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1、3.2 Web GIS的基本实现方式3.2.1 基于CGI方式 1. CGI 原理通用网关接口（Common Gateway Interface， CGI）是Web服务器调用外部程序的标准接口，是最 早用于增强Web动态性和交换性的一种方法。一般来说，一个CGI接口的功能就是在超文本文 件和服务器主机应用程序间传递信息。任何一种语言 ，只要能在服务器主机上利用CGI接口来编写应用程 序，都可以叫做CGI程序语言，如C、Shell、VB、 Fortran。CGI程序一般是个可执行程序。编译好的 CGI程序一般要集中放在一个目录下。具体存 放的位置随操作系统的不同而不同。例如，UNIX操作系统下放
2、在cgi-bin子目 录下，Windows操作系统下以IIS作为Web服 务器，CGI程序都放在cgi-win子目录下。 2. 基于CGI方式的Web GIS工作原理用户通过浏览器发出URL及GIS数据操作请求；Web服务器接受请求，并通过CGI脚本，将用户 的请求传送给GIS服务器；GIS服务器接受请求，进行GIS数据处理，如放大 、缩小、漫游等，将操作结构形成GIF或JPEG图像；最后服务器将GIF或JPEG图像，通过CGI脚本、 Web服务器返回给Web浏览器显示，达到根据用户在 客户端的操作，动态地显示地图的效果，工作流程如 图3.5所示。WWW浏览器服务器W WW (HTTP) 服务
3、器CGI ScriptGIS 服务器URL及GIS数据请求返回结果客户机Internet图3.5 CGI 方式工作原理3.基于CGI方式的Web GIS特点优点：v.“瘦”客户端，即不需要在客户端安装任 何软件，在客户端使用的是支持标准HTML 的Web浏览器，操作结果以静态的GIF或 JPEG图像的形式表现，客户端与平台无关 。v.CGI方式被多种操作系统的Web服务器 支持，因此，CGI模式在服务器端具有跨平 台的能力。缺点：v增加了网络传输的负担。用户的每一步 操作，都需要将请求通过网络传送给GIS服 务器；GIS服务器将操作结果形成图像，通 过网络返回给用户。因而网络的传输量大大 增加
4、了。v服务器的负担重。所有的操作都必须由 GIS服务器解释执行，因而服务器的负担加 重。v同步请求问题多。由于CGI脚本处理所 有来自Web浏览器的输入和解释GIS服务器 的所有输出。当有多用户同时发出请求时， 系统的功能将受到影响。v静态图像，在浏览器上显示的静态图像 ，用户既不能直接在客户端进行放大、缩小 操作，又不能通过几何图形如点、线、面来 选择显示其关心的地物。v用户界面的功能受Web浏览器的限制， 影响GIS资源的有效使用。基于CGI模式的比较典型的Web GIS 产品 有：MapObject 和ProServer等。 3.2.2 基于Server API方式Server API
5、方式是为了克服CGI方式的低效率问 题而研制的，基本原理类似于CGI,不同之处在于CGI 程序是单独可以运行的程序，而Server API往往依附 于特定的Web服务器，如Microsoft ISAPI依附于IIS, 只能在Windows平台上运行，其可移植性较差。在ISAPI 下 建 立 的 应 用 程 序 是 以 动 态 连 接 库 的 形 式 存 在； 而CGI 的 应 用 程 序 一 般 都 是 可 执 行 程 序。基于Server API的动态连接模块启动 后会一直处于运行状态,而CGI每次都要重新启动，其 速度较CGI快得多。 工作流程如图3.6所示。WWW浏览浏览 器服务器WWW
6、 (HTTP) 服务器ISAPIURL及GIS数据请求返回结果客户机Internet图3.6 Server API方式工作原理 其缺点是Server API没有统一的标准，在 通用性方面有缺陷，并且依附于特定的服务器 和计算机平台（Windows系列），可移植性差 。3.2.3 基于Plugin方式1. Plugin原理v Plug-in是由NetScape提出的标准，是一 种接入浏览器程序的动态链接库（DLL），它 采用了DLL方式，可以很好地解决与浏览器程 序间的相互调用问题。v Plug-in作为网络能力的一种扩展，将大部 分负荷加在浏览器程序上，这样就能正确地浏 览很多数据类型，在浏览
7、器端完成矢量信息的 显示。浏览器插件是指能够同浏览器交互信息的 软件，第三方软件开发商可以开发插件以使浏 览器支持其特定格式的数据文件。利用浏览器插件，可以将一部分服务器的 功能转移到客户端。 2. 基于Plugin方式的Web GIS工作原理v Web浏览器发出GIS数据浏览操作请求，Web服 务器接受到用户的请求，进行处理，并将用户所要的 GIS数据传送给Web浏览器；客户机端接受到Web服 务器传送来的GIS数据，并对GIS数据类型进行理解； 在本地系统查找与GIS数据相关的 Plug-in，如果找到 了相应的GIS Plugin，用它来显示GIS数据，如果 没有找到，则需要安装和加载相
8、应的GIS Plug-in来显 示GIS数据。v GIS的操作如放大、缩小、漫游、查询、分析都 直接由运行于浏览器中的GIS Plug-in来完成。 其体系结构如图3.7所示。 服务器客户机GIS数据请求Web 浏览器GIS数据 类型理解查询plug-in 程序Plug-in显示GIS数据显示WWW 服务器GIS数据文件INTERNETGIS数据库没有找到找到下载并安 装Plug-in图3.7 基于Plugin模式的Web GIS体系结构 3.基于Plug-in的Web GIS特点优点：v无缝支持与GIS数据的连接。由于对每一种数 据源，都需要有相应的GIS Plugin；因而GIS Plug
