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地理信息系统学报，2015，7，527-540

发表于2015年10月在SciRes。

http://www.scirp.org/journal/jgis

http://dx.doi.org/10.4236/jgis.2015.75042

如何引用本文：Pispidikis，I.和Dimopoulou，E.（2015）空间内容管理系统的Web开发

通过使用免费和开源技术。农村案例研究。地理学报

Web开发空间内容管理系统通过使用自由和开源技术农村案例研究

Ioannis Pispidikis，Efi Dimopoulou

雅典国家技术大学农村测量工程学院，希腊雅典

电子邮件：pispidikisj@yahoo.gr，efi@survey.ntua.gr

收到2015年8月22日;接受2015年10月27日于2015年10月30日发布

摘要

网络系统和GIS技术的快速发展，结合世界经济危机形成了促进和发展自由体系的内容开源技术。同时，数据的标准化趋势，元数据和服务，目的是为阅读和传播创造共同的“语言”的信息，是全球科学界的基础研究领域领域。利用免费技术开发WebGIS系统也有所贡献寻找更经济的解决方案，其中使用这种系统更直接可及。这项研究工作的目的是通过对互联网技术的分析，以及WebGIS系统的架构，调查可能性和开发适当的免费技术，从而设计和实施空间内容管理系统为网络。使用后者搜索，是对需求和可视化的最佳反应应用图，范围在农村。另外，参考现有的内容管理系统，提供处理空间数据，并轻松创建WebGIS应用程序。

关键词：WebGIS，开源技术，免费系统

介绍

地理信息系统（GIS）是基于空间和数据管理的信息系统描述性信息。它们旨在支持收集，管理，处理，分析，建模以及在空间中引用的成像数据，并随时间而变化。系统的主要作用是为用户提供强大的功能解决复杂空间问题的工具^[1]。互联网虽然是针对美国军队的需要而建立的，现在构成了社会的一个组成部分。互联网的广泛接入和互动内容万维网（WWW）使得这项服务成为信息交换和管理的有力手段。各个领域的许多应用通过互联网进行了重组和开发[2]。的成长互联网影响GIS在三个不同领域，如GIS数据访问，空间信息传播等以及GIS的建模和处理[3]。通过互联网访问和转移地理数据是实施真正有用的GIS系统的第一步，用户将能够动态地进行工作与地理数据，无需安装任何专门的软件。独立于后者是通过建立由地图服务器提供的适当服务（OGC服务）实现的。在另外，由Jesse James构思的技术AJAX（异步JavaScript和XML）Garret，加强了在线系统的容量，大大减轻了服务器的负担。一个主要的使用这种技术的优势是界面最快的响应，为其提供可能性实时应用^[4]。因此，互联网的发展和技术的发展支持在线系统的创建，导致WebGIS应用程序通过数据的标准化，元数据和服务，地理信息的交流和分析容易，直接，经济高效。此外，需要创造更经济的解决方案，导致了开源的开发WebGIS系统各级架构的技术。为了轻松利用这些技术不需要专门知识，开发了内容管理系统（CMS）。示例系统处理和分析空间数据是OpenGeo Suite，它是一种商业产品，但实现了通过免费技术，Cartaro在CMS Drupal中提供地理空间功能和Web服务，地图指南OpenSource和GeoNode。基于WebGIS系统的基本架构由三个基本层次（Client-Server-数据服务器），参考用于实现每个技术的技术。尤其是客户端利用了AJAX技术，其中通过JSON格式接收和发送数据到服务器，在后台异步，而不需要更新应用程序[5]。另外，它是基于ExtJS框架，被认为是最适合开发应用的互联网^[6]。最后，通过OpenLayers库提供了Web映射功能。在一级服务器使用Web编程语言PHP与Web服务器，Apache HTTP服务器和地图服务器 - GeoServer。后者与辅助工具GeoWebCache集成，通过它来响应系统变得更快更有效，并减少了GeoServer的工作量[7]。在数据级别

服务器使用数据库PostgreSQL，特别是PostGIS，以具有地理能力^[8]。

创建的内容管理系统提供管理与处理有关的问题的能力用户请求和地图。另外，它支持在数据库中组织和传输空间数据GeoServer，以及通过支持的WFS-T（Web Feature Service-Transaction）实时处理GeoServer。该系统的目的是用来解决官僚和耗时的问题在农村提供土地分配和土地改革图。另外，它涵盖的要求管理员和用户，而其安装是直接和易于使用的。

