通過將Ajax技術(shù)應用到WebGIS系統(tǒng)中從而進行系統(tǒng)優(yōu)化

引言

WebGIS在網(wǎng)絡和地理信息系統(tǒng)技術(shù)的整合中應運而生。它改變舊方式中空間數(shù)據(jù)的采集、傳輸、共享和發(fā)展，成為地理信息系統(tǒng)一個重要的發(fā)展方向，通過超鏈接，WebGIS可使用戶在Internet上操作GIS地圖和數(shù)據(jù)，但是WebGIS的地圖數(shù)據(jù)量較大，在Web上執(zhí)行GIS常遇到刷新慢，頁面緩沖時間較長的情況。

針對WebGIS低響應速度和性能差的缺點，在開發(fā)WebGIS平臺采用動態(tài)刷新技術(shù)，運用Ajax引擎，它可以用來縮短客戶端和服務器端之間的響應時間，以減少傳輸網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)量，并增加豐富的多媒體效果。實行字符同步處理瀏覽器的WebGIS元素，異步消息發(fā)送到服務器，接收數(shù)據(jù)只更新部分內(nèi)容，不需要更新整個頁面。這個新機制在很大程度上提高了WebGIS 的響應效率，增強了用戶體驗。目前，Ajax技術(shù)以其優(yōu)越性，在大數(shù)據(jù)量的Web 處理中，已成為主流技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。

1 相關(guān)技術(shù)分析

1.1 Ajax技術(shù)

Ajax 核心是在JavaScript 中調(diào)用一個JavaScript 類XMLHttpRequest,這個類可以與Web服務器使用HTTP協(xié)議進行交互，程序不通過瀏覽器發(fā)出請求，而是用這個特殊的JavaScript對象發(fā)送請求，再由這個JavaScript對象接收響應，并將響應結(jié)果用DOM 編程方式掛到原來的網(wǎng)頁上。

傳統(tǒng)Web 界面請求由瀏覽器發(fā)出請求，服務器端進行處理，然后將響應發(fā)送至客戶端。而基于Ajax 的Web 請求響應采用XMLHttpRequest 發(fā)送，服務器的處理結(jié)果也由該對象來接收，在相同時間內(nèi)，數(shù)據(jù)請求更頻繁，數(shù)據(jù)交互次數(shù)更多。這正是Ajax 技術(shù)的優(yōu)勢所在。

Ajax并不是一種創(chuàng)新的技術(shù)，而是多種常用技術(shù)以新的方式的組合，運用Ajax技術(shù)做Web開發(fā)，最關(guān)鍵的是必須掌握Ajax數(shù)據(jù)交互流程及XMLHttpRequest類的屬性及方法。

1.2 WebGIS系統(tǒng)

WebGIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有表示層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)層三層。

數(shù)據(jù)層主要是存儲地圖數(shù)據(jù)的空間信息數(shù)據(jù)庫，以及存儲擴展信息的其他數(shù)據(jù)庫，比如地名描述信息等；業(yè)務邏輯層主要有ArcMS和網(wǎng)頁JSP等，地圖服務軟件及負責頁面顯示的JSP頁面；表示層由WebServer,瀏覽器及ArcGIS Desktop構(gòu)成，這層主要是將地圖圖像直觀的顯示給用戶，提供用戶操作的接口。

WebGIS的開發(fā)，主要掌握三部分內(nèi)容。掌握氣泡顯示，路線描紅，地圖無縫拼接的JavaScript代碼。氣泡顯示是地圖具體位置的直觀顯示，路線描紅是對地圖路線的直觀標識，地圖無縫拼接將不同塊的地圖數(shù)據(jù)連接起來，這都是地圖界面最基本的功能，也是最重要的一部分。坐標轉(zhuǎn)換，截圖命名及特殊點坐標轉(zhuǎn)換，這是地圖的擴展功能，用于對地圖的高級操作，比如根據(jù)地圖坐標點計算空間距離等。網(wǎng)站程序部分，讀取數(shù)據(jù)庫，動態(tài)生成XML 文件和JavaScript 腳本，這是WebGIS 開發(fā)必不可少的內(nèi)容，也是所有Web開發(fā)的公用模塊。

2 Ajax 對WebGIS 系統(tǒng)性能提高的方法簡述

分布式系統(tǒng)提高了WebGIS的響應效率，這是從數(shù)據(jù)資源的訪問方式方面做的優(yōu)化研究，而運用Ajax 技術(shù)則是對Web端與服務器端數(shù)據(jù)交互的優(yōu)化。兩者的共同點是提高了WebGIS 的響應效率，增強了用戶體驗。

