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1、GIS的发展20世纪70年代是GIS稳步发展期1970-19761970-1976，美国，美国地质调查地质调查局建成局建成5050多个多个GISGIS系统系统20世纪80年代是GIS 应用推广期图形工作站、PCArc/Info、MapInfo等1WebGIS考试复习题GIS的发展20世纪90年代是GIS的用户期计算机计算机网络网络、InternetInternet广泛应用1998年，美国前副总统戈尔提出“数字地数字地球球”战略思想（信息基础设施、空间信息基础设施、数字地球）2WebGIS考试复习题国内GIS的发展20 世纪80 年代初，中国科学院遥感应用研究所在全国率先成立了GlSGlS研究室
2、研究室，这是我国开始GIS研究开发工作的标志。“八五”期间推出了GeoStar, MapGISMapGIS、CityStar 等GIS软件。1994年，中国GISGIS协会协会在北京成立，标志着国内GIS行业已形成一定规模。3WebGIS考试复习题什么是网络化GIS？网络化GIS(简称网络GIS)是以网络为平台以网络为平台的GIS。具体讲，网络GIS是指在网络环境下网络环境下为各种地理信息科学的应用提供GIS 的基本功能，(如分析工具、制图功能)、分布式计算和空间数据管理的空间信息管理系统。4WebGIS考试复习题网络GIS相关技术？1、海量空间数据存储与管理技术2、计算机网络技术3、无线通信
3、与移动定位技术4、高性能并行计算技术5WebGIS考试复习题GIS在数字城市建设中的主要作用？v地理空间数据库建库和管理的有力手段v辅助决策支持的重要技术v虚拟现实的有效工具6WebGIS考试复习题ArcGIS的网络化GIS方案？ArcGIS提供了三种服务器产品： ArcIMS、 ArcGIS Server、 ArcGIS Image Server。 1.ArcIMS是一个可伸缩的高性能的地图网络发布软件。7WebGIS考试复习题ArcGIS的网络化GIS方案？2.ArcGIS Server是功能强大的基于服务器的GIS产品，用于构建集中管理的、支持多用户的、具备高级GIS功能的企业级GIS应
4、用与服务。3.ArcGIS Image Server是基于网络的、提供动态的影像处理服务的服务器端软件。8WebGIS考试复习题2.2 计算机网络的基本概念与功能2.2.1 计算机网络的概念根据资源共享观点对计算机网络进行相关的定义有:(3)利用各种通信手段，例如电话、微波通信等，把地理上分散的计算机有机地结合在一起实现相互通信且共享软件、硬件和数据等资源的系统; (4)将地理位置不同、具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件实现资源共享的系统。！9WebGIS考试复习题2.3 计算机网络的组成及分类2.3.2 计算机网络的分类 按分布距离 局域网(Loca
5、l Area Network, LAN)城域网（ Metropolitan Area Network, MAN)广域网(Wide Area Network, WAN)互联网(Internet)！10WebGIS考试复习题11WebGIS考试复习题2.3.2 计算机网络的分类 按拓扑结构 总线型网络环型网络星型网络树型网络网状型网络混合型网络！12WebGIS考试复习题按拓扑结构 (1)总线型网络 总线型网络采用一个公共信道作为传输媒体，所有节点都通过相应的硬件接口直接连到公共传输媒体上，任何一个节点计算机发送的信号都沿传输媒体传播，且能被其他节点计算机接收。其优点是所需线缆少、成本低、易于扩充
6、、结构简单、可靠性较高。缺点是采用竞争总线方式传输，易产生争用总线的冲突，在节点多、负荷重的情况下，传输效率很低;另外，由于总线型结构不是集中控制，故障诊断与隔离比较困难。13WebGIS考试复习题按拓扑结构 (2)星型网络 星型结构的网络由中央节点和通过点到点通信链路连接到中央节点的各个节点组成，采用集中式控制策略，节点间的通信都要通过中央节点并由其控制。优点是结构和控制简单、便于管理;故障诊断和隔离容易，单个节点发生故障不会影响全网;中央节点对各个节点的服务方便，对全网的重新配置也方便。缺点是所需线缆长、成本高;可靠性依赖于中央节点，若中央节点发生故障，则全网瘫痪。！14WebGIS考试复
