Web GIS 应用程序部署框架

作为 GIS 专业人士，您的目标是要向最终用户提供一种 Web GIS 应用程序，使他们无需了解大量的 GIS 相关知识便可轻松地完成工作。因此，您所要面对的各种 Web GIS 应用程序的概念必然比最终用户看到的要复杂得多。本部分将介绍各 Web GIS 应用程序不可或缺的基本组成部分。这些组成部分提供了一个完整的框架以辅助您构建 GIS 并交付至最终用户。

Web GIS 应用程序的基本组成部分

每个 Web GIS 应用程序中都包含五个基本组成部分：

  1. Web 应用程序
  2. 数字底图
  3. 业务图层
  4. Web GIS 应用程序中的任务和工具
  5. 一个或多个地理数据库

Web GIS 应用程序的结构
Web GIS 应用程序中包含五个重要组成部分，各部分均可通过 Web 或局域网 (LAN) 进行访问。

以下是各部分的简要说明：

1. Web 应用程序

Web 应用程序为客户端提供软件界面，其中的工具用于显示地理信息、与地理信息进行交互以及地理信息的处理。它可能是一个在 Web 浏览器上运行的 ArcGIS Viewer for Flex 应用程序，也可以是一个运行在启用了 GPS 的外业设备或智能电话（如 iPhone）上的移动应用程序。

为最终用户构建 Web GIS 应用程序时，可供选择的应用程序有很多种。何为最佳选择通常要视用户工作流程所需的功能、工具和地图显示而定。而且，如何选择应用程序通常还要考虑最终用户及其使用计算机的经验和工作环境（例如，在外业现场、在 Internet 速度很慢的偏远办公地点等等）。

要深入探究用于创建 Web 应用程序的选择，请参阅以下主题：

2. 数字底图

在 Web GIS 应用程序中，底图为各应用程序提供了地理环境。应用程序的类型（例如，水文、宗地、电力公共设施和保护区）通常决定着需要使用的底图的类型。例如，在针对水鸟保护区的 Web GIS 应用程序中，高分辨率的正射影像将成为数字化湿地的合适底图。

以下是一些常见底图的示例：

  • 交通底图通常包含道路、街道名称、感兴趣点、概略的土地利用类型、水体和地名。
  • 地形底图通常包含行政边界、城市、水体要素、地形要素、公园、地标、交通和建筑物。
  • Terrain 底图通常包含晕渲地貌影像、深海探测学、沿海水体要素，旨在为其他数据图层提供中立的背景。
  • 影像底图通常包含全世界的低分辨率卫星影像和世界各地选定地理区域的高分辨率卫星影像。
  • 混合底图通常包含可作为地图叠加图层开启和关闭的可选图层，例如，交通、地形、terrain 和影像等地图图层通常作为可选的底图叠加图层，可根据不同的查看意图开启或关闭。

由于生成高质量底图往往需要大量的时间和较高的技巧，因此 Esri 创建了一系列在线地图和任务及地图模板，您可以从 ArcGIS 资源中心获取这些内容并将其用于 Web GIS 应用程序。但是，如果希望构建您自己的底图，ArcGIS for Desktop 提供了有效地组合、创作和缓存极具吸引力底图的所有必要工具。有关详细信息，请参阅关于构建您自己的底图主题。

请务必记住，底图往往相对静止。在典型设置下，底图不需要经常更新。例如，可以安排每年更新一次交通网络来体现大都市街道网络的更改。相反，由于地形底图往往依赖于国家级的普查或调查成果，因此可能十年才更新一次。

3. 业务图层

业务图层是在 Web GIS 应用程序中直接进行操作或通过操作（如查询）而获得的一组数量较少的图层。这些图层通常由 GIS 专业人员为特定用户群量身定做。例如，城市规划者使用一个其上运行 GIS 应用程序的 Windows 智能电话更新下水道/雨水排放系统图层中检修孔盖的位置。

业务图层包括但不限于以下内容：

  • 观测值或传感器馈送值：可以反映状态或环境感知的任何信息，例如犯罪地点、交通传感器馈送值、实时天气、计量仪读数（如流量计）、设备或工人在现场测得的观测值、调查结果、客户地址、疾病地点、空气质量和污染监测等等。在 Web GIS 地图中，这些信息源通常显示为状态信息。此外，它们还经常作为在服务器上执行分析操作的输入。
  • 编辑图层和数据访问图层：这些图层是用户要操作的图层，例如，编辑要素、执行查询和为分析选择要输入的要素。
  • 查询结果： 在多数情况下，应用程序会向服务器发出查询请求，而后返回一组记录作为查询结果。结果中可以包括一组单个要素或属性记录。用户通常会在 Web GIS 应用程序中显示返回的结果，并将其作为地图图形进行处理。
  • 由分析模型获得的结果图层： 可以执行 GIS 分析以生成新的信息，这些新信息可作为新的地图图层由最终用户添加、探索、可视化、解释和比较。

