XML在实现WebGIS数据共享中的应用

维普资讯

Ａｐｐｌ　ｉｃａｔｉＯｆｆ　ｏｆ　Ｄａｔａ　Ｓｈａｒｉｎｇ　ｉｎ　ＸＭＬ－－Ｂａｓｅｄ　ＷｅｂＧＩＳ　

王巍　

Ｗａｎｇ　Ｗｅ￣　

（浙江经济职业技术学院经济信息系，杭州　３１００１８）　

（Ｚｈｅｊｉ　ａｎｇ　Ｔｅａｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｃｏｎｏｍｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００１８）　

摘　要：本文介绍了万维网地理信息系统及其特点与发展趋势和存在的问题，并给出了利用ＸＭＬ实现开放式地理信息　

系统的体系架构。　

关键字：ＸＭ　Ｌ；ＷＥＢＧＩＳ；数据共享　

中图分类号：ＴＰ３１　１　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７１—４７９２一（２００６）２－００７５一Ｏ３　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ＷｅｂＧＩＳ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉＣＳ，ｔｈｅ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｗｈｉｃｈ　

ＷｅｂＧＩＳ　ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｓ．Ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａｎ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｏｐｅｎ　ＧＩＳ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＸＭＬ．　

Ｋｅｖｗｏｒｄｓ：ＸＭＬ：ＷＥＢＧＩＳ；Ｄａｔａ　Ｓｈａｒｉｎｇ　

１　ＷｅｂＧＩＳ的定义与特点　

目前，作为地理信息系统的一种新形式，ＷｅｂＧ１Ｓ无论是　

万维网地理信息系统（ＷｅｂＧＩＳ）是在ｌｎｔｅｒｎｅｔ或　

在理论研究，还是在应用方面都还处于发展阶段。国内外对　

Ｉｎｔｒａｎｅｔ网络环境下的一种存储、处理、分析和显示与应用　

ＷｅｂＧＩＳ的研究主要集中在空间数据模型、空间数据结构、空　

地理信息的计算机信息系统。它的基本思想就是在互联网上　

间数据传输协议、分布策略、网络环境下的空间信息组织等　

提供地理信息，让用户通过浏览器浏览获得一个地理信息系　方面，开发出的产品原则上比较一致，都是遵循ＧＩＳ理论和　

统中的数据和功能服务。　

ＧＩＳ标准的研究结果，基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，采用Ｗｅｂ技术、利用　

与传统的地理信息系统比较，ＷｅｂＧＩＳ具有以下几个特　多层Ｂｒｏｗｓｅｒ／ｓｅｒｖｅｒ体系结构，利用分布式对象技术如　

点：　

ＣＯＲＢＡ、ＤＣＯＭ／Ａｃｔｉｖｅｘ、ＥＪＢ或者Ｊａｖａ，或者几种分布式对象　

ＷｅｂＧＩＳ是一个集成的客户／￣Ｉｌｉｌ务器网络系统，具有更广　

技术的综合使用来构造ＷｅｂＧＩＳ。　

泛的客户访问范围，客户可以同时访问多个位于不同地方的　

ＷｅｂＧＩＳ系统的快速发展及推动空间数据在Ｗｅｂ上广泛应　

服务器上的最新数据。　

用的同时，也出现了很多问题。目前，ＷｅｂＧＩＳ发展所面临的　

ＷｅｂＧＩＳ是一个交互的系统，操作简易，不仅仅局限于少　

挑战既有来自于空间数据本身的共享和处理的互操作问题，　

数受过专业培训的专业用户，因此要降低对系统的操作难　也有软件自身存在的缺陷。　

度。通用的Ｗｅｂ浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择。　（１）异构空间数据的共享和处理的互操作　

ＷｅｂＧＩＳ是一个动态的系统。地理信息具有动态特性，　现有的ＷｅｂＧＩＳ系统都是为某一种特定的ＧＩＳ数据及其应　

ＷｅｂＧＩＳ必须能够反映这些动态的地理信息量。　

用而设计的，如果用户想在使用一个ＷｅｂＧＩＳ系统浏览另一个　

ＷｅｂＧＩＳ是跨平台的系统，具有客户端平台独立性。无论　

空间信息系统中的数据时，需要查看其他空间数据库中的数　

客户机是何种操作系统，只要支持通用的Ｗｅｂ浏览器，用户　据，甚至想把这些数据整合起来，都是非常困难的。因为这　

就可以访问ＷｅｂＧＩＳ数据。　些ＷｅｂＧＩＳ系统采用的空间数据技术基础决定了它们的封闭　

。

ＷｅｂＧＩＳ可以在异质网络环境下获取多种ＧＩＳ数据和功　

性，由此形成了空间信息孤岛，难以满足Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上与空间　

能。　

信息相关的综合决策的需要。　

２　ＷｅｂＧＩＳ的现状和不足　

（２）无法实现跨平台　

维普资讯

ＷｅｂＧＩＳ分布式应用程序逻辑需要使用分布式的对象模　客户端：解释和显ｊ￣ｒＫＭＬ　ＧＭＬ　ＳＶＧ等数据　

型组，织（诸Ｏ如ＭＧ：）微的软公的用分对布象式请求组件代对理象服模务型（结构（ＤＣＯＣＭＯ）Ｒ，ＢＡ对象）和Ｓ管理ＵＮ　ｌ　　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　ｌ　