2.1 基于Ajax的WebGIS數(shù)據(jù)交互

Ajax 的交互作用由Ajax Engine 來完成，它是瀏覽器端與服務器端的數(shù)據(jù)交互橋梁，瀏覽器端的數(shù)據(jù)請求由Ajax Engine 發(fā)給服務器端，服務器端的數(shù)據(jù)響應也由它發(fā)給瀏覽器端[4],具體數(shù)據(jù)交互圖如圖1所示。

在用戶端，主要由Ajax Engine、界面邏輯、數(shù)據(jù)緩存、用戶界面、DOM五部分構(gòu)成。其中，用戶邏輯，界面邏輯，用戶界面均只與Ajax Engine通信，而不直接與服務器通信。服務器端主要有Web 頁面、應用邏輯及數(shù)據(jù)庫，三者實現(xiàn)服務器的正常工作，與用戶端數(shù)據(jù)通信直接交付Ajax Engine來完成。

2.2 Ajax在WebGIS中的方法實現(xiàn)

用Ajax 創(chuàng)建WebGIS 工程，概況來講，只需要五步：新建html或者JSP頁面，作為WebGIS除地圖數(shù)據(jù)圖像外的頁面數(shù)據(jù)顯示；在頁面中寫出創(chuàng)建XMLHttpRe-quest 對象的方法；寫出事件響應方法，用上面創(chuàng)建的對象發(fā)出異步的Ajax 請求；創(chuàng)建Servlet 響應請求；在頁面完成回調(diào)方法，處理服務器端響應，改變頁面效果。

其中，創(chuàng)建XMLHttpRequest 對象的方法是比較重要的一步，是客戶端和服務器異步通信的關(guān)鍵，XML-HttpRequest基本方法主要有：

abort:取消當前的HTTP 請求。

getResponseHeader:獲得響應內(nèi)容的HTTP頭信息。

open:初始化一個HTTP 請求，指定請求方法（Get/Post）、URL、身份驗證信息等。

send:發(fā)送一個HTTP 請求到服務器。

setRequestHeader:設置HTTP請求的頭信息。

地圖數(shù)據(jù)的傳輸原則是第一次登陸傳輸少量地圖數(shù)據(jù)，但需要實現(xiàn)全景顯示，然后根據(jù)用戶的基本操作，運用Ajax 技術(shù)動態(tài)地傳輸余下地圖數(shù)據(jù)，同時也要卸載不必要的地圖數(shù)據(jù)。地圖數(shù)據(jù)每次以塊傳送，頁面地圖數(shù)據(jù)的加載以圖形塊的方式逐次顯示。具體流程圖如圖2所示。

Web 頁面全景顯示，是給用戶一張地圖的直觀顯示，但并不代表包含所有的地圖數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶在瀏覽器上點擊的地圖位置，決定加載哪一部分地圖數(shù)據(jù)量，同時也要考慮用戶端緩存的大小，當緩存不夠時，需釋放與當前請求的地圖塊不相關(guān)的其他地圖數(shù)據(jù)。對某一塊圖像而言，用戶的基本操作主要有放大、縮小和平移，其中只有放大不需要Ajax發(fā)送請求加載地圖數(shù)據(jù)，其他兩種操作均需要。

2.3 應用舉例

Ajax技術(shù)提高了WebGIS系統(tǒng)性能，用戶可以更流暢地通過WebGIS 查看地圖信息，基于這種方式的應用，逐漸被人們所接受，尤其是在智能交通及物流行業(yè)，伴隨著智能物流系統(tǒng)的提出，越來越多的車輛裝載了含有WebGIS 的車載系統(tǒng)，用于查看地圖路線，同時給服務器發(fā)送位置信息，服務器隨時可以跟蹤到當前車輛的具體位置，整個物流行業(yè)提供朝著智能便捷化發(fā)展。

智能交通行業(yè)，應用得更加廣泛，高德地圖、四維圖新、凱立德導航等眾多知名企業(yè)均開發(fā)了WebGIS導航系統(tǒng)，將導航系統(tǒng)置于車載終端，具有廣闊的市場前景，有些汽車制造商已經(jīng)將WebGIS 導航系統(tǒng)汽車生產(chǎn)作為標準配置，方便用戶智能導航，WebGIS在智能交通行業(yè)的市場份額逐步提高。

3 結(jié)語

本文在分析了Ajax 技術(shù)的優(yōu)點和WebGIS 系統(tǒng)特點之后，提出了一種基于AJAX 的WebGIS 數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)方法，實驗證明，該方法在很大程度上提高了WebGIS數(shù)據(jù)請求響應效率，增強了用戶體驗感。