第4章WebGIS數(shù)據(jù)庫技術(shù)4.1WebGIS概述4.1.1互聯(lián)網(wǎng)與GIS結(jié)合的發(fā)展WebGIS＝WebInternetGISGeographicalInformationSystem＋網(wǎng)絡(luò)+地理信息系統(tǒng)GIS的定義：

用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數(shù)據(jù)的計算機信息系統(tǒng)。(陳述彭，2000)基本功能數(shù)據(jù)采集與編輯數(shù)據(jù)存儲與管理

數(shù)據(jù)處理和變換空間分析和統(tǒng)計產(chǎn)品制作與顯示二次開發(fā)和編程應(yīng)用功能資源管理區(qū)域規(guī)劃國土監(jiān)測輔助決策定位服務(wù)Web/Internet的概念：Internet(因特網(wǎng))是一個采用TCP/IP協(xié)議族的國際計算機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。主要包括WWW(WorldWideWeb)、FTP、Email、BBS、Telnet等信息服務(wù)組成。InternetWWWFTPEmailTelnetBBSWebGIS的概念：WebGIS即互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，它以互聯(lián)網(wǎng)為環(huán)境，以Web頁面作為GIS軟件的用戶界面，把Internet和GIS技術(shù)結(jié)合在一起，為各種地理信息應(yīng)用提供GIS功能。WebGIS是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擴展和完善GIS的一項新技術(shù)，其核心是在GIS中嵌入HTTP協(xié)議和TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用體系，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的空間信息發(fā)布、查詢、管理和維護等GIS功能。示例：MapInfo/ArcGIS/中國電子地圖/北京通/北京電子地圖/新華地圖/Go2map/google_map/sogou_map/SuperMapIS/ArcIMS/WebMapMapInfoArcGIS中國電子地圖北京通北京電子地圖新華地圖搜狗圖行天下Google地圖SuperMapIS.NET4.1.2WebGIS的基本概念1WebGIS的特點2WebGIS的應(yīng)用3WebGIS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1WebGIS的特點集成的全球化的C/S網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

服務(wù)器端＋客戶端；全球范圍內(nèi)業(yè)務(wù)運行分布式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)

分布式數(shù)據(jù)庫、分布式處理跨平臺特性

用戶操作系統(tǒng)無限制(Unix,Win,Linux,Mac)真正大眾化的GIS

克服了專用軟件和數(shù)據(jù)成本高操作復(fù)雜的問題良好的可擴展性

易與Web的其他信息服務(wù)集成，拓展性能2WebGIS的應(yīng)用主要應(yīng)用方向

基于Internet的公共信息在線服務(wù) 基于Intranet的企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理主要功能