7、习题按拓扑结构 (3)环型网络 由节点和连接节点的链路组成的一个闭合环，每个节点 能接收从一条链路传来的数据，并以同样的速度把该数据沿着环路送到另一端 链路上。 优点是结构简单、所需线缆短、 成本低;扩充方便、增减节点容易; 可使用光纤，传输率高。 缺点是可靠性差，一节点发生故障可导致全网瘫痪;故障检测困难;由于采用令牌传递方式，即使在负载很轻的情况下，其等待时间也相对比较长。 15WebGIS考试复习题无线网络根据网络覆盖距离可将无线网络分为:无线广域网无线局域网无线个人区域网16WebGIS考试复习题两层体系结构两层体系结构把网络GIS分成客户机和服务器两个部分，它们之间通过网络(包括局域
8、网、Internet 、Intranet 等)在一定的协议(如TCP/IP, HTTP 等)支持下实现信息的交互，形成客户/服务器计算模式(C/S)，共同协调处理一个应用问题。 17WebGIS考试复习题18WebGIS考试复习题两层体系结构 按照逻辑关系，一个复杂应用程序可划分为表示逻辑、业务逻辑、事务逻辑和数据逻辑。表示逻辑主要负责前端用户界面，业务逻辑主要负责系统中业务规则和流程处理，事务逻辑主要负责应用程序访问数据的安全性、完整性等，数据逻辑主要负责数据库的存取、管理等。19WebGIS考试复习题20WebGIS考试复习题3.3.2 网络GIS数据管理概述 1、空间数据管理技术的发展过
9、程（4个阶段）第一阶段:早期形式（文件管理）。GIS中空间数据的组织与管理均采用文件的形式，即空间几何数据与属性数据都以文件的形式表达。 21WebGIS考试复习题3.3.2 网络GIS数据管理概述 第二阶段:采用DBMS (DataBase Management System，数据库管理系统)和文件的混合方式，即空间几何数据仍以文件的形式表达，而属性数据采用DBMS 的方式进行管理。技术上成熟、GIS中应用十分广泛的一种空间数据管理方式。典型代表是ESRI公司的Arc/Info。 22WebGIS考试复习题3.3.2 网络GIS数据管理概述 第三阶段:以商业化DBMS为核心，对系统功能进行扩
10、充， 使空间几何数据与属性数据在同一个DBMS管理之下， 并增加大量的软件功能以提供图形显示和空间分析等功能。 23WebGIS考试复习题3.3.2 网络GIS数据管理概述 第四阶段:基于对象-关系数据库的空间数据管理技术的发展。在对象-关系空间数据管理系统中，图形数据和相应的属性数据作为一条记录存放在数据库中，采用技术成熟的关系型数据库来管理图形数据；图形的操作如同属性数据的操作一样，具有速度快、支持多用户操作、事务管理等特点，可以较好地解决网络环境下空间数据的使用问题。24WebGIS考试复习题3.3.2 网络GIS数据管理概述 2、网络GIS空间数据管理发展趋势(1) 按数据库系统操作对
11、象划分，网络GIS 空间数据管理将逐渐采用面向对象的数据库管理系统(Object Oriented DBMS, OODBMS)和对象-关系型的数据库管理系统(Object-Relation DBMS,ORDBMS)。25WebGIS考试复习题3.3.2 网络GIS数据管理概述 2、网络GIS空间数据管理发展趋势(2)按数据库系统体系结构划分，网络GIS空间数据管理将逐渐采用分布式数据库管理系统和并行数据库管理系统，以满足由于计算机网络的高速发展和不断增加的网络互联而快速增长的应用需求。26WebGIS考试复习题3.3.6网络GIS空间数据库技术新趋势 2、并行空间数据库系统 并行数据库系统有三
12、类主要的资源:处理器主存模块二级存储(通常是磁盘)并行数据库管理系统就是按照这些资源的互相作用方式进行体系结构划分的。三类主要的体系结构分别为：共享内存（Shared-Memory, SM)共享磁盘(Shared-Disk, SD)无共享(Shared-Nothing,SN)27WebGIS考试复习题3.4 网络 GIS的数据共享 3.4.1 传统 GIS数据共享方法 在GIS发展的初期，由于GIS 比较封闭，这时的数据共享方案大多是针对在单机环境中运行的GIS，数据共享局限于不同数据结构的空间数据之间的格式转换。实现异构数据共享的方式大致有三种模式：数据格式互换模式数据直接访问模式数据互操作
13、模式28WebGIS考试复习题3.4 网络 GIS的数据共享 3.4.2 分布式空间数据共享4、分布式空间数据共享 联邦数据库基于元数据的分布式共享29WebGIS考试复习题除具有一系列分布式空间数据库服务器及其本地元数据库外，还有一个中心服务器，它负责所有服务器的总控管理，其主要作用是对所有空间数据库的元数据进行管理;它存储了一个统一的空间元数据库，该元数据库描述了地理位置分布的服务器站点上空间数据库的情况，并可以通过每条元数据记录访问它所对应的空间数据库。30WebGIS考试复习题在每个服务器上，还拥有一个元数据库，即本地空间元数据库，它描述了该服务器上所有空间数据库的情况，当该元数据库发
