【IT168 技术文档】1. 前言
WebGIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。WebGIS，即互联网地理信息系统，以互联网为环境，以Web页面作为GIS软件的用户界面，把Internet和GIS技术结合在一起，为各种地理信息应用提供GIS功能。GIS通过Web功能得以扩展，通过Web发布地图、浏览空间数据，制作专题图，例如大家熟悉的Go2Map、Google Map、MapBar等等。
随着GIS应用的不断加深和广泛，WebGIS逐渐成为很多GIS工程的首选方案，那么什么是WebGIS，WebGIS的内部机制和架构是什么，WebGIS平台的关键技术等问题也成了很多开发人员关注的问题。也许绝大多数人不会去实现WebGIS平台，但一项技术“知其然”和“知其所以然”还是有所差别的，因此我们使用.net Remoting和SuperMap Object设计了一个简单的WebGIS系统，从纵剖面的角度来剖析其WebGIS的内部结构。本文所涉及到的知识有：组件GIS开发、.net Remoting、ASP.net开发和控件开发、设计模式。
2. WebGIS的基本原理
WebGIS的原理并不复杂，主要流程如图 1所示：
（1）首先，设计一个可以交互的Web页（可以应用ASP、PHP、ASP.net、JSP等，商用WebGIS大多选择除了PHP的其他语言，而开源WebGIS大都选择了PHP），通过此Web页，向Web服务器提交有关GIS服务的请求；
（2）此请求会包含对地图数据的请求，包括查询等，请求会通过Web服务器提交给GIS应用服务器；
（3）GIS应用服务器可以使用几种技术，CGI、COM、Java Serverlet或者.net技术、Web Service技术，通过这些组件包装已有的GIS软件，获取客户端的请求，将用户需求转化为具体的操作，返回需求的数据（一般是一个地图图片或者查询的数据集），这个过程称为地图的Render，实际上也是最为耗时的操作；
（4）Web服务器获取了GIS应用服务器返回的图片，然后作为一个Web页返回给客户。
图 1 WebGIS的基本架构
这就是WebGIS的基本原理，另外一类基于客户端插件，如ActiveX或者Applet的WebGIS系统，差别在于GIS服务器不生成图片，而返回矢量数据集。这样，可以看出，WebGIS的关键是设计GIS应用服务器，该服务器的性能和效率很大程度上决定了WebGIS的性能。
3. WebGIS的设计
接着我们来设计一个自己的WebGIS系统。我们的需求非常简单，可以将一个地图以固定的分辨率显示在Web浏览器，可以放大、缩小和移动。这个功能虽然简单但五脏俱全，大概可以一窥WebGIS的基本原理。
我们选择使用.net技术，首先需要对系统进行划分，Web开发使用ASP.net的Web Control来封装一个简单的控件，ASP.net的Web页通过此控件来显示地图，控件包括几个主要操作的接口。此Control每次Render的时候都需要调用GIS服务器获取需要的数据，然后将此图片Render为Web页的一部分。
GIS服务器负责打开GIS空间数据，接受请求，生成图片，然后返回之。我们知道，空间数据的打开、关闭是非常耗时的操作，因此，GIS服务器应该保证“一直开着”，而不是一个简单的组件，每次请求时都打开、关闭GIS数据。要获得这样的功能可以通过几种方式：（1）使用一般控件或Web Service，在Global.asax中的 Application_Start 中启动打开数据；（2）使用Windows服务；（3）使用Remoting技术，通过启动服务的方式来启动GIS服务器实例，采用Singleton方式调用服务器端，然后引用此服务器实例，同时可以在此保存请求状态，进行缓存处理。实际系统大概是同时使用了几种技术，例如使用Windows服务在开机时启动，然后创建Remoting服务器端。
一般来说，GIS服务器都使用了创建Map Service（地图服务）的方式，就是说，可以在GIS服务器创建多个Service，提供Map服务。这样，前端的Web页调用Map Service服务，服务控制空间数据，在Web程序调用之前，GIS服务器已经打开了空间数据，等待提供服务。这样，我们一方面对程序进行了分层，另一方面通过分层，意外的获得了可以通过在GIS服务器端控制Map Service的方式更新、修改地图数据，而不影响Web服务的好处。
图 2即为一个基于.net设计的WebGIS的架构示意，不同颜色表示可以部署于不同的机器。其中GIS应用服务器上运行Map Service，为前端的Web程序提供地图数据。
这就是WebGIS的基本原理，另外一类基于客户端插件，如ActiveX或者Applet的WebGIS系统，差别在于GIS服务器不生成图片，而返回矢量数据集。这样，可以看出，WebGIS的关键是设计GIS应用服务器，该服务器的性能和效率很大程度上决定了WebGIS的性能。
3. WebGIS的设计
接着我们来设计一个自己的WebGIS系统。我们的需求非常简单，可以将一个地图以固定的分辨率显示在Web浏览器，可以放大、缩小和移动。这个功能虽然简单但五脏俱全，大概可以一窥WebGIS的基本原理。
我们选择使用.net技术，首先需要对系统进行划分，Web开发使用ASP.net的Web Control来封装一个简单的控件，ASP.net的Web页通过此控件来显示地图，控件包括几个主要操作的接口。此Control每次Render的时候都需要调用GIS服务器获取需要的数据，然后将此图片Render为Web页的一部分。
GIS服务器负责打开GIS空间数据，接受请求，生成图片，然后返回之。我们知道，空间数据的打开、关闭是非常耗时的操作，因此，GIS服务器应该保证“一直开着”，而不是一个简单的组件，每次请求时都打开、关闭GIS数据。要获得这样的功能可以通过几种方式：（1）使用一般控件或Web Service，在Global.asax中的 Application_Start 中启动打开数据；（2）使用Windows服务；（3）使用Remoting技术，通过启动服务的方式来启动GIS服务器实例，采用Singleton方式调用服务器端，然后引用此服务器实例，同时可以在此保存请求状态，进行缓存处理。实际系统大概是同时使用了几种技术，例如使用Windows服务在开机时启动，然后创建Remoting服务器端。
一般来说，GIS服务器都使用了创建Map Service（地图服务）的方式，就是说，可以在GIS服务器创建多个Service，提供Map服务。这样，前端的Web页调用Map Service服务，服务控制空间数据，在Web程序调用之前，GIS服务器已经打开了空间数据，等待提供服务。这样，我们一方面对程序进行了分层，另一方面通过分层，意外的获得了可以通过在GIS服务器端控制Map Service的方式更新、修改地图数据，而不影响Web服务的好处。
图 2即为一个基于.net设计的WebGIS的架构示意，不同颜色表示可以部署于不同的机器。其中GIS应用服务器上运行Map Service，为前端的Web程序提供地图数据。
