网络地理信息系统

　　分布式计算、网格计算、云计算、物联网和大数据等新技术的出现与迅速应用，加速了地理信息的产业化发展，给网络地理信息系统带来巨大的机遇与挑战。本书全面介绍网络地理信息系统的基本原理与开发方法，旨在授人以渔，通过原理与开发方法引领读者全面认识网络地理信息系统。先从网络地理信息系统基本原理进行阐述，由浅入深依次介绍网络地理信息系统的基本概念与发展、技术基础、体系架构；然后按照体系架构主线逐层展开，分别介绍网络地理信息系统的数据组织管理、服务应用体系、开发应用解决方案；最后介绍目前常见的网络地理信息系统平台，并通过典型案例深入到应用实践之中。

　　《网络地理信息系统》内容全面、通俗易懂、针对性强，可作为3S专业本科生和研究生的必修专业教材，也可供地理信息系统相关研究与开发人员阅读参考。

第一章绪论1

1.1网络GIS的基本概念1

1.1.1狭义网络GIS2

1.1.2广义网络GIS3

1.1.3网络GIS的功能作用4

1.1.4网络GIS的基本特征5

1.2网络GIS的发展现状与趋势6

1.2.1网络GIS技术发展历程6

1.2.2网络GIS产品发展历程10

1.2.3网络GIS技术发展趋势13

1.2.4网络GIS的主要研发机构14

1.3网络GIS的应用16

1.3.1面向行业的网络GIS16

1.3.2面向公众的网络GIS18

思考题19

第二章网络GIS技术基础20

2.1GIS技术概述20

2.2计算机网络技术概述21

2.3分布式计算技术27

2.3.1分布式组件技术27

2.3.2服务式技术29

2.3.3移动嵌入式技术31

2.3.4网格技术34

2.3.5云计算技术35

思考题38

第三章网络GIS体系结构39

3.1网络GIS架构概述39

3.2组件式GIS41

3.2.1组件式GIS的特点41

3.2.2组件式GIS的体系结构41

3.3服务式GIS43

3.3.1服务式GIS的特点43

3.3.2服务式GIS的体系结构44

3.4移动GIS47

3.4.1移动GIS的特点47

3.4.2移动GIS的体系结构48

3.5网格GIS50

3.5.1网格GIS的特点50

3.5.2网格GIS的体系结构52

思考题56

第四章网络GIS数据组织与管理57

4.1网络GIS数据组织概述57

4.2基础数据组织58

4.2.1网络矢量数据组织58

4.2.2网络瓦片数据组织61

4.3专题数据组织66

4.3.1专题数据概述66

4.3.2空间数据逻辑结构67

4.3.3属性数据及编码结构69

4.4共享服务数据70

4.5元数据管理70

4.5.1空间元数据基本概念 71

4.5.2网络GIS元数据标准72

4.5.3空间元数据系统73

4.6网络GIS数据集成管理73

思考题74

第五章网络GIS性能优化与安全策略75

5.1网络GIS性能优化75

5.1.1硬件性能优化75

5.1.2服务器性能优化76

5.1.3空间数据优化77

5.1.4地图服务性能优化78

5.2网络GIS安全策略81

5.2.1网络GIS的安全需求81

5.2.2网络GIS的安全隐患分析81

5.2.3网络GIS的安全策略分析83

思考题87

第六章网络GIS服务体系与标准88

6.1地理信息服务技术与标准88

6.1.1计算观点88

6.1.2信息观点92

6.1.3工程观点98

6.1.4技术观点101

6.2OGC标准服务体系104

6.2.1OpenGIS服务框架104

6.2.2OGC标准服务基础105

6.2.3WMS106

6.2.4WMTS107

6.2.5WFS108

6.2.6WCS116

6.2.7WCTS122

6.2.8WPS123

6.2.9CSW124

思考题126

第七章网络GIS开发应用实践127

7.1网络GIS开发模式127

7.1.1组件式网络GIS开发模式127

7.1.2服务式网络GIS开发模式130

7.1.3移动GIS开发模式135

7.2网络GIS开发流程137

7.2.1需求分析137

7.2.2平台选型138

7.2.3系统设计140

7.2.4具体流程143

7.2.5部署发布146

7.3网络GIS开发实践148

7.3.1需求分析148

7.3.2总体设计149

7.3.3组件式GIS开发应用实践151

7.3.4服务式GIS开发应用实践167

7.3.5移动GIS开发应用实践178

思考题190