1. WebGIS架构

在架构这个术语中，我们是指在地理信息中使用的所有机制，库和软件系统要完成WebGIS由三个基本层次组成;第一级是客户端，而第二级由一组服务器和软件组成，在相同或不同的服务器上运行。软件所谓的服务器端软件实际上激活了使用服务器端Web编程语言（Java，PHP，Python等）。作为服务器组，我们的意思是Web服务器和地图服务器，最后是第三层数据服务器，包括数据库。

客户

该客户端是一台浏览器，它具有计算机上的每个用户，并且是浏览网页所必需的用户和Web服务器之间的通信。与用户的通信包括通过客户端Web编程语言（JavaScript）的网页和异步数据交换。用户输入时一个地址，客户端接收到请求，并通过HTTP协议将其发送到相应的Web存储此网站的服务器。 Web服务器通过提供网页请求来响应请求。对于客户端和用户之间的数据的异步交换，脚本在客户端使用网络编程语言。脚本主要是JavaScript的功能，它们是执行的使用事件的实现来相应地修改网页。示例事件是单击按钮（onclick），其语法如下所示。

AJAX（异步JavaScript和XML）

AJAX用于描述不一定与之相关的现代技术，技术和方法AJAX（异步JavaScript和XML）的组件。基本思想是不再需要更新整个页面，以便将数据发送到服务器。特别地，整个过程被异步处理的背景，同时仅更新需要更新的页面的一部分。 AJAX的操作是基于JavaScript XML Http请求[9]。使用AJAX的主要优点是只发送和接收必要的数据，因此传输流量的服务器被减少，因为只有部分请求的页面被更新。最后，其使用的另一个优点是界面的快速响应，以及提供在线应用的可能性[4]。通过AJAX交换数据是使用各种格式进行的。最常用的是总结下面：

- HTML

通过AJAX交换数据的最常用格式;它使它更容易和简单更新该页面通过简单地将接收到的数据分配给网页元素的内部HTML属性。

- XML

它包含构想AJAX技术的主要数据交换格式。

- JSON（JavaScript对象符号）

近年来，这种形式开始愈演愈烈。与XML相比，对于相同的数据，空间较小需要，而更容易解析数据。还使用更多格式的数据传输，如JavaScript和CSV（逗号分隔值）[4]。

DOM（文档对象模型）

Dom是一个独立的平台和语言惯例，它提供了一个结构化的代表XML和（X）HTML文档，并指定如何从任何编程语言访问，以便可以更改文档的结构，内容和样式。文件的结构是表示为由元素（元素节点），文本（文本节点），属性（属性节点）组成的树评论（评论节点）。树的根是文档节点，而节点由层次结构控制关系。树的第一个元素节点称为根节点，除根之外的每个元素都有一个家长。具有相同父项的元素是父元素的兄弟姐妹和后代。在下面的层次结构示例（图1），头和身体元素是兄弟姐妹，HTML的后代，而他们的孩子是放在一起的元素[10]。在DOM树的层次结构的基础上，各种脚本选择他们想要的元素法案。选择方法见表1。最后，通过DOM，特别是文档节点实现的标准功能就是创建并删除网站上的数据，以及修改现有数据的特征使用客户端编程语言，如JavaScript [10]。

Web服务器和应用服务器

Web服务器是通过HTTP协议响应来自客户端的请求的软件。它的设计是有效响应大量客户端的请求并发送静态文件。请求通过HTTP发送。

图1. DOM树示例。

表1.数据选择方法。

选择模式	选择方法
ID	通过Id获取元素（“内容”）
Tag	按标签名称获取元素（“p”）
Name	按名称获取元素（名称）
Class	按类名获取元素（类名）