空間數(shù)據(jù)發(fā)布 空間查詢檢索 空間模型服務(wù) Web信息資源組織應(yīng)用領(lǐng)域 農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、地礦、交通、通信、新聞媒體、城市建設(shè)、教育、資源環(huán)境、人口、海洋、軍事等行業(yè)，如旅游、統(tǒng)計分析、房地產(chǎn)、油氣管理、地籍管理、水資源管理、環(huán)境檢測、資源利用、災(zāi)害監(jiān)測評估、災(zāi)害模擬預(yù)報、智能交通、跟蹤污染、跟蹤疾病傳播、商業(yè)選址、市場調(diào)查、移動通信、市政管道管理、在線政府公共信息服務(wù)等。目前常用WebGIS軟件：公司名稱桌面產(chǎn)品組件產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)GIS數(shù)據(jù)庫ESRIArcView,ArcEditor,ArcInfoArcObject,MapObject,ArcIMSArcSDEMapInfoMapInfoProfessionalMapInfoMapBasic,MapInfoMapXMapXtremeMapInfoSpatialwareIntergraphGeoMediaProfessionalGeoMediaObjectGeoMediaWebMapGeoMediaOracleGDOServer北京超圖SuperMapDeskpro,Editor,SurveySuperMapObject,SuperFormSuperMapIS.NETSuperMapSDX+武漢吉奧GeoStarGeoMapGeoSurfGeoSurf2DforOracle武漢中地MapGISMapGISMapGIS-IMSSpatialDataEngineWebGIS相對于傳統(tǒng)GIS的優(yōu)勢 1更廣泛的訪問范圍，便于數(shù)據(jù)進行分布式存儲和管理、分發(fā)； 2平臺獨立性，客戶端不論使用哪種平臺的瀏覽器，都可以極小代價訪問GIS數(shù)據(jù)； 3大規(guī)模降低系統(tǒng)成本，減少重復(fù)勞動，免去了每個客戶端都要安裝昂貴專業(yè)GIS軟件的費用4更簡單的操作，適合GIS行業(yè)應(yīng)用的大眾化，普及化，不再局限于專業(yè)技術(shù)人員。3. WebGIS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) 由WebGIS瀏覽器(Browser)、WebGIS信息代理(InformationAgent)、WebGIS服務(wù)器(Server)、WebGIS編輯器(Editor)等幾個部分組成。1.WebGIS瀏覽器 GIS用戶的工作界面，如IE,Netscape,MyIE等瀏覽器。 基本功能：顯示W(wǎng)ebGIS圖形和屬性數(shù)據(jù)；響應(yīng)用戶交互式操作請求；提供空間查詢對話框；支持對地理對象的訪問；提供與WebGIS服務(wù)器通訊的協(xié)議。2.WebGIS信息代理介于瀏覽器和服務(wù)器之間，主體是信息代理機制和信息代理協(xié)議，是實現(xiàn)空間信息網(wǎng)絡(luò)化的關(guān)鍵部分。 基本功能：分析WebGIS瀏覽器請求的類型和內(nèi)容，判斷采用何種方式完成請求，并將請求發(fā)送到合適的WebGIS服務(wù)器；將WebGIS服務(wù)器返回的結(jié)果傳回到相應(yīng)的WebGIS瀏覽器。3.WebGIS服務(wù)器 解釋信息代理的請求，并根據(jù)請求對GIS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行空間操作，實現(xiàn)瀏覽器和服務(wù)器的動態(tài)交互。 基本功能：接收并解析WebGIS瀏覽器和編輯器的請求；支持GIS數(shù)據(jù)查詢；處理查詢結(jié)果并返回給瀏覽器和編輯器；提供與空間數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的接口。4.WebGIS編輯器 提供所見即所得、可視化、交互式多窗口的編輯環(huán)境。 基本功能：定義全局空間坐標(biāo)系；定義WebGIS數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建可視化編輯模式，提供構(gòu)建WebGIS網(wǎng)頁的模板；提供與WebGIS服務(wù)器的接口；提供外部數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出接口。工作模式

用戶通過瀏覽器啟動客戶端的交互程序，由代理協(xié)議向服務(wù)器發(fā)送請求。服務(wù)器運行服務(wù)端的GIS應(yīng)用，并將結(jié)果返回給客戶端?？蛻舳藢厮偷臄?shù)據(jù)進行操作、解釋，并顯示給用戶。數(shù)據(jù)格式

在客戶端是采用矢量化數(shù)據(jù)格式還是柵格化數(shù)據(jù)格式，這是WebGIS系統(tǒng)需要考慮的重點。 矢量圖形：需要在客戶端安裝插件(Plug-In)，或者自動下載JavaApplet或ActiveX控件。但同時也增加了客戶端處理圖形的能力，如放大縮小、漫游、選擇對象并高亮顯示等功能，在一定程度上減少了服務(wù)器的負擔(dān)和網(wǎng)絡(luò)傳輸負擔(dān)； 柵格圖形：由于標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器已經(jīng)可以顯示JPG/GIF/PNG等通用柵格圖形格式，因而在訪問此類WebGIS站點時無需安裝任何插件。但同時也就不具備在客戶端處理圖形的能力，每個涉及圖形的操作都要由服務(wù)器負責(zé)處理，增加服務(wù)器負擔(dān)和網(wǎng)絡(luò)傳輸負擔(dān)。4.1.3WebGIS的實現(xiàn)模式１基于CGI技術(shù)２基于Plug-In技術(shù)３基于ActiveX技術(shù)４基于JavaApplet技術(shù)５基于SAPI技術(shù)１基于CGI技術(shù)

