基于INTERNET地理信息系统WEBGIS技术的研究与实现
摘要
地理信息系统(Geographical Information System，简称GIS)以数字化的形式反映人类社会赖以生存的地球空间的现势和变迁的各种空间数据以及描述这些空间数据特征的属性，支持空间数据及其属性数据的输入／输出、存储、显示以及进行地理空间信息的查询、综合分析和辅助决策。随着Internet和WWW(万维网)技术的发展、数字地球概念的提出，传统GIS向着信息共享的网络GIS发展。WEBGIS是GIS与Internet网络的有机结合，它使GIS的应用领域从专家系统扩展到社会的方方面面，成为了大众化的信息工具。
地理空间数据由文件存储方式向数据库存储方式转变是当前GIS发展的必然趋势，也是研究的热点之一。本文从理论上研究和探讨了基于Oracle Spatial(简称Spatial)，怎样建立空间数据模型，在所建立的空间数据模型基础上，构建适合于WEBGIS应用环境，为用户提供矢量空间数据操纵并满足用户需求的分布式组件化WEBGIS系统。并基于J2EE架构技术和Spatial数据库技术实现了一个分布式多层的组件化WEBGIS系统。
空间数据层次化对象模型和全组件构造系统框架，是本文研究的重点，也是具有创新的地方。Internet应用环境注定了WEBGIS与传统集成桌面或局域网GIS的应用方式具有本质的不同。WEBGIS的建构与研究必然带有不同于传统GIS的方法，比如统计性分析的方法、统筹的方法，要在全局的方面应用，而不是只专注与GIS的计算机功能实现，这也是本文所做的研究工作之一。
Geographical Information System(GIS) is a System of describing the current and change spatial characters of globe, on which we live, with digital data, and it implement the functions of inputing/outputing , storing, displaying spatial data with its attribute data , and of spatial searching, synthesize analyzing, assistant decision-making. With the devlopment of Internet/WWW and the concept of "digital globe" , the tradition GIS is developing to CIS of Network and data sharing. WEBGIS is a combine System of Internet and GIS technology, and this make the GIS into the masses tools from "expert system" .
It is the necessity that change the spatial storage from file system to database. The storage method of spatial data is also a hotspot of WEBGIS researching. We research how to construct a spatial data model on Oracle Spatial (Database) , and then construct our Object-oriented spatial data model. We provide a WEBGIS system which introduce the technology of J2EE, distribute componet, muti-layer and Oracle Spatial data storage; the user can use it with vector spatial data.
Object-Oriented spatial data mode and all component frame construct are the points and innovations for this paper. The WEBGIS is different from the tradition GIS on constructing and studing, for the difference of the applying entironment. For example, the method of statistics and operational research are more important in WEBGIS. It is a research way How to construct a globe optimum WEBGIS system , not only a GIS system of implementing the functions of GIS.
地理空间数据由文件存储方式向数据库存储方式转变是当前GIS发展的必然趋势，也是研究的热点之一。本文从理论上研究和探讨了基于Oracle Spatial(简称Spatial)，怎样建立空间数据模型，在所建立的空间数据模型基础上，构建适合于WEBGIS应用环境，为用户提供矢量空间数据操纵并满足用户需求的分布式组件化WEBGIS系统。并基于J2EE架构技术和Spatial数据库技术实现了一个分布式多层的组件化WEBGIS系统。
空间数据层次化对象模型和全组件构造系统框架，是本文研究的重点，也是具有创新的地方。Internet应用环境注定了WEBGIS与传统集成桌面或局域网GIS的应用方式具有本质的不同。WEBGIS的建构与研究必然带有不同于传统GIS的方法，比如统计性分析的方法、统筹的方法，要在全局的方面应用，而不是只专注与GIS的计算机功能实现，这也是本文所做的研究工作之一。
Geographical Information System(GIS) is a System of describing the current and change spatial characters of globe, on which we live, with digital data, and it implement the functions of inputing/outputing , storing, displaying spatial data with its attribute data , and of spatial searching, synthesize analyzing, assistant decision-making. With the devlopment of Internet/WWW and the concept of "digital globe" , the tradition GIS is developing to CIS of Network and data sharing. WEBGIS is a combine System of Internet and GIS technology, and this make the GIS into the masses tools from "expert system" .