在大多数 GIS 应用程序中，用户会在提供地理环境的底图之上处理业务信息（有时是多个业务图层）。但有些时候，业务图层会显示在有助于提供位置环境的其他图层的下方。例如，按人口统计信息分类和显示邮政编码或邮政编码地区时，通常会在这些结果上叠加运输线和地名以提供位置环境。

业务图层通常是动态的；它们是从 GIS 数据库中检索获得的，并会在运行时进行显示（例如，每次平移、缩放或刷新地图时）。通常，业务图层只在固定的地图比例或分辨率范围内进行处理。相反，底图却通常被设计为在更大的地图比例范围内进行使用。例如，底图通常允许您缩小到更大的地图范围。

有关详细信息，请参阅关于业务图层。

4. Web GIS 应用程序中的任务和工具

Web GIS 应用程序通常会提供一系列除执行制图之外的处理工具。这些工具涵盖的范围广泛，从普通类型（如找出地址）到更具体的类型（如计算大城市每月潜在的屋顶太阳能）均有。

运行任务的方法有两种：

  • 让客户端执行：该方法适合相对简单的处理以及所需数据全部存放在客户端的情况。典型示例包括根据一组点要素绘制分析结果和生成热点图。
  • 让服务器执行：该方法适合复杂的处理以及所需数据未存放在客户端的情况。典型示例包括找出最近设施点的位置和路线、计算流量，以及通过叠加大量数据图层来找出最佳栖息地。

以下是有关如何在 Web GIS 应用程序中使用任务和工具的其他考虑因素：

  • 身为编辑人员的用户需要一系列可帮助他们完成工作流程和任务的专门工具。例如，用于编辑地籍或宗地框架的工具与用于编辑电力公共设施网络或水文信息的工具会有所不同。
  • 很多最终用户都拥有一组目标图层和一组相关工具来处理这些图层，例如用于查找最近公共设施的位置和路线的工具，基于当前条件计算流量的工具，或基于一组事故位置执行点模式分析的工具。
  • 对于传感器馈给值来说，通常会存在一组可用于显示、汇总、绘制和分析来自现场的馈给值的工具。
  • 很多 Web GIS 应用程序都包括可与工具配合使用的软件功能，用于执行 GIS 建模和分析以处理、可视化和分析结果。可以有一系列的工具用于图解、分析和理解结果（如分类和映射结果、执行统计汇总、生成表格式报表、生成图表等等）。
  • 在某些 Web GIS 应用程序中，用户向服务器提交请求，服务器会返回一组要素及其属性。这些结果以交互式图形和描述性信息的形式显示在地图上，用户可以绘制图表、汇总以及将其超链接到更详细的信息。

5. 一个或多个地理数据库

各种 GIS 应用程序都需要依赖于强大的地理空间数据管理框架，该框架存储用于支持应用程序的信息。它可以是一个或多个地理数据库、一组 shapefile、各种表格数据库和电子表格、CAD 文件、设计文件、影像、HTML Web 页面等等。

GIS 专业团队非常注重投资并构建高质量的地理信息。毕竟，由 GIS 获得的结果的质量是受到地理数据库中包含信息的质量限制的。GIS 数据集必须以统一的方式进行编辑，而且必须一致且可集成，这样才能在地理框架中结合使用。很多 GIS 用户在创建和维护地理空间数据集上的投入非常大。这些信息储备在解决很多问题上都具有重要的价值。而且当您想做的不仅仅是在底图上显示观测值时，强大的地理数据会变得更加重要。

ArcGIS 地理数据库是一项至关重要的数据管理技术，可用于建模、组织和维护丰富的 GIS 信息，从而为您的工作提供支持。地理数据库旨在支持所有级别的 GIS 实现方法，无论是最简单的还是非常复杂的地理数据模型的实现方法。

Web 服务可帮助您部署此框架

值得注意的是，这些 Web GIS 应用程序元素中的任何内容都可以用 ArcGIS for Server 托管和提供。例如，您可以访问各种 Web 服务（底图服务、业务图层服务、地理处理服务、地理数据服务、影像服务等等）并将其用作 Web GIS 应用程序的一部分。

Web GIS 应用程序的优势之一是可聚合使用远程 Web 服务和本地内容来组建 Web GIS 应用程序。您值得花点时间思考一下，如何在 Web GIS 应用程序中将自己的资源和其他组织的服务充分结合起来加以利用。

Solar Boston 是使用 ArcGIS 开发的 Web GIS 应用程序实施的示例，可突出显示波士顿潜在太阳能的在线交互式地图。部署此 Web GIS 应用程序的框架详细信息如下：

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6/13/2014