CGI:CommonGatewayInterface(公共網(wǎng)關(guān)接口)。CGI是連接應(yīng)用軟件和Web服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的可執(zhí)行程序，可用C/C++/Perl/VB等開發(fā)生成。它允許用戶通過網(wǎng)頁命令啟動網(wǎng)頁服務(wù)器上的CGI程序，經(jīng)運行得到輸出結(jié)果并返回給用戶。CGI是最早實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)頁的技術(shù)?；贑GI技術(shù)的優(yōu)缺點：優(yōu)點缺點所有的GIS操作都在服務(wù)器端由GIS服務(wù)器執(zhí)行完成；操作結(jié)果常以JPG/GIF等靜態(tài)圖象格式顯示，因此客戶端只需支持標(biāo)準(zhǔn)HTML的Web服務(wù)器，無需安裝任何其他插件；保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)安全。用戶的所有操作都需從客戶端傳輸至服務(wù)器端然后再回傳，增加網(wǎng)絡(luò)傳輸負擔(dān)；所有GIS操作都由服務(wù)器完成，服務(wù)器負擔(dān)增重；每一個客戶端的請求都使得服務(wù)器端要重新啟動一個服務(wù)進程，多用戶條件下系統(tǒng)受到影響；結(jié)果為靜態(tài)圖象，用戶端無法對其進行漫游、縮放，也無法進行點、線、面等地物的選取操作。２基于Plug-In技術(shù)

Plug-In方法將服務(wù)器端的部分GIS功能移到客戶端來執(zhí)行，以加快用戶操作的反映速度，減少網(wǎng)上的交互流量。由于標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器缺乏空間數(shù)據(jù)處理的能力，因而必須在瀏覽器端安裝一個交換信息的專門GIS軟件。該方法可以增加網(wǎng)絡(luò)瀏覽器處理空間數(shù)據(jù)的能力，便于獲取地理數(shù)據(jù)，減少網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的信息流量。基于Plug-In技術(shù)的優(yōu)缺點：優(yōu)點缺點在客戶端安裝的Plug-In軟件能與相應(yīng)的服務(wù)器數(shù)據(jù)無縫連接；GIS操作速度增快；服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)傳輸負擔(dān)減輕。Plug-In與平臺相關(guān)，因此需要針對不同的操作系統(tǒng)和Web瀏覽器開發(fā)各自的Plug-In軟件；Plug-In與GIS數(shù)據(jù)類型相關(guān)，因此對于不同的GIS數(shù)據(jù)類型，需要不同的Plug-In插件；為了完整瀏覽一個WebGIS網(wǎng)站數(shù)據(jù)，客戶端可能需要安裝多個Plug-In，安全隱患增加，占用客戶機磁盤，系統(tǒng)升級壓力大。處理大型GIS分析能力有限。３基于ActiveX技術(shù)ActiveX是MS為適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)而發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，是建立在OLE(ObjectLinkingandEmbedding：對象鏈接與嵌入)標(biāo)準(zhǔn)之上，為擴展IE的功能而提供的公共框架。ActiveX控件是用于完成具體任務(wù)和信息通信的軟件模塊。 ActiveX與Plug-In類似，但它能被支持OLE的任何程序或系統(tǒng)所用?；贏ctiveX技術(shù)的優(yōu)缺點：優(yōu)點缺點在客戶端安裝的ActiveX軟件能與相應(yīng)的服務(wù)器數(shù)據(jù)無縫連接；GIS操作速度增快；服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)傳輸負擔(dān)減輕；ActiveX能被支持OLE的任何程序語言或應(yīng)用系統(tǒng)所用，更加方便靈活。ActiveX必須下載到客戶端使用，占用客戶端磁盤空間；不同操作平臺需要不同的ActiveX控件；GISActiveX只能用于MSIE瀏覽器；處理大型GIS分析的能力有限。４基于JavaApplet技術(shù)

