Ｂ／Ｓ模式的ＷｅｂＧＩＳ系统应用研究

张锋荣　周申立

● WebGIS的定义

WebGIS又称互联网地理信息系统，是建立在Web技术上的一种特殊环境下的地理信息系统。WebGIS在互联网或网络环境下可以存储、处理、分析、显示与应用空间信息，能够在互联网平台下实现复杂的、大规模的地理信息服务。

● B/S模式的WebGIS系统的特点

目前，网络技术在GIS中的应用主要有三种模式：集中模式、C/S（Client/Server，C/S）模式和B/S(Browser/Server，B/S)模式。集中模式由终端和GIS服务器组成，是GIS和网络相结合的早期解决方案。C/S模式由客户机和服务器组成。B/S模式则是用来满足顾客对于数据共享和信息管理的要求。

● B/S模式的WebGIS系统的体系结构

B/S模式的WebGIS系统是由数据库、应用服务器和浏览器组成的三层结构体系。其工作原理是：客户借助http协议，通过浏览器向服务器提出数据请求；数据库服务器处理查询要求，将处理结果返回Web服务器；Web服务器返回HTML文档以及各种脚本给浏览器。（如图1所示）

● B/S模式的WebGIS系统信息表现方式

B/S模式的WebGIS信息表现主要有以下几种方式。

1.传统电子地图：静态和动态栅格地图、矢量地图、网络续集地理景观等。

2.卫星地图：通过卫星拍摄的直观性较强的图片来呈现城市风貌和地质信息。

3.街景呈现：通过沿街拍摄的街道景观图片来表示丰富的场所景观信息。

4.3D模型固定视角：将城市景物用三维模型表示，通过斜向45度视角表现城市风貌。3D模型环顾视角，将城市景物用三维模型表示，视角可由用户自由更换，全方位体现城市风貌。

● B/S模式的WebGIS系统的特点

1.基于互联网，数据来源广泛且能够及时更新：由于它利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交换，这就意味着信息的来源是全球性的，同时，数据的更新是及时的。

2.基于Web浏览器，操作简单：与传统的GIS桌面系统操作相比，B/S模式的WebGIS依托Web浏览器界面，操作简单易学，不需要有专业基础和专门培训，适合大众化应用。

3.可进入门槛低，受众面广：它依托互联网和Web浏览器，不再需要昂贵的专业客户端GIS软件，额外的插件通常都是免费的。同时，相对于C/S的“胖”客户机而言，B/S的客户端不再负责数据库的存取和计算，降低了对客户端的要求。所以，相对于传统的GIS和C/S而言，经济和技术门槛有很大程度的降低，有益于大范围推广。

4.跨平台和平台独立性：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。同时，对计算机硬件和操作系统没有过多要求。

5.在功能上主要侧重于信息的发布、查询、空间分析、模型分析和制图等，而不追求系统功能的完整性。

● B/S模式的WebGIS系统应用于地理教学的优点

1.GIS教学与网络教学相结合：GIS与互联网的结合使其具有GIS教学与网络教学的双重特点和功效。

2.培养学生的空间思维能力和区位概念：B/S的图形可视化和空间可视化使得学生对于地理事物的空间位置、空间特征和空间关系的把握更加简单。

3.开发和维护成本低，节省教育经费和教学资源：对于中学教学来讲，使用GIS仅限于其一般功能，而每个客户端都要配备昂贵的专业GIS软件，同时，对电脑的配置要求较高，这无疑是资源的巨大浪费。B/S的维护和升级只在服务器端进行，所以更能节省教育资源和教学经费。

4.开放的系统，与现实世界紧密联系。

5.数据及时更新。

6.操作方法简单易学，适于中学教学。

7.实践性强，有利于学生综合素质的培养。

8.利用WebGIS 图形化的超媒体信息系统，丰富GIS 的内容和表现能力，使地理教学变得生动、活泼。

9.更强交互性，提高学生学习兴趣。

● B/S模式的WebGIS系统在中学地理辅助教学中的教育功能

B/S模式的WebGIS系统在中学地理辅助教学中的教育功能主要体现在两个方面。

1.电子地图以及空间数据信息的发布。借助此系统，教师以及相关技术人员可以把教育所需要的电子地图以及相关信息进行网上发布，并根据教学的实际需要适时更新，实现教学资源的真正共享。同时，由于B/S模式的WebGIS系统具有更强的交互性，便 于师生之间的交流和互动。