14、生变更时，服务器会通过消息将更新情况发到中心服务器，由中心服务器上的元数据管理系统自动更新统一空间元数据库。客户对分布式数据库的访问一般是通过中心服务器进行的。 这种方法的不足之处在于，它只实现了具有相同数据模型和数据结构的异地读取，即只是一种异地同质数据的共享，还不能实现异地异质数据的共享，也不能把分布在异地的数据库一体化。 31WebGIS考试复习题3.4 网络 GIS的数据共享 3.4.3 空间数据共享平台框架（技术平台） 1、空间数据共享基础平台2、空间数据共享服务体系3、空间数据共享应用体系32WebGIS考试复习题3.4 网络 GIS的数据共享 3.4.3 空间数据共享平台框架（技
15、术平台） 2、空间数据共享服务体系 共享服务体系是共享平台的技术关键。 空间数据共享服务主要包括：目录服务、数据服务和功能服务三个层次的内容。33WebGIS考试复习题数据存储技术分类按连接方式分类（按伺服主机与存储设备间的数据存取信道进行分类 ）直接连接存储（DAS：Direct Attached Storage ）附网存储（NAS：Network Attached Storage ）存储区域网（SAN：Storage Area Network ） DAS、NAS、SAN等指的是存储系统的网络结构。34WebGIS考试复习题直接连接存储（DAS：Direct Attached Storage
16、 ）是指存储设备与服务器直接连接的存储方式，相当于扩大了服务器端的存储容量。存储介质可以是磁盘、磁带、磁盘阵列、磁带库等;35WebGIS考试复习题附网存储（NAS：Network Attached Storage ）是指依靠网络连接的存储方式，即将存储设备直接附着在基于TCP/IP 协议的现有以太网上的一种存储技术，它所存储的数据以文件为单位。存储介质可以是磁盘、磁盘阵列、光盘、磁带等;36WebGIS考试复习题存储区域网（SAN：Storage Area Network ）通常是一个使用光纤通道连接的高速专用存储子网。不占用服务器的资源，也不占用服务器所属的通信网络的带宽，适合超大容量空间
17、数据的存储。SAN通常由磁盘阵列、磁带库、光盘库和光纤交换机等设备组成，它和服务器之间的数据通信通过SCSI命令而不是TCP/IP)，并以数据块的形式存取数据。37WebGIS考试复习题数据存储技术分类按联机方式分类（按存储介质的特性与数据存取的效率 ）在线存储（On-line Store）离线存储（Off-line Store）近线存储（Near-line Store）38WebGIS考试复习题4.1.2 磁盘阵列技术RAID RAID是一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据备份技术。RAID通过同时使用使用
18、多个磁盘，提高了传输速率；通过数据校验，提供容错功能 。39WebGIS考试复习题RAID0-数据分条；RAID1-磁盘镜像；RAID0+1 组合；RAID3-单盘容错；RAID5-校验数据平均分布。40WebGIS考试复习题5.1 WebGIS简介WebGIS概念WebGIS，即通常所说的万维网GIS，是GIS技术和WWW技术的有机结合，是Internet 或Intranet 环境下的一种传输、存储、处理、分析、显示与应用地理空间信息的计算机系统。 其核心是将GIS的功能嵌入到满足HTTP （Hyper Text Transfer Protocol）和TCP/IP （Transmission
19、 Control Protocol/Internet Transmission Control Protocol/Internet ProtocolProtocol)标准的Internet应用体系中，实现Internet环境下地理信息的有效管理与处理。!41WebGIS考试复习题与传统GIS相比，WebGIS特殊之处： 1）它必须是基于网络的浏览器/服务器系统，而传统的GIS大多数为独立的单机系统；2）它利用Internet来进行客户端和服务器之间的信息交换，这就意味着信息的传递是全球性的，数据资源是分布的。3）它是一个分布式系统，用户和服务器可以分布在不同地点和不同的计算机平台上。!42We