GISJavaApplet是從服務(wù)器下載到客戶端運行的可執(zhí)行代碼，是由面向?qū)ο笳Z言Java開發(fā)的小應(yīng)用程序，與Web瀏覽器緊密結(jié)合，以擴展Web瀏覽器的功能，完成GIS數(shù)據(jù)操作和處理。GISJavaApplet工作模式與ActiveX類似?；贘avaApplet技術(shù)的優(yōu)缺點：優(yōu)點缺點體系結(jié)構(gòu)中立，與平臺和操作系統(tǒng)無關(guān)；動態(tài)運行，無需事先安裝，且運行時總是最新版本；GIS操作速度增快；服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)傳輸負擔(dān)減輕運行速度慢；代碼下載增加了網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)；GIS數(shù)據(jù)的保存、結(jié)果的保存和網(wǎng)絡(luò)資源的使用能力有限；處理大型GIS分析的能力有限。５基于SAPI技術(shù)SAPI:ServerApplicationProgramInterface(服務(wù)器應(yīng)用程序接口)。SAPI類似于CGI，但以動態(tài)鏈接庫(DLL:DynamicLinkLibrary)的形式存在，且與特定的Web服務(wù)器捆綁使用，如MS的ISAPI。它一旦啟動就常處于運行狀態(tài)，無需重新啟動，因而速度比CGI更快。各種構(gòu)造模式評價評價指標(biāo)評價因素CGIAPIPlug-InActiveXJavaApplet執(zhí)行能力客戶機很好很好好好好服務(wù)器差-好好好很好很好網(wǎng)絡(luò)差好好好好總體一般好好好-很好好-很好相互作用用戶界面差好好很好很好功能支持一般好好很好很好本地數(shù)據(jù)支持否否是是否可移動性很好很好差一般好安全很好很好一般一般好4.2WebGIS空間數(shù)據(jù)組織4.2.1webGIS空間數(shù)據(jù)的特點4.2.2webGIS地理信息服務(wù)空間數(shù)據(jù)流程4.2.3webGIS基于超圖的分布式空間數(shù)據(jù)組織4.2.4基于GML的異構(gòu)webGIS空間數(shù)據(jù)組織4.2.1webGIS空間數(shù)據(jù)的特點

1分布性2異質(zhì)性3中間件應(yīng)用服務(wù)平臺不同4客戶端不同，支持的地理信息格式不同4.2.2webGIS地理信息服務(wù)空間數(shù)據(jù)流程

數(shù)據(jù)提供商服務(wù)提供商服務(wù)消費者數(shù)據(jù)請求知識請求數(shù)據(jù)應(yīng)答知識應(yīng)答4.2.3webGIS基于超圖的分布式空間數(shù)據(jù)組織1超圖概念及其發(fā)展

Laurini和Millerent-Rafford首次于1990年提出超地圖的概念。認為，超地圖是具有地理數(shù)據(jù)獲取功能的多媒體超文檔。地理數(shù)據(jù)獲取，指通過地理坐標(biāo)獲取。提出超地圖概念的目的是希望能對與某一地區(qū)相關(guān)的所有超文檔進行瀏覽。這個區(qū)域可以通過點擊地圖或通過定義查詢窗口中的某一對象及范圍來表達。所以，超地圖不僅能做專題查詢，而且還可以做地圖查詢。使用超地圖概念，為對環(huán)境的理解，提供更有效的、容易使用的方法。

超地圖與多媒體、超文本、超文檔、超媒體的關(guān)系超媒體超地圖空間坐標(biāo)超文檔顯示超文本文本圖像聲音視頻動畫感覺氣味感情多媒體2分布式超地圖模型（1）模型的定義從面向?qū)ο蟮挠^點看，分布式超地圖模型(DistributedHypermapModel,DHM)為空間信息對象(SpatialObject,OS)的集合，由一系列的空間信息對象組成。

H={Oｓ１,Oｓ２,Oｓ３,…Oｓｉ,…};….

