全球資訊網GIS中的構件技術

2021-04-13 23:15:03 字數 3685 閱讀 2377

【摘 要】本文介紹了全球資訊網地理資訊系統和構件技術的發展和演變,分析了用構件技術構建全球資訊網地理資訊系統的必要性和可行性,著重剖析了在全球資訊網地理資訊系統中構件模型的執行機制。

計算機的硬體技術和軟體工業以前所未有的速度發展,不論在軟體的設計思想、設計方法、模型建立及系統整合等方面都有顯著的、甚至全新的變化。尤其是90年代以來,軟體的網路化和部件化趨勢,給軟體工業帶來新的機遇與挑戰。全球資訊網(world wide web)無疑將為地理資訊系統(gis)提供乙個十分廣闊的生存空間,為其在社會舞台上提供了更廣泛的用武之地。同時gis如何適應全球資訊網技術的發展,利用新的技術、方法構建和網路技術相容的全球資訊網gis,將是當前gis發展中十分值得關注的問題。

一、全球資訊網

網際網路(internet)是一種鏈結全球的開放式廣域網,它所遵從的通訊協議是「傳輸控制和網間協議」(tcp/ip),而全球資訊網則是在網際網路基礎上發展起來的一種新技術,它的通訊協議是「超文字傳輸協議」(hyper text transfer protocol)。

全球資訊網上的文字有特殊的要求:① 文字都必須有乙個被稱之為「資源定位器」(url)的唯一位址。② 文字是用超文字標記語言(html)專門構建的文字。③ 文字中可包含超級連線(hyper link)。所謂超級連線就是在乙個文字中嵌入另乙個或多個其他文字(影象,聲音)的url。因此網路瀏覽器可以通過超級連線方式來訪問網際網路中任何一台計算機中的由url定位的文字。

二、全球資訊網地理資訊系統

全球資訊網地理資訊系統是地理資訊系統在全球資訊網上的實現,是利用全球資訊網技術對傳統地理資訊系統的改造和發展。全球資訊網地理資訊系統目前尚處在試驗研究階段,其最終目標是應能實現gis與www技術的有機結合,gis通過www成為大眾使用的技術和工具。具體地講,在www的任意乙個節點上人們可以瀏覽檢索web上的各種地理資訊和進行各種地理空間分析與**,空間推理和決策等。

由此可見,全球資訊網地理資訊系統和傳統地理資訊系統相比有以下特點:

1.適應性強。全球資訊網地理資訊系統是基於網際網路的,因而是全球的。而且全球資訊網本身也決定了全球資訊網地理資訊系統可以在各種不同的平台執行。

2.應用面廣。由於網路功能將會使全球資訊網地理資訊系統更容易被社會接受,從而將全球資訊網地理資訊系統應用到擴充套件整個社會,真正實現gis的無所不能,無處不在。

3.現勢性強。全球資訊網地理資訊系統在網上進行資訊發布,對地理資訊進行實時更新,因而人們能得到最新資訊,最新動態。

4.維護社會化。資料的採集、輸入、空間資訊的分析與發布將是在社會協調下運作,對全球資訊網地理資訊系統的維護將是社會化,減少重複的勞動。

5.使用簡單。全球資訊網地理資訊系統使用者可以直接從網上獲取所需要的各種地理資訊。使用者可以直接進行各種地理資訊的分析,而不用關心空間資料庫的維護和管理。

圖1 全球資訊網gis的基本構成

三、構建全球資訊網gis的技術路線

1.利用通用閘道器介面

通用閘道器介面(common gateway inte***ce)是用來定義伺服器和閘道器程式如何通訊為介面。在客戶端,全球資訊網瀏覽器以html建立使用者介面;在伺服器端,gis軟體系統通過cgi與全球資訊網http伺服器相連。通過cgi使用者可以傳送命令到伺服器上,伺服器自動將命令傳到後端gis軟體上,處理結果再返回伺服器直至使用者。該方法由於 cgi效率不高且受網上資訊流量的影響,而且要求後端的gis軟體一直處於執行狀態,因此這種方法不能滿足全球資訊網gis的設計要求。