20、bGIS考试复习题5.1.3 WebGIS的应用领域 1)传统GIS应用领域。WebGIS 可以改善传统GIS 在数据共享、数据更新等方面的不足，是传统GIS有益的补充和革新。 2) 管理部门。例如土地管理、交通、物流运输等行业或部门，可利用WebGIS使网络上已经使用的系统更好地与地理位置相关，并实现与业务办公软件有机地结合，提高工作效率和管理水平。 3)大众化服务领域。WebGIS 可为一般的网络用户提供服务，例如在Internet 上提供城市地图，为人们出行提供乘车参考等。 !43WebGIS考试复习题5.1.3 WebGIS的应用领域 4)辅助决策应用领域。在一些发展较快的大中型城市，
21、政府部门需要利用现代信息技术帮助他们制定正确的城市规划政策和方案，但是各种各样的数据分布在不同的部门。例如地理空间数据保存在各个测绘部门，街区的数据可能在交通管理部门，人口数据可能在公安部门或者人口普查部门，还有地下综合管线等数据也都隶属于不同的管理部门，这种分散存储的数据不能被各部门彼此互相利用，因而形成了一个个信息孤岛。通过WebGIS ，可以把这些相关数据联系起来，建立起一个完善的系统，从而为政府部门提供综合信息分析和综合管理的支持，辅助政府科学决策。 !44WebGIS考试复习题空间数据相关标准与规范1、GMLGML是XML在地理空间信息领域的应用。 GML能够表示地理空间对象的空间数
22、据和非空间属性数据。GML (Geography Markup Language)即地理标识语言，它由OGC（开放式地理信息系统协会）于1999年提出，并得到了许多公司的大力支持，如Oracle、ArcGIS、MapInfo等。2000年5月，OGC推出了基于XML DTD (Document Type Definitions，文档类型定义)和RDF(Resource Description Frameworks，资源描述框架)的GML 1.0版。2001年2月，OGC又推出了完全基于XML Schema 的GML 2.0版。2003年2月，GML 3.0版正式发布。 !45WebGIS考试复
23、习题SVG 可伸缩矢量图形(Scalable Vector Graphics, SVG)是由W3C 组织开发，利用XML 来描述二维矢量图形的一种标准。它由图形、影像和文字三个基本部分组成 。46WebGIS考试复习题空间数据相关标准与规范3、地理虚拟建模语言（GeoVRML）是由Web3D联盟下属的一个官方工作组所制定的一种地理虚拟建模语言，该工作组致力于地理信息网络三维可视化的研究和开发。它是用虚拟建模语言（ Virtual Reality Modeling Language ，VRML）为基础来描述地理空间数据。其目的是让用户通过一个在Web浏览器安装的标准的VRML插件来浏览地理参考数
24、据、地图、和三维地形模型。它的出现将为在网络环境下实现虚拟地理环境提供一个良好的数据规范平台，将大大促进网络虚拟地理环境的应用。 47WebGIS考试复习题5.4 WebGIS5.4 WebGIS的实现技术的实现技术CGI(Common Gateway Interface,通用网关接口)方法动态网页技术服务器服务器应用程序接口(Server API)方法插件(Plug-ins)法Java Applet方法ActiveX方法!48WebGIS考试复习题49WebGIS考试复习题WebGIS分类2、基于中间件技术的WebGIS客户端请求通过中间件处理，GIS服务器包含多个中间件组成的分布式的多个进
25、程。支持分布式计算的中间件技术CORBA（公用对象请求代理结构，Common Object Request Broker Architecture ）DCOM（Distributed Component Object Model) J2EE （Java 2 Platform Enterprise Edition）- 适用于创建服务器应用程序和服务的Java 2平台企业版。.Net - Microsoft 的 XML Web 服务平台 。50WebGIS考试复习题移动移动GISGIS概述概述基于无线网络的移动GIS，是以GPRS(通用无线分组业务)、CDMA(码分多址)、第三代无线数字网络通信技
26、术（3G)等为支撑的无线网络环境下，以PDA（个人数字助理）、智能手机等移动电子设备为应用终端，基于移动GIS应用平台，具有位置定位功能(GPS)和无线接入能力的地理信息系统。是一个集GIS、GPS、移动通信（无线互联网）三大技术于一体的系统。可实现C/S或B/S应用模式。51WebGIS考试复习题移动移动GISGIS组成组成移动GIS的的组成：无线通信网络、移动终端设备、地理应用服务器、空间数据库。52WebGIS考试复习题移动移动GISGIS特点特点1.移动性移动GIS是运行在各种移动终端上，通过无线通信技术与服务器端交互，可以随时随地进行空间信息服务。2.客户端多样性移动GIS的客户端指