其中i=1,2,3,…;

每一個空間信息對象(OS)包含有四個基本的內(nèi)容，即對象唯一標(biāo)識符(IDs)，超媒體(HM)，超圖形(HG)和超連接(HL):

OS={IDS,HM,HG,HL}

IDS是對象的唯一標(biāo)識；HM

代表非幾何屬性，例如多媒體信息（AM）；HG代表幾何屬性，例如空間屬性（AS）。HM和HG一起組成為OS的內(nèi)部狀態(tài)。HL為為OS的方法集合，定義了OS對象內(nèi)部之間、對象之間以及超地圖內(nèi)部之間、超地圖之間的非順序連接關(guān)系和操作方法集合。

空間信息對象OS滿足對象的定義,即由3部分構(gòu)成:對象標(biāo)識符ID、內(nèi)部狀態(tài)S和方法集合M(Booch,1996)。因此有:ID(OS)=IDSS(OS)=HM∪HGM(OS)=HL對于超地圖的定義，做幾點假定：首先，對于某一個確定的超地圖Hi中所有的空間信息對象Os，具有相同的時間和比例尺特征，即對于特定Hi中所有的空間信息對象Os的屬性都是基于某一時間的。其次,由超地圖H表示的空間信息、屬性由超媒體HM集中表達，如為多媒體屬性?？臻g屬性、幾何特征或空間關(guān)系由超圖形HG集中表達?？臻g信息對象OS本身是一個復(fù)合對象,HM、HG、HL本身也是對象并且都包含了對象標(biāo)識符ID、內(nèi)部狀態(tài)S和方法集合M,即：HM={IDHM,SHM,MHM}HG={IDHG,SHG,MHG}HL={IDHL,SHL,MHL}多媒體屬性AM

包含文本、圖形、圖片、圖象、錄象、視頻、音頻全息圖片、互動電影、注釋電影、三維虛擬現(xiàn)實、感覺、氣味、觸覺、感情等內(nèi)容。多媒體屬性AM可以分為可顯示屬性和不可顯示屬性。其中可顯示屬性又有數(shù)值的屬性和非數(shù)值的屬性之分。

AM可以表示為:AM={AD{ADN,ADU},AU}HG

用來表達空間信息對象OS的空間屬性（AS），例如表達0維，1維，2維和3維的信息。

超鏈接HL

為空間信息對象OS的方法集合，定義了對象OS內(nèi)部之間、對象OS之間以及超地圖H內(nèi)部之間、超地圖H之間的非順序連接關(guān)系和操作方法集合。這種方法集合通過HL的內(nèi)部狀態(tài)SHL表現(xiàn)，SHL由類別標(biāo)識（TypeID），類別類型（Type），類別特征（TypeFeature）和屬性特征（AttributeFeature）組成。

類別標(biāo)識TypeID由五個標(biāo)志組成，即四維4D多尺度Multiscale元數(shù)據(jù)Metadata數(shù)據(jù)目錄Content數(shù)據(jù)倉庫Clearhousing；

類別類型Type有數(shù)據(jù)文件DataFile、部件Component、JDBC等其中：

當(dāng)Type=DataFile時，表示直接獲取遠程數(shù)據(jù)文件，如Web服務(wù)器上的數(shù)據(jù)文件；

當(dāng)Type=Component時，表示啟動遠程的部件服務(wù)器上的部件，并由部件獲取數(shù)據(jù)；

當(dāng)Type=JDBC時，表示啟動遠程的JDBC服務(wù)器的服務(wù)，并由JDBC服務(wù)器連接遠程的數(shù)據(jù)庫，通過SQL語句獲取數(shù)據(jù)。

類別特征TypeFeature主要包含有：時間特征FtNext和FtPrev多尺度特征FsSup和FsSubSQL語句特征FSQL當(dāng)前值特征Fcurrence元數(shù)據(jù)特征Fmetadata數(shù)據(jù)目錄特征Fcontent數(shù)據(jù)倉庫特征FClearHousing和FOther等。

屬性特征AttributeFeature主要說明超連接HL的屬性，如名稱Name，位置Location和協(xié)議Protocol。

其中：

屬性特征的名稱Name說明數(shù)據(jù)文件名稱、部件服務(wù)器名稱和JDBC服務(wù)器的名稱，例如指示下一個超地圖H的名稱；屬性特征的位置Location指示下一個超地圖H的所在的位置，即在遠程的位置，由IP值表示，如40；

