学文网自1963年加拿大开发了世界上第一个地理信息系统，GIS的理论与技术历经30多年的发展，取得了巨大的成就。从早期庞大而专有的GIS系统到如今轻便且大众化的嵌入式移动地理信息系统,乃紧随计机技术、网络技术、数据库技术和软件技术等的发展,在数据模型、数据的组织与管理、体系结构、计算模式和地理服务等方面正在或已经发生了巨大的变化。在这众多的变化中,“网络化”是GIS在发展历程和今后发展中的最重要特点。它为实现地理数据共享、GIS互操作提供了最佳解决途径，并且在传统的基于桌面的或局域网式的GIS基础上利用Internet优势而具有传统GIS所不具有的特有功能。
一、WebGIS概述
随着网络的发展，它逐渐成为现行出版各种信息最热门的领域，WebGIS技术是通过网络来表达地理空间信息，它起源于地理信息。（Shijun DENG et a1,2002）
WebGIS是在Internet或Intranet网络环境下的一种兼容、存储、处理、分析和显示与应用地理信息的计算机系统。它是Internet技术、Web技术和传统的GIS技术相结合的产物，其基本出发点就是利用互联网地理信息,让客户浏览器浏览和获取地理信息系统中的数据和功能服务。（陈春来et a1,2004）
虽然有许多研究人员和用户将WebGIS和Internet GIS、网络GIS归为一类,但值得一提的是它们三者还是有区别的，Internet GIS是从更广义的角度来限定GIS,它包含以WWW为主要技术手段的WebGIS,除此之外,Intenet GIS还应包含诸如FTP和非htttp协议下的GIS应用,特别是当GIS构建在以CORBA为主的Internet网络上时,它的访问协议已和传统的http有本质的区别。网络GIS仍然从更宏观的角度定义GIS,它某种程度包含了WebGIS和Internet GIS。（张书亮et a1,2007）
二、WebGIS的特点
(1)更简单的操作,更低的开发管理成本。WebGIS利用浏览器进行地理信息,从而使客户不必专业培训,更不需要购买昂贵的专业GIS平台,不用关心空间数据库的维护就可以直接通过Web浏览器获取所需的数据,进行各种地理信息的分析。
(2)更广泛的访问范围。全球范围内任意一个Web站点的GIS用户都能获得WebGIS服务器提供的服务,并且WebGIS实现了客户可同时访问不同服务器上的最新数据,从而真正的实现了GIS的大众化。
(3)高效的平衡计算负载。WebGIS系统能充分利用网络资源,将基础性、全局性的处理交由服务器执行,而对数据量较小的简单操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活高效地寻求计算负荷和网络流量负载在服务器端和客户端的合理分配方案。
（4）平台的***性。无论客户机与服务器是何种机器,操作系统如何,或者服务器端使用何种WebGIS软件,由于使用了通用的Web浏览器,用户都可透明访问WebGIS数据库,在本机或某个服务器上进行分布式部件的动态组合和空间数据的协同处理与分析,实现远程异构数据的共享。
(5)良好的可扩展性。开放的、非专用的Internet技术标准为WebGIS进一步扩展提供了极大的空间,并为WebGIS与其他信息服务进行无缝集成提供了最好的平台，从而使WebGIS的功能更丰富。
三、WebGIS的关键技术
（一）通信技术
通信技术是传递信息的技术，因而通信系统是建立网络GIS必不可少的信息基础设施，它的发展把GIS从有线领域发展到了无线领域（彭前春,2009）。这主要涉及到空间数据的压缩与解压缩，对于GIS管理的海量数据，数据的传输与存储是它的关键之一，影像在Internet上以各种比例尺任意漫游对它提出了更高的要求，有许多前人提出了相关的解决方法，如小波理论（刘吉夫et a1,2003）。这同时也涉及到数据的安全，避免数据在传输的过程中泄漏或被更改，数据对于GIS的重要性犹如心脏对于人类。数据的安全机制也需要建立很好的体系来完善。
（二）数据库技术
地理空间数据具有分布性及海量化等特征，因此对海量、分布的地理空间数据进行高效地存储与管理是网络GIS迈向成功的关键（彭前春,2009）。现在主流的商用数据库管理软件大多采用对象- 关系数据库或面向对象数据库进行海量空间数据的存储与管理，这种模式能利用对象来支持复杂的数据模型和数据结构，满足现实世界建模的要求，还能支持分布式计算和大型对象存储，更好地实现数据的完整性，充分利用商业数据库管理系统在海量数据管理、并发控制、事务处理及数据安全性等方面的优势，增强GIS 的数据管理能力，为网络GIS 的广泛应用提供了高效的、安全的空间数据管理机制，如ArcGIS。
（三）高效的计算技术
对于海量空间数据的高效处理要求，网络GIS 中的空间数据处理、分析存储和检索等功能都需要运算能力强、响应速度快、存储容量大、性能稳定可靠的服务器设备。而计算机集群或并行计算机可以解决单个CPU 的处理速率的上限瓶颈问题。网络GIS 是一个任务分布处理系统，可以充分利用网络资源采用分布协调计算来完成复杂、计算量大的地理空间计算任务(彭前春,2009)。