9、in能无缝支持与GIS数据的连接。vGIS操作速度快。所有的GIS操作都是在本地 由GIS Plugin完成，因此运行的速度快。v服务器和网络传输的负担轻。服务器仅需提 供GIS数据服务，网络只需将GIS数据一次性传输 。服务器的任务很少，网络传输的负担轻。v缺点：vGIS Plug-in与平台相关。对同一GIS数据，不 同的操作系统需要不同的GIS Plug-in。如UNIX， Windows，Macintosh而言，需要有各自的GIS Plug-in在其上使用。对于不同的Web浏览器，同样 需要用相对应的GIS Plug-in。vGIS Plug-in与GIS数据类型相关。对GIS用户 而
10、言，使用的GIS数据类型是多种多样的，如 ArcInfo,MapInfo等GIS数据格式。对于不同的GIS 数据类型，需要有相应的GIS Plug-in来支持。v需要事先安装。用户如想使用，必须下 载安装GIS Plug-in程序。如果用户准备使用多 种GIS数据类型，必须安装多个GIS Plug-in程 序。 GIS Plug-in程序在客户机上的数量增多 ，势必对管理带来压力。同时GIS Plug-in程序 占有客户机磁盘空间。v更新困难。当GIS Plug-in程序提供者已 经将GIS Plug-in升级了，须通告用户进行软件 升级。升级时，需要重新下载安装。v使用已有的GIS操作分析资
11、源的能力弱 ，处理大型的GIS分析能力有限。基于Plug-in方式的Web GIS地理信息系统 有AutoDesk公司的MapGuide。3.2.4 基于ActiveX方式1. ActiveX的原理v ActiveX是Microsoft为适应互联网而发展 的标准。ActiveX是建立在OLE(Object Linking and Embedding)标准之上，为扩展 Microsoft Web浏览器Internet Explorer的功 能而提供的公共框架，是用于完成具体任务和 信息通讯的软件模块。ActiveX控件和Plug-in非常相似，是为了 扩展Web浏览器的动态模块。所不同的是，Ac
12、tiveX能被支持OLE标准 的任何程序语言或应用系统所使用。IE浏览器 可以作为容器，任何符合ActiveX的控件都可 以嵌入到网页中，在浏览器中显示。相反，Plug-in只能在某一具体的浏览器中 使用。在网上第一次浏览含有控件的网页时，浏 览器会自动下载该控件，在本机安装；以后浏 览含有该控件的网页时，就不用下载了。 ActiveX控件安装的前提是必须经过用户的同 意及确认。2. 基于ActiveX方式的Web GIS工作原理基于GIS ActiveX控件的互联网地理信息系 统是依赖GIS ActiveX来完成GIS数据的处理和 显示。GIS ActiveX控件与Web浏览器灵活无 缝结合
13、在一起。在通常情况下，GIS ActiveX控件包容在 HTML代码中，并通过参考标签来 定位和获取。 v例如：在网页中有：Web浏览器发出GIS数据显示请求；Web 服务器接受到用户的请求，进行处理，并将用 户所要的GIS数据和GIS ActiveX控件（第一次 ）传送给Web浏览器；GIS ActiveX控件负责 向Web服务器请求数据，并对GIS数据进行处 理，完成GIS操作。GIS数据对象请求客户机 服务器ActiveX控件和GIS 数据对象的请求和 响应GIS ActiveX控 件GIS操作数据显显 示Web 服务务器Web 浏览浏览 器图图3.8 基于GIS ActiveX方式的W
14、eb GIS体系结结构3. 基于ActiveX方式的Web GIS的特点基于GIS ActiveX方式的Web GIS的优势 是：具有GIS Plugin模式的所有优点。同时 ，ActiveX能被支持OLE标准的任何程序语言 或应用系统使用，比GIS Plugin模式更灵活 ，使用更方便。缺点：v.需要下载。占用客户端机器的磁盘空间。v.与平台无关。对不同的平台，必须提供不 同的GIS ActiveX控件。v.与浏览器无关。GIS ActiveX 控件最初只 适用于Microsoft Web浏览器。在其他浏览 器使用时，须增加特殊的Pulg-in予以支持。v使用已有的GIS操作分析资源的能力弱
15、 ， 处理大型的GIS分析能力有限。v存在信息安全隐患。ActiveX具有访问客 户端本地文件系统的能力，使得ActiveX可以 具有强大的功能，但存在信息安全隐患。基于GIS ActiveX控件的Web GIS产品主要 有Intergraph公司的GeoMedia WebMap。3.2.5 基于Java Applet方式1. Java Applet的原理vApplet是小型的Java应用程序，是专门为 建立动态Web网页而设计的。Applet每次 随网页一起被加载到客户端，然后，浏览器 调用Java虚拟机执行Applet程序；在网页 设计中，通过来标记Java的小应 用程序，例如：vAppl
16、et 仅仅是被加载到客户端的内存中， 用户退出Applet页面，Applet就被收回， Applet虽然是“胖客户”端，但不占用客户端磁 盘空间。由于Java虚拟机对Applet做了限制，使得 Applet不能访问本地文件系统，保证了系统安 全，但限制了Applet的一些功能。2.基于Java Applet方式的Web GIS工作原理v GIS Java Applet 是在程序运行时，从服 务器下载到客户机端运行的可执行代码。GIS Java Applet 是由面向对象程序设计语言Java 创建的。与Web 浏览器紧密结合，以扩展Web 浏览器的功能，完成GIS数据操作和GIS处理。基于GIS Java Applet模式的Web GIS的体 系结构如图3.9所示。 GIS数据对象请求客户机 服务器Java Applet和GIS数 据对象的请求和响应GIS Java Applet控件G