2.插入法

插入法(plug-ins)是由網景公司發明的為了增加網路瀏覽器功能的方法。該公司提供了一套應用程式介面(api)。因此也可用能和網路瀏覽器直接交換資訊專門的gis軟體包的方法來構建全球資訊網地理資訊系統。通過插入法可使全球資訊網地理資訊具有處理空間資訊的功能。但插入軟體也需和傳統軟體一樣先安裝,後使用,從根本上講是對傳統gis的改良方案。

3.利用構件技術

(1)構件物件模型

構件物件模型(component object model)用以建立軟體模組之間的通訊。構件物件模型為軟體部件之間進行連線和通訊提供了有效機制。

基於構件模型的軟體開發中,應用程式和其他程式通過介面進行通訊,介面應滿足com的二進位制標準,以實現對多個介面的支援。

(2)全球資訊網地理資訊系統的構件模型

根據全球資訊網地理資訊系統中構件的服務物件和功能的不同可分為三個層次:

①管理構件——提供wwwgis的網路系統功能的構件。例如,目錄管理構件、檔案操作構件、事件管理構件、安全管理構件等。

②服務構件——提供系統的gis功能。例如,空間資料訪問構件、空間分析構件、空間**構件等。

③使用者構件——使用者構件直接與使用者互動,響應使用者的操作請求,是對傳統gis應用模組的構件化抽象。例如,數位化構件、圖形編輯構件等。

全球資訊網本身的特點給全球資訊網gis提出了新的要求,管理構件就是為了適應分布式計算的要求。如目錄管理構件提供了更有效的訪問檔案的方法,以平衡網上資料的分配與流量;安全管理構件則是為了解決網上安全問題,通過構築防火牆將管理構件、服務構件駐留在防火牆內。另外管理構件還承擔新構件的系統註冊,構件的生存期管理,為保障分布式環境下全球資訊網地理資訊系統的安全和協調運轉。

(3)activex構件技術

activex構件技術是微軟公司在ole基礎上的改進。activex構件是基於dcom(distributed com)適合所有語言的構件結構。下面以activex構件技術為例來說明構件技術實現全球資訊網地理資訊系統的技術路線。

activex構件與呼叫該構件的客戶可在同一網路節點,也可在不同的網路節點。可在同一程序中執行,也可在不同程序中進行。activex dll以同一程序方式執行,而activex exe則以不同程序方式執行(圖2)。

圖2 activex構件中執行模式

圖2(a)所示activex構件與呼叫該構件的客戶在同一節點,構件物件與客戶應用在同一節點的不同程序中。圖2(b)所示構件物件與客戶應用在不同節點的不同程序中。

(4)activex構件在網路上的部署

當構件和呼叫構件的客戶位於不同節點時,微軟推薦用分布式com (distributed com)方案來提供構件訪問的透明性,客戶無須改變任何構件**。

圖3 dcom構件物件訪問模式

分布式com的**(proxy)/存根(stub)物件本身具有遠端通訊能力。用構件技術構建的全球資訊網地理資訊系統容易分發,程式在使用者端執行,避免了使用者和伺服器之間 不必要的資訊流量,可提高全球資訊網地理資訊系統執行效率及整個網路的效率。從軟體重用的角度看,將會減少gis軟體研製、發展和維護的費用。因此構件技術將在全球資訊網地理資訊系統構建中扮演越來越重要的角色。

四、結束語

全球資訊網以其開放性和友好介面迅速成為網路資訊處理和分布的載體。有效地與全球資訊網整合將是目前和未來一段時期gis的發展目標,以全球資訊網為平台的gis構件模型和客戶—伺服器模式的gis服務模型是網路時代gis的發展趨勢。

構件技術有效地促進了物件導向技術和分布式計算技術,在軟體開發和軟體重用方面起了巨大的推動作用。構件技術的發展對全球資訊網產生了深遠影響,由於構件技術本身也處在不斷發展完善階段,因而用構件技術構建全球資訊網地理資訊系統將是乙個不斷發展完善的過程,對該領域給予足夠的重視是十分必要的。

作者單位:中國礦業大學北京校區測量教研室 100083

參考文獻

[1] 李威等.用於intranet分布計算的activex構件特性.計算機系統應用,1998(2):11~14

[2] 張梨等.網際網路時代的地理資訊系統.測繪學報,1998,27(1):9~15

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