四、WebGIS的应用
（一）数字校园
从Google Earth上***准确的卫星航片，然后利用***片处理软件来处理***片的拼接等问题，如Photoshop，Fireworks。然后矢量化后将数据录入数据库，最终提供地***的查询（王彤et a1,2010）。根据不同的应用还可以提供三维漫游，最短路径查询，最新动态查询等功能。给在校师生提供便利的查询信息的平台。
（二）农业
利用处理后的卫星遥感***像信息作为原始数据，将WebGIS技术溶合到专家系统中来，拓宽了专家系统的适用范围。可以为农业生产及服务提供丰富、及时的农业生产信息资源(农业气象、农村经济、农产品价格、农产品贸易)以及网上地理信息管理和应用,为农业生产提供各种***形、***像等网上信息检索、查询、浏览,以及各种信息的交流服务。农业部门各级领导、农业生产决策者在中国地***上可直观地查出诸如某一地区小麦、玉米、大豆等作物的种植面积、分布情况;相关的气象条件;农产品的价格分布情况;农民收入情况等相关专题***信息（刘吉夫et a1,2003）。
（三）教育
给学生提供使用GIS软件的机会，学生可以通过GIS提供的优异性能来快速高效并***的解决他们的问题，通过教育GIS的入口得到感兴趣的东西，还可以上传它们通过GPS得到的数据让大家共享。（张书亮et a1,2007）
（四）其它
GIS强大的分析查询存储等功能使它的应用范围相当广泛，如铁路交通、电力、旅游、地震、气象、林业、商业等领域。
五、WebGIS面临的问题
现在国内的GIS产业面临着社会以及技术上的问题：
（一）GIS产业的发展和管理水平有待提高
目前, 国内社会产业的发展还不够快, 管理水平还不够高, 缺少强劲的应月需求推动, 在建设计算机网络或网络系统时, 经费投人不足, 尤其是其中的软件和数据库建设部分。为了加快相关的信息化的步伐, 国内应加人相关领域的投入（尹辉增,2005）。
（二）国民认识水平较低, 公众参与程度不够
在一些发达国家中, 网络己经走进社区, 走进了千家万户，人们充分享受网络带来的广泛丰富的信息, 而目前我们国家的网络GIS的普及还远远没达到这一程度, 公众的参与意识和程度很低, 网络GIS的科学和经济价值在国内尚未被广泛地接受和认知, 造成资金投入不足、推广应用比较困难的局面（尹辉增,2005）。
（三）健全知识产权制度不够完善
现阶段国内市场尚未形成, 有关数字产品的法律、权属、定价等方而的问题还没有得到有效的解决。而国内具有自己知识产权的系统平台比较少, 日前只有MapGIS、GeoStar等少数几个产品, 大量进口系统平台增加了应用开发的成本。而且由于国情不同, 进口GIS软件
二次开发的工作量一般都比较人。为了确保国内网络的良性发展, 扶持民族产业, 应尽快的健全和完善网络的知识产权制度（尹辉增,2005）。
（四）待解决的软件技术问题
在面向对象技术中的问题是，较大对象的操作仍受硬件条件的限制；对象的***性与粒度的问题；矢量和栅格数据统一的、支持动态拓扑结构和符合对象表示的面向对象的数据结构问题。在GIS分布式管理技术中的关键，如何将部署的在不同计算机上的GIS数据有效连接和协调管理。GIS的互操作技术中，查看数据库中的数据并整合是一个瓶颈问题。
六、WebGIS的发展势态
（六）网格GIS
网络GIS 的应用将更加广泛和深入, 会有更多的GIS 应用构建在网络之上, 网络GIS 也必将成为城市信息基础设施中的重要组成部分。网格技术已逐渐成为新一代计算机网络技术发展的主流。在基于网格技术的网络环境下,互联网应用更强调网上各种资源的共享与互操作性,这种发展趋势对当前各种形式的GIS(包括WebGIS)必将产生越来越深刻的影响。
（二）开放的网络GIS
网络GIS 的数据共享和业务协作特点必将会使网络GIS 逐步走向开放, 这种开放主要表现在: 集成模式的开放性、数据模型的开放性、体系架构的开放性和应用的开放性等方面。开放的网络GIS 将能同其他IT 技术以及非GIS应用更好的融合, 使其成为“数字城市”的支撑性应用（张书亮 et a1,2007）。
（三）智能化的GIS
目前GIS的大部分应用都处于输出信息为客户提供辅助决策支持的阶段,缺乏知识处理、主动学习和推理的能力,而客户需要的却不仅仅是信息,还有针对某种问题的知识或智能解决方案。客户希望在与GIS的交互过程中, GIS能通过知识学习和积累逐步了解客户的习惯、需求等,不断实现优化以便提供个性化的服务。因此,基于知识的GIS智能化研究是今后一个很重要的方向。
七、总结
地理信息系统从GIS到WebGIS实现了一次跨越。传统的GIS已经发展得很成熟了,应用得也比较广泛,因此和传统的GIS相比,根据目前的不够广泛的应用以及许多技术仍存在着瓶颈问题的现状, WebGIS的发展还必须得到更多的关注和支持。
（作者单位：中国地质大学信息工程学院）