It is the necessity that change the spatial storage from file system to database. The storage method of spatial data is also a hotspot of WEBGIS researching. We research how to construct a spatial data model on Oracle Spatial (Database) , and then construct our Object-oriented spatial data model. We provide a WEBGIS system which introduce the technology of J2EE, distribute componet, muti-layer and Oracle Spatial data storage; the user can use it with vector spatial data.
Object-Oriented spatial data mode and all component frame construct are the points and innovations for this paper. The WEBGIS is different from the tradition GIS on constructing and studing, for the difference of the applying entironment. For example, the method of statistics and operational research are more important in WEBGIS. It is a research way How to construct a globe optimum WEBGIS system , not only a GIS system of implementing the functions of GIS.
引文
1 The Component Object Model Specification, Draft Version 0.9, 24 October 1995, Microsoft Corporation.
2 Box D. Essential COM. Reading, MA: Addison-Wesley, 1998.
3 Rogerson D. Inside COM. WA, U.S.A: Microsoft Press, 1997.
4 Szyperski C. Component software: beyond object-oriented programming Reading, MA: Addison-Wesley, 1998.
5 Xiaodong Liu, CFACA: component framework for feature-based design andprocess planning, Computer-Aided Design 32 (2000) 397-408
6 Dorling, D., & Fairbairn, D. (1997). Mapping: Fays oF representing the world. Longman: Harlow, England.
7 Plewe, B. (1997). GIS online:Information retrieval, mapping, and the Internet. Onward Press.
8 Worboys MF. Object-Oriented Data Modeling for Spatial Database. IJGIS. 1990, (4).
9 Bruce Eckel ,Thinking in Java 2~(nd) edition, Revision 9 2000.
10 Atzeni, Ceri, Parabosche torlone(1999). Database System, Concepts , Languages and Architecture.
11 Carter, J.R. (1995) The Relational Database, International Thomson Computer Press.
12 Booch G. (1991),Object-Oriented Design with Applications, Redwood city:Benjamin/cummings.
13 Cood p. and Yourdon E.(1991a),Object-Oriented Analysis, Englewood Cliffs, NJ:Prentice-Hall.
14 Shlaer S. and Mellor S.J. (1998), Object-oriented Systems Analysis, Englewood Ciffs, NJ:prentice-Hall.
15 Waserman A.I. (1990), The Object-oriented Structured Design notation
for Software design representation. IEEE Computer, March.
16 Zhang Qian and Chen Shihong(1998), The Concurrent Objects Calculus, Tools 27, Published by the IEEE Computer Society.
17 Ronald. J. Norman Object-Oriented Systems Analysis and Design. New York:Prentice-Hall.
18 M. Konecny, 1999, The Digital Earth: Spatial Data Infrastructures from Local to Global Concept, in Towards Digital Earth-Proceedings of the International Symposium on Digital Earth.
19 P. Holland, M. E. Reichardt, D. Nebert, S. Blake and D. Robertson, 1999, The Global Spatial Data Infrastructure Initiative and Its Relationship to the Vision of a Digital Earth, in Towards Digital Earth—Proceedings of the International Symposium on Digital Earth.
20 David Schell, 1999, Web Mapping Testbed Executive Summary: Demonstrating the Potential of Open Technology.
21 http://www. oracle. com Oracle8i - Database Administrator.
22 http://java. sun. com Java 2 Platform, Enterprise Edition(J2EE).
23 http://www. opengis. com OpenGis Abstract Specification.
24 http://www. omg. org/corba/, The Common Object request Broker: Architecture and Specification, Object Management Group (OMG) Inc.