竺　

轨憷１Ⅱ即服劈不身Ｚ１日Ｊ必狈＿景苗祸茴，　墨水一，ｒ１日Ｊ荚基＿今　

×互　

实　

现　

≤　

ｃＤ　

叮　

置　矍　和享宝　季　空间数据服务请　

Ｗ

ｅｂＧＩＳ￣．务器　

ｔ｝｛ＴＭ　ｘＭＬ　ＧＭ　ｓＶ。等数　广在　　

ｅｂ服务器　

结构。而随着系统规模的扩大，在一个系统中不可避免的要　Ｗ

采用多种分布式对象技术

，

在这种情况下，由于不同的分布　

盎　．　＾＾川．…　，　］二汁，　１１ｉ１

应用服务器　

日　Ｉ＝口．ｕ一甘　Ｔ　，　—　廿，　

－■…－■询１Ｉｔｘ　文档。　∽　

数　Ｉ在　／Ｊ●ｌＪ—ｒ、　Ｉ　ｌ，’Ｊ　ｗＩ’Ｈ　。……　Ｉ…ｕＩＨ　，、　ｕ　

互联网上真正意义的开放性。　

３　ＸＭＬ适合于ＷｏｂＧＩＳ的特点　

ＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ　Ｍａｒｋｕｐ　Ｌａｎｇｕａｇｅ，可扩展标志语言）　

是为了用来对信息进行描述而设计的一种语言。良好的数据　

描述方法、可扩展性、半结构化、跨平台是ｘＭＬ的主要特点，　

ＸＭＬ给基于Ｗｅｂ的应用软件赋予了强大的功能和灵活性，从　

而给开发者带来了很大的好处。ｘＭＬ应用在ｗｅｂＧＩｓ的数据管　

理方面具有如下几个优点：　

能以简单的方法描述复杂的数据ｘＭＬ文档是纯文本的、　

结构化的数据存储格式，可以建立有任何复杂层次的数据模　

型，适合于描述复杂的空间数据。　

能够实现不同数据源的集成：ｘＭＬ能够使来自不同数据　

源的结构化或非结构化的数据很容易地集成在一起，便于实　

］￣ＷｅｂＧＩＳ的数据共享与互操作　

能够描述多种应用得到的数据：又ＭＬ的可扩展性和灵活　

性允许它描述不同类型应用软件中的数据，同时，由于基于　

ＸＭＩ　的数据是自我描述的，数据不需要有内部描述就能被交　

换和处理，并且可以检查数据在结构上的正确性。　

能实现数据的多样性显示：数据发布到桌面后，能够用　

多种方式显示。ＣＳＳ、ＸＳＬ和ＸＳＬＴ为数据的显示提供了开放　

的机制　

￣Ｗｅｂ＿［２数据的发布：由于ＸＭＬ；￣－－个开放的基于文　

本的格式，它可以和ＨＴＭＬ一样使用现有的网络通讯协议进行　

传递，不需要对现有的网络通讯协议进行变化。　

具有可扩展性：用户可以根据需要定义新的标志。　

ｘＭＬ上述的特点决定了它可以对复杂的空间地理信息进　

行规范化的定义和描述，并且在ｗｅｂ上进行数据的高效传输　

和有效访问。　

４基于ＸＭＬ的ｗｅｂＧＩｓ＿体系架构　

基于×ＭＬ的三层ｗｅｂＧＩｓ服务结构包括Ｇｌｓ基础数据库服　

务器、ｗｅｂＧｌｓ服务器端与ｗｅｂ客户浏览器。其体系架构如图　

一

所示。　

４．１数据库服务器端　

位于底层的基础数据库服务器包括传统ＧＩＳ数据库和　

歙据厍服务器ｌ　ｘＭＬ转换引擎Ｉ（二—　据　

▲　‘　ＸＭ　ＧｌＳ　址　

Ｆ＝＿．Ｌ　数据库　二：　

Ｉ传统ＧＩＳ数据库Ｊ　由　早　

图一基于ＸＭＬ的三层ＷｅｂＧＩＳ体系架构　的　

ｘＭＬ数据库

它们是ｗｅｂＧＩｓ的数据源，存储着大量的原始数　应　

，

据

用　

。

由于目前所广泛使用的ｗｅｂＧＴｓ软件，其基础数据库即　

ｗｅｂＧＩｓ数据库通常采用的是关系数据库

、

面向对象数据库或　

文件系统来存储包括图形数据和矢量数据的原始的ＧＩｓ数据，　

‘这　数据多数是非ｘＭＬ格式的ＧＴｓ数据

：￣

，

一

；……一ｐ，．－．羞　

制形式来存储

，

对于客户端的请求也是以二进制数据的形式　