屬性特征的協(xié)議Protocol指示連接下一個超地圖H的方式，協(xié)議包括TCP/IP、IIOP(InternetInterORBProtocol,ORB即對象請求代理，ObjectRequestBroker)和JDBC等。

在模型中，超地圖由超媒體、超圖形和超連接構(gòu)成。超圖形包括了所有的圖形屬性，超媒體則定義了超地圖的多媒體信息。超媒體和超圖形通過超連接相連，形成一個整體。超地圖H為超媒體HM，超圖形HG和超連接HL的并集：

H=HM∪HG∪HL

超鏈接超媒體超圖形超地圖新定義的超地圖概念與Kraak等人定義的超地圖比較首先，是信息表達的方式不一樣舊超地圖是在超媒體的基礎(chǔ)上，增加了地理空間坐標(biāo)，其重點仍然放在超文本、超媒體導(dǎo)航式瀏覽上。新超地圖卻是從面向?qū)ο蟮姆治龇椒ǔ霭l(fā)，將超媒體視為地理信息的屬性，即多媒體屬性，同時將超圖形視為地理信息的空間屬性，二者一起形成對象的內(nèi)部狀態(tài)（例如多媒體屬性和空間屬性，形成了地理信息屬性的內(nèi)部狀態(tài)）；超連接視為對象內(nèi)部之間、對象之間以及超地圖內(nèi)部之間、超地圖之間的非順序連接關(guān)系和操作方法集合。

其次，是達到的目的不一樣舊超地圖是超媒體，通過地理空間坐標(biāo)，實現(xiàn)導(dǎo)航式瀏覽。新超地圖是為了解決互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)中的四維地理信息表達和瀏覽、多比例尺地圖的瀏覽和管理、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)目錄和數(shù)據(jù)倉庫管理等問題而提出的概念。它不僅要實現(xiàn)舊超地圖中定義的超地圖通過地理空間坐標(biāo)實現(xiàn)導(dǎo)航式瀏覽功能，而且要通過分布式的部件和分布式計算實現(xiàn)網(wǎng)地理信息系統(tǒng)應(yīng)具備的所有功能。

（2）超地圖關(guān)系

分布式超地圖模型中定義的超地圖關(guān)系是指同一個超地圖內(nèi)部關(guān)系和兩個或多個超地圖之間的關(guān)系。

同一個超地圖內(nèi)部關(guān)系體現(xiàn)在超媒體之間、超圖形之間以及超媒體和超圖形之間的關(guān)系。同一個超地圖內(nèi)部關(guān)系通過超連接HL內(nèi)部狀態(tài)SH的類別特征TypeFeature來描述：

TypeFeature=FCurrence

超媒體HM內(nèi)部之間的關(guān)系，主要表現(xiàn)在多媒體屬性AM的表現(xiàn)。例如，多媒體屬性的綜合，空間分析以及數(shù)值性多媒體屬性的統(tǒng)計制圖等；

超圖形HG內(nèi)部之間的關(guān)系，主要表現(xiàn)在空間信息表達如0D,1D,2D,3D等，空間關(guān)系（如疊置，緩沖區(qū)）。與此同時，空間屬性表現(xiàn)即地圖空間屬性可視化和綜合，幾何空間查詢（如點，線，多邊形和緩沖區(qū)查詢）；

超媒體HM和超圖形HG之間的相互關(guān)系，即多媒體屬性和空間屬性之間的關(guān)系，主要表現(xiàn)在多媒體屬性和空間屬性之間的相互查詢，如幾何查詢、SQL查詢、專題制圖和地圖綜合(由多媒體屬性對空間屬性進行綜合或由空間屬性對多媒體屬性進行綜合)等。

不同超地圖之間的關(guān)系：假設(shè)有兩個超地圖Hi、Hj,其中Hi為當(dāng)前的超地圖,Hj為Hi的下一個超地圖,i≠j。那么,超地圖Hi和超地圖Hj的相互關(guān)系有:

1)部分和整體關(guān)系(∑)。如果Hj為Hi的整體,Hj∑Hi;反之,Hi∑Hj。如果Hj為Hi的整體,那么,由Hi到Hj是通過SQL語句由當(dāng)前超地圖Hi獲得下一個超地圖Hj的過程。2)地圖概括關(guān)系(∏)。Hj為Hi的概括,Hj=∏Hi,或者Hi為Hj的概括,Hi=∏Hj。因此,若Hj=∏Hi,類別特征為FSSup;若Hi=∏Hj,類別特征為FSSub。3)時間序列(時態(tài))關(guān)系()。Hj、Hi為兩個時間點上的超地圖,它們的特征表達為:若i>j,類別特征為FtPrev;若i<j,類別特征為FtNext。如圖所示,超地圖H1、H2和H3對應(yīng)的時間分別為T1、T2、T3,并且T1<T2<T3。如果超地圖H2為當(dāng)前超地圖,則超地圖H1和超地圖H2的關(guān)系為FtPrev,超地圖H3和超地圖H2的關(guān)系為FtNext。超地圖H1、H2和H3的關(guān)系為時間序列(時態(tài))關(guān)系。4)武斷連接關(guān)系(Θ)。超地圖Hj和超地圖Hi之間沒有任何直接關(guān)系,從Hi到Hj的過程是一種武斷連接的操作過程。超地圖之間的橫向瀏覽過程(Hi=>Hj)可以視為一種武斷連接HiΘHj,因此,類別特征為FOther。3基于超地圖模型的WebGIS空間數(shù)據(jù)組織目錄服務(wù)元數(shù)據(jù)服務(wù)超地圖H1超地圖Hn專題1：矢量層專題n:DEM層……專題3：影響層專題2：多媒體地理信息服務(wù)H2地理信息服務(wù)H1服務(wù)鏈假設(shè)在服務(wù)器端采用分布式數(shù)據(jù)源方法獲取了兩個超地圖H1和H2，H’代表了經(jīng)應(yīng)用服務(wù)器處理得到的超地圖，那么有：H’=H1∪H2H’=H1∩H2H’=H1－H2H’=πOs1,Os2,Os3……Osn（H）H’=σc（H）H’=H1×H2H’=H1×H2

假設(shè)在服務(wù)器端有兩個超地圖H1和H2,且H′=H1∪H2,其中H′是在客戶端供用戶瀏覽的超地圖。超地圖操作擴展了代數(shù)學(xué)的外延(Ull-man,1997),包括聯(lián)合、交叉、差分、投影、選擇操作等。聯(lián)合操作(H′=H1∪H2)指在超地圖H1或H2中的空間對象的并集。一個空間對象OS在聯(lián)合操作中只能顯示一次,即使這個空間對象OS為超地圖H1和H2共有。交叉操作(H′=H1∩H2)指在超地圖H1和H2中的空間對象的交集。差分操作(H′=H1-H2)指在超地圖H1中而不在H2中的空間對象的集合。投影操作(H′=πOS1,OS2,…,OSn(H))指通過在超地圖H中的有限空間對象產(chǎn)生另一超地圖H′的過程。表達式πOS1,OS2,…,OSn(H)值代表僅由超地圖H中的有限空間對象OS1,OS2,…,OSn決定的超地圖H′。選擇操作(H′=σC(H))應(yīng)用于超地圖H,產(chǎn)生帶有超地圖H的空間對象OS的子集的新超地圖H′。H′是在H中滿足特定條件C的空間對象集合。4.2.4基于GML的異構(gòu)webGIS空間數(shù)據(jù)組織1GML概述2基于GML的異構(gòu)WebGIS空間數(shù)據(jù)組織1GML概述