第八章网络GIS发展展望191

8.1云GIS191

8.2泛在GIS194

8.3时态GIS196

8.4智能GIS198

8.5开源GIS201

思考题204

第九章网络GIS产品简介205

9.1专业网络GIS产品205

9.1.1MapGIS平台205

9.1.2SuperMap平台212

9.1.3ArcGIS平台217

9.2公众网络GIS产品221

9.2.1天地图221

9.2.2Google地图223

思考题225

参考文献226

缩略词表230

　　互联网的广泛应用使网络地理信息系统（网络GIS）由地理信息系统（GIS）的一个普通分支迅速成长为地理信息系统领域最有活力、最具前景的发展方向。特别是近些年来，随着计算机、互联网等相关领域的飞速发展，网络GIS的发展也日新月异。网络GIS的概念、内涵、结构、功能、应用模型、开发技术、标准体系等几乎一直处于不稳定的进化状态中。在这样的背景下，要想通过一本书来介绍网络GIS的全部内容是一项不可能完成的任务。本书针对初学者的学习需求，以介绍基本概念、基本原理、基本技术为基础，将网络GIS体系架构逐步分解，分别介绍网络GIS的数据组织管理、服务应用体系、开发应用解决方案，最后介绍目前主流的GIS平台，并通过国土资源领域的典型开发案例介绍网络GIS的应用实践。

　　第一章从介绍网络GIS的起源开始剖析其概念、内涵、主要功能和特征，分析了网络GIS的发展现状与趋势，并以典型行业和“数字城市”“智慧城市”为例介绍了网络GIS的应用。通过本章希望读者能够从整体上把握网络GIS的来龙去脉，理解其发展和变化的趋势，了解网络GIS的应用领域和潜力。第二章在介绍互联网技术、移动通信技术、分布式计算技术的基础上，详细介绍了网络GIS的技术发展历程和典型产品。通过本章希望读者能够了解互联网、分布式计算等技术与网络GIS发展的相互关系，深刻理解网络GIS每一次演变背后的技术推动力以及由此带来的实现技术和应用模式上的变化。第三章在第二章的基础上，分别介绍了组件式网络GIS、面向服务式网络GIS、移动式网络GIS以及网格GIS的特点和体系结构。通过本章希望读者了解和掌握各类型网络GIS的基本架构和组织形态。第四章从地理空间数据组织的角度出发，介绍网络GIS中的数据类型、组织方式、管理方式、调度方式、集成方式以及地理信息元数据等相关内容。通过本章希望读者能够理解网络GIS在不同的体系结构下如何管理和使用数据，掌握网络环境下数据组织的基本思路，了解数据组织的核心和难点。第五章着重介绍了网络GIS的性能优化策略和安全策略。通过本章希望读者能够了解网络GIS性能优化和安全管理的基本方法。第六章在当前以面向服务的网络GIS为主流的背景下，介绍了地理信息服务的基本概念与核心技术，以OGC标准为例重点介绍了OGC Web服务的抽象模型、体系结构和服务框架。通过本章希望读者能够深刻理解面向服务框架、服务式网络GIS、OGC地理信息服务的核心思想和技术实现手段。第七章以组件式网络GIS、面向服务式网络GIS、移动式网络GIS为例介绍了网络GIS的开发模式和开发流程，使读者能够了解各种不同类型网络GIS的开发方法。第八章提出了网络GIS未来可能的发展前沿和热点问题，供读者对未来发展有所了解。第九章分别介绍了三种专业网络GIS平台和两种大众网络GIS平台的基本情况、发展过程、结构体系、功能作用、主要特色和应用情况，旨在通过对这些典型产品和系统的介绍，使读者进一步加深对网络GIS原理和技术的理解，增加感性认识，并为应用实践奠定基础。

　　全书共分为九章。第一章“绪论”和第八章“网络GIS发展展望”由解放军信息工程大学成毅老师编写。第二章“网络GIS技术基础”和第三章“网络GIS体系结构”由中山大学马林兵老师编写。第四章“网络GIS数据组织与管理”由武汉大学亢孟军老师编写。第五章“网络GIS性能优化与安全策略”和第六章“网络GIS服务体系与标准”由南京师范大学张书亮老师编写。第七章“网络GIS开发应用实践”由亢孟军老师和中国地质大学（武汉）吴信才、谢忠老师共同编写。第九章“网络GIS产品简介”由谢忠老师编写。

　　本书还得到了武汉大学李霖教授和蔡忠亮教授的指导和建议。在编写和修改过程中，得到了张发勇、余国宏、黄颖、李清清等各位老师的帮助。在此，对以上各位老师以及对本书有过帮助的其他老师表示衷心的感谢。

　　因篇幅所限，本书内容不可能对网络GIS每一项技术都进行深入分析，更不可能对每一类应用都作详细介绍，内容上难免挂一漏万。书中有些内容吸收了国内外知名学者的研究成果，在此一并表示感谢。因水平所限，在认识深度上难免浅薄，甚至出现偏颇，敬请读者批评指正。