来返回。这些数据，或者是转换并存储为ＸＭＬ格式的数据；　

或者是保持原来的数据形态，通过中间层地理服务器，根据　

客户的要求

，

将其转换为ｘＭＬ数据，供ｗ。ｂ使用。　

而支持ＸＭＬ的数据库系统，不仅提供了数据库管理系统　

同ｗｅｂ应用间的转换接口

，

而且使得异构数据的存取变得更　

加容易

，

这些数据可以是简单的文本，也可以是声音、图像、　

视频等多媒体数据数据的来源也不受限制

，

不论数据是来　

自于原始ｘＭＬ资料库

，

还是现有的文档，甚至是各种不同数　

据库系统中读取的数据。　

支持ｘＭＬ的数据库系统可以分为２种基本类型：　

（１）完全的ｘＭＬ数据库：在该数据库中所有的空间数据　

都以ＸＭＬ格式存储

，

数据库接受客户端发送的查询请求后，　

将检索到的数据以ｘＭＬ格式返回客户端。在ｗｅｂＧＩｓ中构建完　

整的ｘＭＬ数据库

，

就需要以ｘＭＬ的形式来描述地理空间信息，　

即基于ＸＭＬ（ＧＭＬ）的空间数据建模

，

这是未来ＷｅｂＧＩＳ空间　

数据描述方法的一个发展趋势。’　

（２）提供ＸＭＬ　口的关系数据库：目前，很多数据库提　

供商提供了对ＸＭＬ的支持，包括Ｏｒａｃｌｅ和Ｍｉ　ｃｒｏｓｏｆｔ　ＳＱＬ　

ｓｅｒｖｅｒ　２０ＯＯ等。这些关系数据库主要提供以下三种能力支　

持：　

充当接收器。把数据从ＸＭＬ文档转换成关系表　

充当发送器。把数据从关系表格转换成恰当的ｘＭＬ消息　

文档。　

存储并操作×ＭＬ文档　至少临时性地以近于其原始形式　

Ｑ　

维普资讯

保存ＸＭＬ数据，同时允许ＸＭＬ数据与关系式数据源相组合。　

在数据库服务器端使用ＸＭＬ数据应注意确保ＸＭＬ文件的结构　

良好性和合法性，要按照Ｗ３Ｃ制订的ＸＭＬ标准和ＯＧＣ的规范　

ＸＭＬ客户端能以浏览器的形式，根据客户实际的网络环　

境，对响应的数据进行个性化和多样的展示。主要负责地图　

的浏览、显示以及与用户进行交互。显示ＸＭＬ数据的主要工　

严谨地书写和交换ＸＭＬ文件。用ＤＴＤ或Ｓｃｈｅｍａ描述和定义ＸＭＬ　

中使用的所有标识符，使得处理器获知ＸＭＬ的来源　及其中　

的空间数据类型、属性和相互关系等相关地理信息。并且还　

要保持ＧＩＳ数据格式统一。尽管ＸＭＬ允许设计者自行定义自　

已的ＸＭＬ标识，但保持ＷｅｂＧＩＳ－ＸＭＬ定义的一致性是有利于数　

据处理和交互的。　

４．２　ＷｅｂＧＩＳ服务器端　

ｗｅｂＧｆｓ服务器端用于响应客户端的请求，进行ＸＭＬ数据　

的解析和转换工作。它从底层数据库中申请空间和属性数　

据，与用户进行直接对话。如果从底层数据库申请到ＧＩＳ的　

矢量和栅格数据，就需要将其转换为符合规范的ＸＭＬ格式的　

数据。如果底层支持ＸＭＬ的存储和查询，中间层就需向底层　

递交从客户端发送来的数据申请，归纳和整理数据库层的响　

应数据，统一地向客户端浏览器进行数据调度和分配。　

根据责任与功能的不同，中间层可以划分为ｗｅｂ服务器　

与应用服务器。其中，ｗｅｂ服务器与传统的Ｗｅｂ应用中的Ｗｅｂ　

服务器的功能相似，其主要功能是响应客户端请求，并与应　

用服务器相连接。目前常用的Ｗｅｂ服务器包括Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ的　

Ｉ　ＩＳ，Ｎｅｔｓｃａｐｅ的Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　Ｓｅｒｖｅｒ，和ＩＢＭ的ＷｅｂＳｐｈｅｒｅ　