2.借助Web浏览器，应用在线电子地图进行浏览、查询、编辑、空间分析和制图等。

定位功能。B/S模式的WebGIS中具有很强的定位功能，如在YahooMaps搜索栏中键入“China”，点击“Go”，服务器便会很快呈现出中国在亚洲和全世界的具体位置。（如图2所示）对于其他小范围地理事物，也可准确定位。

查询功能。在B/S中可以进行信息输入查询、属性查询、SQL查询和空间查询等。查询的结果一般是栅格地图、统计数据和图片影像等。如GoogleMaps，YahooMaps， Microsoft Virtual Earth，51ditu等在线地图网站，处于Web2.0的前端，在这些电子地图上可以获得包括经纬度、POI信息、公交等相关信息。在应用B/S模式的WebGIS系统进行学习时，学习者可以通过其空间查询功能，输入要查找目标的名称，直接将其显示在地图上面，以便直观地获取该查询目标的地理位置以及相关信息。以查找“上海东方明珠电视塔”的坐标为例：GoogleMaps中键入“上海东方明珠电视塔”，系统在搜索结果页面显示“上海东方明珠电视塔”的具体方位和地址，点击“显示本地链接”，在显示结果中选取“&”之间的字符：“&ll=31.242747，121.500399&”，那么“上海东方明珠电视塔”的坐标就是121°50 E，31°24 N，如图3所示。

空间分析功能。包括叠加分析、缓冲分析、路径分析和周围环境分析等。B/S模式的WebGIS系统提供各种空间分析功能，以返回特定的分析结果，并对各种专业应用进行扩展，如等值线计算模型，网络分析，公交换乘、最佳路线分析等。以缓冲分析为例，缓冲分析就是沿着某一地物或现象的一段距离划出界线，确定其中一个相关作用或效应区域，作为研究范围或进行区域规划设计。缓冲分析功能可用于讲授某一地理要素影响范围等相关的知识，如某一地标一公里内的宾馆、学校和医院等的分布。这类知识点的教学直观性用其他教学方法难以呈现，而应用WebGIS辅助教学则事半功倍。

专题地图的制作、输出和打印功能。B/S模式的WebGIS中，使用者可以定制地图，获得符合自己需要的地图。许多网络地图都具有导出或打印用户定制地图的功能，这样方便学校用户从地图网站获取教学资源，进行辅助教学。例如，Mapbar、Mapabc等在线地图运营商现在都在做所谓个性地图，就是用户自己制作一张地图，可以在上面标注一些信息。

地形、地貌、地物展示功能。在线电子地图有多种类型的地图表现形式，如GoogleMaps中，就有地图（显示街道地图）、卫星（显示卫星图片）、地表地形（显示带有地表的街景地图），来展示并切换不同类型的地图；“E都市”中“3D”可显示城市三维的地物景观以及交通线路。（如图4所示）通过这些功能以及图形之间的切换，学生可以清晰的了解某一目的地的地形、地貌、地物，实现自然和人文景观的切换和叠加，有如身临其境，可取得良好的学习效果。

算功能。B/S模式的WebGIS系统在线地图提供多种量算功能，包括，距离、周长、面积等。以测量距离为例：mapabc能够测量地图上两个点或多个点连成的直线段或曲线段所代表的实际距离。用户只需要知道两个或多个地点，如要计算A-B-C三点之间的距离，就可以通过距离量算功能来实现。选择距离量算功能，在地图窗口中起点处点击鼠标左键，然后移动鼠标，在中间测量点处点击一下，最后移动鼠标到终点处双击鼠标左键，系统会弹出一个提示框，显示这三点之间的距离。（如图5所示）

投影功能。B/S模式的WebGIS系统具有灵活的投影变换功能，利用此功能学生能够从不同角度观察地图、掌握客观事物的特征；通过世界地图的投影变换，学生可以从不同角度观察地球模型，更好地掌握世界特征；通过经纬度投影、半球投影、正射投影、圆柱投影、等积投影、毛尔威特投影、鲁滨逊投影等投影模式的相互转换来显示世界地图，学生能够对世界的大致范围以及各重要地理事物的相对位置有一个大致的感官认识和了解。投影变换还能帮助学生掌握以南、北极为中心的经线网方向判断，很好地解决在球面地图上判读方向的难题。