如果该文件存在，则Web服务器正在查看服务器的硬盘驱动器的文件。一个文件不会在服务器中找不到拼写正确或请求没有给出正确的路径时。如果网页浏览器未配置为显示特定的文件类型，则要求用户将文件保存在他的本地驾驶。当前使用的最流行的Web服务器是Apache HTTP服务器和Internet信息服务（IIS）。 Apache在所有现代操作系统上运行，包括Windows，Linux，Mac OS X和Unix的。它是在Alpha;pache软件的许可下发布的，作为开源软件。它是开放的服务源代码社区，由Apache Software Foundation [11]监督。Web服务器仅管理和返回静态文档的弱点来覆盖应用程序服务器。它通过支持的脚本引擎和同时管理网页的动态内容用户请求因此，Web服务器期望从应用服务器返回的结果动态内容又反过来将最终的静态文件返回给客户端。通过申请服务器可以与数据库和其他服务器（如Map）进行通信服务器。

地图服务器

地图服务器是一种具有空间数据可管理性，可处理性和可视化的应用服务器。地图服务器的主要功能是从空间数据库中获取空间数据及其传播在网上，通过使用适当的地理空间标准和服务。地图服务器可能是Web服务器，所谓的网络映射服务器或安装在具有相应服务器端编程语言的Web服务器上支持^[7]。使用的最流行的Web映射服务器是GeoServer，MapServer和ArcGIS服务器。该前两个是开源网络映射服务器，而第三个是商业的。

网页地图服务（WMS）

通过WMS服务，地理参考图像只能在线查看而不是进一步的数据处理。客户端向地图服务器发送请求，并根据请求的参数发送地图服务器生成最终图像并应答请求。 WMS生产的图像是最终产品的请求，并由向量或归一化数据或其组合提供。对WMS标准的请求必须是Get Capabilities或Get Map形式。第一个被使用用于XML格式文档中空间数据的元数据。第二个返回结果是一个地理参考图像。这样的请求被认为是完整的，只有当它包括有关请求的信息，名称映射服务器上记录的层，层的样式，参考系统，搜索限制和最终。最近创建的最终图像的大小和格式。获取功能信息是搜索由该产生的地图的元素的信息的可选请求

基于图像的像素（i，j）值的WMS服务[12]。

网络功能服务（WFS）

WFS服务用于直接使用向量数据，返回实际几何和特征。对于空间数据的描述，语言GML（地理标记语言）是一个使用XML的扩展。包含服务WFS的主要需求是Get Capabilities，描述Feature Type，Get功能，锁定功能和交易。通过获取功能，用户将收到空间的元数据

数据采用XML文档格式。

使用“描述要素类型”以GML格式显示图层或特定元素的信息的层。

通过Get Feature请求，将用户的几何图形及其描述信息返回给用户真正的矢量数据特征。

上述示例是通过HTTP的请求，用于创建和注册的特定要素类型图层的特征

进入GeoServer。交易请求提供创建，修改和删除已发布的数据的功能通过WFS服务。支持该请求的WFS服务称为WFS-T（Web Feature Service-交易）。最后，使用锁定特征来保护数据免于请求WFS-T [13]。

网络覆盖服务（WCS）

WCS涉及标准化数据（栅格）的WFS服务。这是一个使得成为可能的服务在线访问网格覆盖的数据。网格数据是指卫星图像，数字航空照片，数字地形模型和现象可由每个测量点的值表示。请求表单WCS服务支持的是获取功能，描述覆盖和获取覆盖。首先请求返回此空间数据的元数据。描述覆盖率以XML文档格式返回覆盖请求的完整描述。最后，Get Coverage以图像格式返回最终请求。应该指出的是，两个服务WMS和WCS之间不应该有任何混淆。通过WMS服务的空间数据可视化为光栅格式。最终的结果是一个图像，其中没有可能进一步分析和处理。另一方面，随着WCS，图像是网格覆盖，其中

用户可以通过此服务支持的请求进行访问[13]。

网页处理服务（WPS）

WPS服务为网络上的客户提供GIS功能，包括提前计划的访问和与空间数据相关的计算模型[14]。它可以提供简单的计算，如定义缓冲区或复合体，作为全球气候变化的典范。 WPS旨在编辑矢量和栅格数据。应该注意的是，通过这种服务，连续的算法和程序适用对一些数据。因此，结果将有助于复杂问题的决策。可能的请求由WPS服务创建的是获取功能，描述过程和执行。随着第一个请求表单中，以XML格式获取有关WPS服务的信息。用描述过程，信息提供关于选择

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