 G I s的功能单元 ( 分析、转换、 制图等)的组合，数据存取单元可以 放在客户端或者服务器端。 这仅仅取决于实现 的策略。从现有的客户一 服务器模式的 G I s系统来看，通常是服务器端只包括数据的存取单元，而 所有的功能单元都放在客户端;或者把部分分析功能 放在服务器端。 具体而言， 这种模式实际上是 利用了中间件技术，使 G I s作为关系数据库 ( R D B M S )的前端应用， 其间的联结部分就是数据存取 单元， 典型的客户一 服务器架构的G I
4、s 如图: 显然 这样的客户一 服务器解决方案只是简单地把原来的大型系统变成了 两个仍然很大的系统。 系统的建立管理和维护以 及应用扩展仍然是一件艰难的事情。 代码的再利用是件很困 难的事， 通常 这意味着代码的拷贝、 修改和再开发。因此， 一部分代码的改变可能会影响到整个系统的相关 代码 的修改。 开放G I s 的 研究、关系数据库 ( R D B M S ) 与G I s的结合、G I S 构件 ( C o m p o n e n t )的开发以 及互 联网 ( I n t e r n e t ) 技术的成熟与飞速发展， G I s已 从客户一 服务器计算模型转变为以 构件开发为基 础的
5、 分布式计算模型，I n t e r n e t 己 成为G I s 新的网 络操作平台。 构件软 件可能有不同的大小， 从一 个基本的 C - 类， 到一个能独立完成特定功能的 应用构件， 按构件的 功能 可能分为 服务构件和应用 构件。 服务构 件是整个系统的 核心， 提供系统特定的G I S 服 务 功能( 制图 服务、 变换 服务、 空间 数 据 存取 服 务等) ; 应 用构 件 是最 上层的G I s 构 件， 它直 接与 G I s 应 用 的 用 户 衔 接 ， 响 应 用 户 的 操 作 请 求 ， 并 为 物 定 的 应 用 服 务 ; 构 件 的 开 发 建 立 在 分
6、布 式 的 对 象 结 构 基础 之 上， 应用了 最新的 分 布式 技 术。 许多 计 算 机公司 都 在 从 事构 件的 开 发， 并 且， 标 准的 包 装 技 术已 经出 现， 从 而 使G I s 应 用的 开 发者 可以 利 用 之 些元 件 快 速的 组 装G I s 应用软 件。 基于W e b 服务器的G I s 架构如下图 所示， W e b 浏览器是客户端的主要操作平台，用户构件是客户端的G I s 构件，可以在客户端安装， 也 可以从W e b 服务 器下载，提供对图形的查询、浏览功能。 W e b 浏览器中 链接一个W e b 服务器提供的 包含 G I s图 形构件
7、的专门收集用户输入的信息的页面，负责接收用户输入的查询信息。 W e b 浏览器 与W e b 服务 器之间通过 C G I 或A P I 联接。 W e b 服务器通过数据库驱动程序O D B C向数据库发出S Q L 请求， 数据库服务器接到的是标准的S Q L 查询语句， 数据管理系统执行S Q L 查询并将结果再通过O D B C 传回W e b 服务器。服务构件提供目 录服务、 事件服务、安全服务、数据目 录服务、数据连接服务、 变换服务、 制图 服务、空间分析服务等。 以 应用于土地管理的G I s 为例介绍上面实现过程。 土地管理以宗地为管理单元， 数据由 宗地图、地形图和宗地的
8、 权属、面积、四至等属性数据组 成。 地 形图 主要是记录宗地上的 建 筑物等 地形要素， 通过数字化以a u t o C A D 或 M i c r o s t a t i o n 等图 形格式的文件存储，并建立地形图文件的索引图。宗地是由多个界址点按一定的顺序用线联接起来 形成的 一个封闭的多边形，以实际测量的坐标数据记录界址点， 可以 通过记录界址点的点号、 坐标 以 及界址点的联接关系等来存储宗地图 信息 ( 也可以 按地形图存储的 方法存储) ，与宗地的属性数 据一起由关系数据库来管理，用数据库来存储宗地信息，不但便于管 理和维护、提高网络的传输速 度，更为重要的是可以以最小的数据量
9、记录宗地的历史信息，动态检索任一时期的土现状。 客户端浏览器提供一个具有图形/ 属性双向 查询功能的界面。以 属性查询图形: 用户输入的宗 地号、 用地单位、宗地位置等查询信息， 可以 进行模糊查询， W e b服务器通过 O D B C向 数据库服务 器发出S Q L 请求，数据库服务器执行S Q L 查询， 将匹配的数据记录传给W e b 服务器，动态生成网页 把查询结果返回给用户，用户根据从模糊查询得到的记录，确认需要查询的宗地记录， W e b服务器 以 记录的唯一标识符为查询条件再从数据库服务器查询宗地的详细属 性数据生成网页返回给用户， 宗地图 数据传送给图形服务构件，图形服务构件