XML是eXtensibleMarkupLanguage（擴展標(biāo)記語言）的縮寫XML是一種簡單的數(shù)據(jù)存儲語言，使用一系列簡單的標(biāo)記描述數(shù)據(jù)，而這些標(biāo)記可以用方便的方式建立。GML(GeographyMarkupLanguage)是一個由OGC開發(fā)的基于XML的地理信息編碼標(biāo)準(zhǔn)。GML是“一個關(guān)于地理信息(既包括地理要素的幾何也包括地理要素的特征)的傳輸及存儲的XML編碼”。GML的出現(xiàn)使WebGIS的空間數(shù)據(jù)建模方法進入一個嶄新的階段。對WebGIS發(fā)展和應(yīng)用具有深遠的意義和影響。GML2.0規(guī)范全面采用了W3C的XML模式(Schema)技術(shù)來描述空間數(shù)據(jù)模型。目前已有大量標(biāo)準(zhǔn)的地理信息編碼格式，如COGIF、MDIFF、SAIF和DLG等，其中的大部分都不是基于文本格式的。而GML是簡單的基于文本的地理要素編碼，且建立在目前被業(yè)界廣泛接受的公共地理建?；A(chǔ)上，更重要的是它基于XML。（1）設(shè)計目的（2）GML模型（3）GML框架（2）GML模型GML是基于OGC的地理抽象模型基礎(chǔ)之上的，GML使用地理要素(Feature,又稱為特征)來描述地理世界，本質(zhì)上一個地理特征(Feature)是由一系列的屬性(Properties)及幾何信息(Geometries)所組成。屬性的內(nèi)容包括名稱(Name)、類型(type)、值的描述(valuedescription)等，幾何信息(geometries)則由基本幾何對象(例如點、線、多邊形)所組成。

GML的編碼可以對很復(fù)雜的地理要素進行編碼，各地理要素(feature)是由許多幾何對象元素所組成,稱為幾何集(GeometricCollection)，也可以包含不同形態(tài)的幾何對象，一個復(fù)雜的幾何實體又是由很多的點、線、多邊形等幾何體類型所構(gòu)成。例如一個無線電轉(zhuǎn)播塔可以同時有一個點的屬性(表示它的位置點)及一個以多邊形所構(gòu)成的面的屬性(表示它所涵蓋的區(qū)域)。（3）GML框架

GML是一個開放的框架結(jié)構(gòu)，由3個基本XGMSchema構(gòu)成，其中，feature.xsd定義了抽象地理特征模型，geometry.xsd定義了具體的幾何形狀信息，xlink.xsd定義了各種功能鏈接。

3個schema相當(dāng)于3個基類，通過對這3個基本Schema的繼承和擴展，可以定義自己的Schema來對地理數(shù)據(jù)進行編碼，實現(xiàn)以XML的方式，對WebGIS中的地理信息建模。

GeometryFeaturexlinkGML具有以下優(yōu)勢：

(1)可以利用XML提供的DTD驗證機制，對GML數(shù)據(jù)的完整性、有效性進行驗證。

(2)基于文本，可以使用簡單的文本編輯程序讀寫和編輯任何基于XML的GML文本。

(3)GML數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的集成將越來越容易。GML通過提供到其他數(shù)據(jù)元素的連接，使數(shù)據(jù)的集成變得相對簡單。

(4)GML數(shù)據(jù)容易轉(zhuǎn)換。GML是基于XML格式，通過DTD實現(xiàn)XML數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是非常簡單的。

(5)基于XML的GML能夠傳輸行為。GML自身并不編碼行為，但它能夠連接用Java、C++等語言生成的代碼，并有效地傳輸?shù)乩硇袨椤?/p>

2基于GML的異構(gòu)WebGIS

空間數(shù)據(jù)組織

EsriMapinfoIntergraphMapGISSupermapGML數(shù)據(jù)庫GML編碼GML解析GML轉(zhuǎn)換器多源數(shù)據(jù)格式將不同格式的空間數(shù)據(jù)進行GML格式轉(zhuǎn)換，即將GML作為一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換文件格式。基本思想：將不同格式的空間數(shù)據(jù)文件中的空間實體通過GML的定義的各種影射模式，生成對應(yīng)的GML文檔。由于GML文檔本質(zhì)上是文本的，所以可以很方便地進行集成。4.3WebGIS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器4.3.1WebGIS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器開發(fā)技術(shù)4.3.2WebGIS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器框架4.3.3地理信息網(wǎng)上發(fā)布案例4.3.1WebGIS數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)器開發(fā)技術(shù)1DCOM技術(shù)2CORBA技術(shù)3J2EE技術(shù)DCOM技術(shù)DCOM構(gòu)造于COM之