25 罗英伟等，WEBGIS的结构设计，中国图象图形学报，1999年4月，第4卷[A版]
26 罗英伟等，分布式地理信息系统基础研究
27 李军等，集成型空间数据库技术分析，国防科技大学学报2000年22卷3期。
28 龚健雅，中国地理信息系统技术的发展，测绘工程，2002年11卷2期。
29 朱欣焰等，无缝空间数据库的概念、实现与问题研究，武汉大学学报(信息科学版)，2002年27卷4期。
30 骆剑承、周成虎等，基于中间件技术的网格GIS体系结构，地球信息科学，
2002年4卷3期。
31 邹逸江，空间数据仓库研究综述，测绘学院学报，2002年19卷4期。
32 白晓东，面向对象空间数据组织方法与应用研究，计算机工程与应用，2002年38卷19期。
33 杨春成、张清浦，Oracle 8i新特性及其在空间数据库实现中的应用，测绘学院学报，2002年19月4期。
34 徐寿成、王行风，XML与WebGIS的空间数据管理技术，计算机应用研究，2001年18卷12期。
35 裴海英、魏祖宽，Internet GIS上矢量型空间数据传送的最优化策略，遥感学报，2001年5卷04期。
36 陆桑璐、周晓方、陈贵海等，空间信息检索及其数据库概化技术，软件学报，2002年13卷8期。
37 马修军、周贵云、邬伦，GIS空间动态模型组件的设计与实现，地理学与国土研究，2002年18月3期。
38 虚拟GIS数据模型的设计及其主动式面向对象数据库系统的实现，地球信息科学，2002年4卷4期。
39 韩海洋、王新洲、龚健雅，Internet GIS空间数据通讯的部件化构造方法，武汉大学学报(信息科学版)1999年04月。
40 沈体雁、程承旗，地理元数据技术系统的设计与实现，武汉大学学报(信息科学版)，1999年04月。
41 蔡少华、翟战强，GIS基础空间关系分析，测绘工程，1999年02月。
42 韩海洋、龚健雅、袁相儒，Internet环境下用Java／JDBC实现地理信息的互操作与分布式管理及处理，测绘学报，1999年02月。
43 陈云浩、郭达志，万维网GIS中的构件技术，测绘通报，1999年03月
44 谢传节等，虚拟GIS数据模型的设计及其主动式面向对象数据库系统的实现，地球信息科学，2002年4卷4期
45 梁中等，空间索引技术-回顾与展望，计算机工程与应用，2002年38卷24期。
46 白晓东，面向对象空间数据组织方法与应用研究，计算机工程与应用，2002年38卷19期。
47 迟忠先等，空间对象模型用于Web下数据源集成的研究，小型微型计算机系统，2002年23卷10期。
48 文艺、朱欣焰等，面向对象的空间数据组织与管理，四川大学学报(自然科学版)，2000年37卷03期。
49 罗英伟等，分布式地理信息系统基础研究，计算机工程与应用，2000年36卷11期。
50 李琦等，WebGIS中的地理关系数据库模型研究，中国图象图形学报，2000年5卷2期。
51 孙宏彬，基于J2EE三层结构分布系统设计与实现，齐齐哈尔大学学报，2002年18卷4期。
2 Box D. Essential COM. Reading, MA: Addison-Wesley, 1998.
3 Rogerson D. Inside COM. WA, U.S.A: Microsoft Press, 1997.
4 Szyperski C. Component software: beyond object-oriented programming Reading, MA: Addison-Wesley, 1998.
5 Xiaodong Liu, CFACA: component framework for feature-based design andprocess planning, Computer-Aided Design 32 (2000) 397-408
6 Dorling, D., & Fairbairn, D. (1997). Mapping: Fays oF representing the world. Longman: Harlow, England.
7 Plewe, B. (1997). GIS online:Information retrieval, mapping, and the Internet. Onward Press.
8 Worboys MF. Object-Oriented Data Modeling for Spatial Database. IJGIS. 1990, (4).
9 Bruce Eckel ,Thinking in Java 2~(nd) edition, Revision 9 2000.
10 Atzeni, Ceri, Parabosche torlone(1999). Database System, Concepts , Languages and Architecture.
11 Carter, J.R. (1995) The Relational Database, International Thomson Computer Press.
12 Booch G. (1991),Object-Oriented Design with Applications, Redwood city:Benjamin/cummings.
13 Cood p. and Yourdon E.(1991a),Object-Oriented Analysis, Englewood Cliffs, NJ:Prentice-Hall.
14 Shlaer S. and Mellor S.J. (1998), Object-oriented Systems Analysis, Englewood Ciffs, NJ:prentice-Hall.
15 Waserman A.I. (1990), The Object-oriented Structured Design notation
for Software design representation. IEEE Computer, March.