27、的是在户外使用的可移动终端设备，其选择范围较广，可以是拥有强大计算能力的主流微型电脑，也可以是屏幕较小、功能受限的各类移动计算终端，比如PDA、移动电话等等，甚至可以是专用的GIS嵌入设备，这决定了移动GIS应该是一个开放的可伸缩的平台。53WebGIS考试复习题移动移动GISGIS特点特点 3. 服务实时性移动GIS最大的特点就是在各种导航定位设备的支持下，在移动的过程中，不受限制地把采集到的相关信息及时处理并发布给用户。4. 数据资源分散、多样性由于移动用户的位置是不断变化的，移动用户需要的信息也是多种多样的。5. 信息载体的多样性与传统GIS相比，移动终端用户与服务器及其他用户的交互手段
28、更加丰富，包括定位服务、视频、语音、图像、图形、文本等。54WebGIS考试复习题移动移动GISGIS应用协议应用协议无线应用协议（无线应用协议（Wireless Application Protocol 简称WAP）,是一种向移动终端提供互联网内容和先进增值服务的全球统一的开放式协议标准，是简化了的无线Internet 协议。WAP 将Internet和移动电话技术结合起来，使随时随地访问丰富的互联网络资源成为现实。WAP 服务是一种手机直接上网，通过手机WAP“浏览器”浏览WAP 站点的服务，可享受新闻浏览、邮件收发、在线游戏、聊天等多种应用服务。 55WebGIS考试复习题移动移动GIS
29、GIS应用应用应用领域个人位置服务市政设施管理公共事务管理紧急救援、智能交通系统、消防抢险、森林火灾抢险56WebGIS考试复习题移动移动GISGIS应用应用应用领域野外科学数据采集流域调查，国土资源调查等智能交通物流GIS57WebGIS考试复习题网格技术概述网格技术概述网格（网格（Grid）的概念借鉴了电力网的模式，）的概念借鉴了电力网的模式，网格的最终目的是希望用户在使用网格计算网格的最终目的是希望用户在使用网格计算能力时，就如同使用电力一样方便。能力时，就如同使用电力一样方便。网格是由各种不同的网格是由各种不同的硬件与软件组成的基础硬件与软件组成的基础设施设施，它将高速互联网、高性能计
30、算机、大，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，型数据库、传感器、远程设备等融为一体，连接所有的网络资源，实现资源共享和异地连接所有的网络资源，实现资源共享和异地协同工作协同工作，支持开放标准和功能动态变化。，支持开放标准和功能动态变化。网格将连通一个个信息和资源孤岛，让人们网格将连通一个个信息和资源孤岛，让人们的工作和生活变得更方便。的工作和生活变得更方便。 58WebGIS考试复习题网格网格GISGIS概述概述网格计算的重要特征资源服务化：实现异构平台的互操作；资源的发现与调用：实现位置透明的分布式计算；空间信息集成应用发展的需要广域的地域级应用行业级应用空
31、间信息规模化社会服务的需要关键系统的防灾与安全需要59WebGIS考试复习题网格网格GISGIS概述概述应用网格技术来解决GIS中的问题的方法和技术称为网格GIS。（Grid GIS 或 Grid-based GIS ）它是利用现有的网格技术、空间信息基础设施、空间信息网络协议规范，形成一个虚拟的空间信息管理与处理环境，将空间地理分布的、异构的各种设备与系统进行集成。 60WebGIS考试复习题 智慧地球”（Smarter Planet） 智慧地球也称为智能地球，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”
32、，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。这一概念由IBM首席执行官彭明盛首次提出。61WebGIS考试复习题Wiki定义：云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。所谓云GIS，就是将云计算的各种特征用于支撑地理空间信息的各要素，包括建模、存储、处理等等，从而改变用户传统的GIS应用方法和建设模式，以一种更加友好的方式，高效率、低成本的使用地理信息资源。 62WebGIS考试复习题网络网络GIS工程工程技术与管理框架技术与管理框架63WebGIS考试复习题网络网络GIS工程工程管理与管理与软件生命周期64WebGIS考试复习题