等。而应用服务器的主要功能包括：　

①ＸＭＬ数据的解析和转换工作ｊ　

②提供存储于数据库服务器上的空间数据；　

③处理客户端请求的负载平衡；　

④将客户端请求传递给数据库服务器。　

当从底层数据库中获得ＸＭＬ文档形式的空间数据和属性　

数据后，应用服务器将根据客户端要求，对所获取的文档进　

行重新格式化。对矢量图形数据则可以直接返回客户端，由　

客户端进行数据的解析和显示。对于属性数据，则可以赋予　

其样式表单（ＸＳＬ文档），以确定其在客户端的显示方式。　

ＷｅｂＧＩ　Ｓ服务器端还需向ＸＭＬ文档提供名字空间（Ｎａｍｅ　

Ｓｐａｃｅ）服务，用于解决不同的ＸＭＬ在具体应用时出现的表示　

冲突。例如，当来源于不同的ＷｅｂＧｌＳ￣务提供商的ＸＭＬ数据　

进行合并时，为避免同样的地理标识发生混淆，可以使用各　

自的Ｗｅｂ－ＵＲＬ路径加上共用ＤＴＤ文档的地址来作为统一的标　

准前缀，确保标识的唯一性。　

４．３客户端　

作由ＸＭ［　解释器完成。　

一

些基于ＸＭＬ标准的用于描述矢量图形元素的规范已经　

制订出来，包括ＳＶＧ（可伸缩的矢量图形）、ＶＭＬ（矢量标志　

语言）、Ｘ３Ｄ（扩展的３Ｄ建模语言）等，这些规范在很多地方　

与ＧＭＬ相似，但它们有不同的目标和几何描述方法。对于属　

性数据的显示，则可以根据用户的需要灵活配置，使用ＸＳＬ、　

ＸＳＬＴ以及ＣＳＳ可以在客户端对属性数据进行多样性的显示，　

甚至可以进行查询。　

５结束语　

ＷｅｂＧＩ　Ｓ的发展现状及用户对ＷｅｂＧ　ｌ　Ｓ的要求越来越表明　

ＷｅｂＧＩＳ想要有广泛的发展和应用就必须走开放的道路　Ｗｅｂ　

上空间信息的多源性决定了开放是ＷｅｂＧｉＳ信息共享与交流的　

趋势，传统的ＧＩＳ体系结构是封闭的，而开放性是Ｗｅｂ的本　

质特征。　

ＸＭＬ为不同信息平台的数据交换提供了解决之道，符合　

ＸＭＬ规范的ＧＭＬ的出现是Ｗｅｂ技术及ＧＩＳ技术发展的必然结　

果，ＧＭＬ对空间数据描述的规范化和标准化，使得空间数据　

的共享和互操作成为可能。使用Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ技术可以实　

现异构系统间的互操作，使用ＧＭＬ作为空间数据统一描述语　

言可以为空间数据的共享和集成提供理想的解决方案。　

参考文献　

【１　ＪＲｏｎ　Ｌａｋｅ，Ｇａ１ｄｏｓ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．ＧＭＬ３．Ｏ－Ｅｎａｂｌｉｎｇ　ｔｈｅ　

Ｇｅｏ—ｓｐａｔｉａｌ　Ｗｅｂ．ｈｔｔｐ：／／６６．８４．２４．９１／ｃｏｍｐａｎｙ／ｇａｌｄｏｓ／　

ａｒｔｉＣｒｅｓ／ＧＭＬ３．ｈｔｍ　

［２］Ｇｅｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｊ　ｅｓ，Ｉｎｃ．ＧＩＳ　ｍｅｅｔｓ　ＸＭＬ．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．　

ａｃａｄｅｍｙ—ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ．ｃｏｍ／ｓｖｇｗｅｂ／ｓｖｇ—ｇｉｓ．ｈｔｍ　

［３］王兴玲，杨崇俊．ＸＭＬ与下一代ＷｅｂＧｉＳ系统的构建　

【Ｊ．Ｊ］计算机工程与应用，２００４．　

［４］戚克涛，等．基于ＸＭＬ的Ｗｅｂ应用研究［Ｊ】．计算机工　

程，２００４，３，Ｖｏｌ　２８，Ｎｏｌ：６５－６６．　

作者简介　

王巍（１９７３一），女，硕士研究生，讲师，主要研究方向：　

网络数据库。