16 Zhang Qian and Chen Shihong(1998), The Concurrent Objects Calculus, Tools 27, Published by the IEEE Computer Society.
17 Ronald. J. Norman Object-Oriented Systems Analysis and Design. New York:Prentice-Hall.
18 M. Konecny, 1999, The Digital Earth: Spatial Data Infrastructures from Local to Global Concept, in Towards Digital Earth-Proceedings of the International Symposium on Digital Earth.
19 P. Holland, M. E. Reichardt, D. Nebert, S. Blake and D. Robertson, 1999, The Global Spatial Data Infrastructure Initiative and Its Relationship to the Vision of a Digital Earth, in Towards Digital Earth—Proceedings of the International Symposium on Digital Earth.
20 David Schell, 1999, Web Mapping Testbed Executive Summary: Demonstrating the Potential of Open Technology.
21 http://www. oracle. com Oracle8i - Database Administrator.
22 http://java. sun. com Java 2 Platform, Enterprise Edition(J2EE).
23 http://www. opengis. com OpenGis Abstract Specification.
24 http://www. omg. org/corba/, The Common Object request Broker: Architecture and Specification, Object Management Group (OMG) Inc.
25 罗英伟等，WEBGIS的结构设计，中国图象图形学报，1999年4月，第4卷[A版]
26 罗英伟等，分布式地理信息系统基础研究
27 李军等，集成型空间数据库技术分析，国防科技大学学报2000年22卷3期。
28 龚健雅，中国地理信息系统技术的发展，测绘工程，2002年11卷2期。
29 朱欣焰等，无缝空间数据库的概念、实现与问题研究，武汉大学学报(信息科学版)，2002年27卷4期。
30 骆剑承、周成虎等，基于中间件技术的网格GIS体系结构，地球信息科学，
2002年4卷3期。
31 邹逸江，空间数据仓库研究综述，测绘学院学报，2002年19卷4期。
32 白晓东，面向对象空间数据组织方法与应用研究，计算机工程与应用，2002年38卷19期。
33 杨春成、张清浦，Oracle 8i新特性及其在空间数据库实现中的应用，测绘学院学报，2002年19月4期。
34 徐寿成、王行风，XML与WebGIS的空间数据管理技术，计算机应用研究，2001年18卷12期。
35 裴海英、魏祖宽，Internet GIS上矢量型空间数据传送的最优化策略，遥感学报，2001年5卷04期。
36 陆桑璐、周晓方、陈贵海等，空间信息检索及其数据库概化技术，软件学报，2002年13卷8期。
37 马修军、周贵云、邬伦，GIS空间动态模型组件的设计与实现，地理学与国土研究，2002年18月3期。
38 虚拟GIS数据模型的设计及其主动式面向对象数据库系统的实现，地球信息科学，2002年4卷4期。
39 韩海洋、王新洲、龚健雅，Internet GIS空间数据通讯的部件化构造方法，武汉大学学报(信息科学版)1999年04月。
40 沈体雁、程承旗，地理元数据技术系统的设计与实现，武汉大学学报(信息科学版)，1999年04月。
41 蔡少华、翟战强，GIS基础空间关系分析，测绘工程，1999年02月。
42 韩海洋、龚健雅、袁相儒，Internet环境下用Java／JDBC实现地理信息的互操作与分布式管理及处理，测绘学报，1999年02月。
43 陈云浩、郭达志，万维网GIS中的构件技术，测绘通报，1999年03月
44 谢传节等，虚拟GIS数据模型的设计及其主动式面向对象数据库系统的实现，地球信息科学，2002年4卷4期
45 梁中等，空间索引技术-回顾与展望，计算机工程与应用，2002年38卷24期。
46 白晓东，面向对象空间数据组织方法与应用研究，计算机工程与应用，2002年38卷19期。
47 迟忠先等，空间对象模型用于Web下数据源集成的研究，小型微型计算机系统，2002年23卷10期。
48 文艺、朱欣焰等，面向对象的空间数据组织与管理，四川大学学报(自然科学版)，2000年37卷03期。
49 罗英伟等，分布式地理信息系统基础研究，计算机工程与应用，2000年36卷11期。
50 李琦等，WebGIS中的地理关系数据库模型研究，中国图象图形学报，2000年5卷2期。
51 孙宏彬，基于J2EE三层结构分布系统设计与实现，齐齐哈尔大学学报，2002年18卷4期。
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