10、根据接收到的宗地图数据构造宗地图， 根据索引图 打开相 应的地形图文件， 截取该宗地范围的 地形图， 与宗地图一起传给客户端图形用户构件，图形用 户构件提供图形显示、 移动、缩放、属性查询等功能。当用户进行图 形移动、缩放操作时，图形用 户构件根据当前图形的坐标范围计算操作后的窗口 显示范围， 通过W e b 服务器向 数据库服务器发出 请求， 查找该范围内的界址点坐标和连接关系， 构造宗地界址线 ( 不一定封闭， 视显示范围 而定) ， 并打开相应的地形图文件， 截取该范围的地形图， 传给客户端图 形用户构件。以图形查属性:把选 取的 宗 地范围 传给图 形 服务构件计 算宗 地信息，向 数
11、据库服务器发出 查询请求， 数据库服务器把查 询结果通过W e b 服务器返回用户。 参考文 献 1 高毅.动态发布技术的 探讨 微电脑世界，1 9 9 8 . 3 2 张 犁 林晖 李 斌. 互联网时 代的地理信息系统. 测会学报，1 9 9 8 . 1 1 1 5 司一.! 叮 一 地理信息的数据保护研究 毛锋 中国科学院地理所资源与环境信息系 统国家 重点实 验室 ( 北京市潮阳区 大屯 路3 号 邮政编码 1 0 0 1 0 1 ) 摘 要地 理 信息 的 数 据 共 享 和 数 据 保 护 是 一 对矛 质. 数 据 共享 是目 的 ， 但 如果 没 有 数 据 保 护 政 策 将没
12、 有 健 康 长 久 的 数据共享. 在我国 数据保护政策处于 较低的 水平， 本文 提出了 加强地理信息数据保护安全策略的 建议， 给出了 一 组数据保护的基本措施，并列举了 在大 型G l s 项目 的工程实 践中 应用的 例子 . A b s t r a c t It is a c o n fl ic t b e t w e e n s h a r in g a n d p r o t e c t io n o f g e o g r a p h ic d a t a .S h a r in g g e o g r a p h ic d a t a is a im s b u t w e
13、 m u s t t o m a k e g e o g r a p h ic s e c u r ity p o lic ie s f o r b e s t s h a r i n g t h e d a t a . C h in a d a t a p r o t e c t io n p o lic ie s it w ill r e s u lt s in a lo w e r in g le v e l ,t h is p a p e r is p r o p o s e d a s u g g e s t io n a b o u t e n h a n c e d p r o
14、t e c t io n s e c u r ity p o lic ie s o f g e o g r a p h ic d a t a , p r o v id e d a s c h e m a f o r d a t a p r o t e c t io n a n d g iv e n a e x a m p le t o e x p la n a t io n t h e u s i n g . 一、数据共享和数据保护的关系 随着地理信息系统研究及应用的逐步 深入， 越来越多的地理信息系统数据可供利用，为避免地 理空间数据的重复采集和由此产生的浪费 及为保持地理空间数据在比 例尺
15、、 精度、覆盖等方面的控 制性，地理空间数据的数据共享已 成为一项紧迫任务。 目 前，国家计委已立项进行 “ 国土资 源环境和地区经济信息系统及国家空间信息基础设施关键 技术研究” ，国家科学技术部 ( 原国家科委)已 立项进行 “ 中国可持续发展信息共享示范” ，作者参 与了 上述两项目 中有关数据共享政策机制及规范标准子课题的 研究， 通过对现有重点数据库的调查 了 解到: 现有各部委 ( 门) 地理信息系统 数据库都是仅顾及各自目 的的分散的、 各自 为政的数据库， 存在着无统一标准和分类体系、无统一编码方案、无统一数据描述结构、 无系统查询机制、无元数 据等问 题， 现有数据根本无法共
16、享， 严重影响国家宏观管理和可持续发展战略的制定，因此， 必须 最大限度地实现数据共享。 但是，我们必须意识到无限制地地理信息自由 流动的最终结果将是无数 据可以 共享。原因是地理数据需要不断更新， 而数据更新和数据维护是费时、费钱的，如果没有相 应地数据安全机制去保护、鼓励数据拥有者的 权益，面对市场经济的 今天， 将会出 现逐渐没有国家 机构、企业或个人再去不断地更新地理数据和维护数据。 我们必须在大力促进数据共享的同时 认真 研究地理信息的安全保护政策，目 的是找到最大的 数据共享与最低限 度数据保护间的平衡点。 二、地理信息安全性指标体系 1 . 地理信息数据定义 地理信息数据是在建立地理信息系统时所用到或生成的所有以 纸张、 磁带、 磁盘、 或其他电 子、 电 磁为媒体的图形、文档、数据库记录和 软件。 2 .地理信息保护定义 地理信息保护的意思是不提供任何G I s 计算机程序、 不可 进行 任何计 算机数据库和系统操作、 不可获 得任何地理信息数据。 另外， 未经 许可 不可 进行 任何形式临 时再生产， 不可进行任何转换、 改 编 何 修 改 ，
