第1章-万维网时代的地理信息系统

WebGIS原理与应用朱进苏州科技大学环境学院2024年5月30日教材和教学参考书主教材：WebGIS原理与应用,付品德/孙九林著.高等教育出版社，2012.参考书：WebGIS从基础到开发实践（基于ArcGISAPIforJavaScript）.刘光，曾敬文，曾庆丰编著.清华大学出版社，2015.2024/5/30slide2教材和教学参考书2024/5/30slide3第1章万维网时代的地理信息系统2024/5/30slide4万维网时代的地理信息系统1.1万维网和地理信息系统1.2WebGIS的起源和演化1.3WebGIS的概念和特点1.4WebGIS的功能和应用2024/5/30slide5学习目标了解互联网、万维网的诞生了解WebGIS的历史掌握WebGIS的概念、功能了解WebGIS的优点、应用2024/5/30slide6万维网和地理信息系统互联网前身1969年“冷战”时期,美国国防部的高级研究计划署(ARPA)建立的分布式计算机网络,当部分节点不能工作时,仍可以进行信息交换.连接了美国西部四所大学-斯坦福,加州大学圣芭芭拉分校(UCSB),加州大学洛杉矶分校(UCLA),犹他州立大学.2024/5/30slide7万维网和地理信息系统互联网前身高级研究计划署网络(ARPANet)-互联网前身,使用复杂,用户基本是研究机构和政府部门.2024/5/30slide8万维网和地理信息系统万维网的产生1989年,欧洲粒子物理研究所(CERN)的英国科学家TimBerners-Lee(1955-)发明了万维网,以简单的方式来分享和交换文件.万维网之父2024/5/30slide92012年伦敦奥运会,Berners-Lee的Tweet:Thisisforeveryone.万维网和地理信息系统万维网的产生TimBerners-Lee发明了HTTP(HypertextTransferProtocol,超文本传输协议)，HTML(HypertextMarkupLanguage，超文本标记语言)，URL(UniformResourceLocator，统一资源定位符)。2024/5/30slide10万维网和地理信息系统万维网的产生命名为万维网(WordWideWeb)，开发了世界上第一个Web服务器和Web浏览器。2024/5/30slide11在CERN时,Berners-Lee使用的苹果电脑,世界上第一台web服务器.万维网和地理信息系统万维网的产生万维网使互联网使用更加方便,且充满乐趣.网上冲浪网上购物网络游戏交友-人人网推特(Twitter),微博,微信.视频电话,视频会议.…2024/5/30slide12万维网和地理信息系统互联网(Internet)和万维网(WWW)的区别互联网是全球的计算机等设备连接起来组成的巨大的计算机网络.-强调硬件万维网是互联网上的众多网站和超文本文件的集合,主要通过Http将各种超文本文件连接起来.-更强调内容虽然Http只是互联网协议中的一个,但它聚集的丰富内容是互联网最主要的吸引力.2024/5/30slide13WebGIS的起源和演化起源和早期应用1993年,美国施乐公司帕罗奥多研究中心(PaloAltoResearchCenter,PARC)开发了一个基于Web的地图浏览器(MapViewer),标志着WebGIS的诞生.文章:PutzS.InteractiveinformationservicesusingWorld-WideWebhypertext[J].ComputerNetworksandISDNSystems,1994,27(2):273-280.2024/5/30slide14WebGIS的起源和演化2024/5/30slide15MapViewer的用户界面放大,缩小等功能通过超链接来实现HTML和HTTP作为用户界面WebGIS的起源和演化起源和早期应用优点:用户不必再本地安装GIS软件和数据,可以在任何有互联网的地方使用GIS.WebGIS开始流行1994年,加拿大国家地图信息服务网发布加拿大在线国家地图集.2024/5/30slide16WebGIS的起源和演化起源和早期应用1995年,美国人口普查局发布全国人口信息在线地图.1995年,加州大学伯克利分校博士生SusanHuse开发了GRASSLinks,是WebGIS地理分析的早期例子.2024/5/30slide17WebGIS的起源和演化近期发展-Web2.0自下而上的信息流和众包:大量用户参与和他们所创造的丰富内容.例如:淘宝卖家,博客,维基百科等.万维网成为软件开发的新平台:云计算（cloudcomputing）,软件即服务(SoftwareasaService,Saas)，将服务器或计算中心的资源和软件功能以Web服务的方式提供。2024/5/30slide18WebGIS的起源和演化近期发展-Web2.0轻量级开发模式：基于浏览器端的开发接口，如AJAX（AsynchronousJavascriptandXML）,降低了开发门槛.数据是核心:很多大型Web系统的成功往往是基于他们积累的数据库.如Google大量的网页内容,Amazon的大量产品信息.-大数据（BigData）2024/5/30slide19WebGIS的起源和演化近期发展-Web2.0多平台客户端:不局限于浏览器,还包括桌面应用程序和手机等移动设备.丰富的用户体验:简单应用,漂亮的用户界面.2024/5/30slide20Web2.0=用户贡献的内容+Web为一种开发平台+丰富的用户体验WebGIS的起源和演化Esri产品系列众包，数据是核心:GIS中用户贡献的内容称为自发式地理信息（VolunteeredGeographicInformation，VGI）。Ex：ArcGISServer的要素服务（FeatureService），方便用户手机上传地理坐标、属性、照片和视频。Ex：ArcGISOnline-云GIS,地理信息共享门户,用户可以将自己的Web服务,数据和应用发布,上传,注册到这个网站,积累地理服务,数据.2024/5/30slide21WebGIS的起源和演化Esri产品系列轻型开发模式,Web是开发平台:政府,商业公司等利用ArcGISServer将数据,地图和模型以Web服务的形式发布出来,这些服务有基于Javascript,Flex和Silverlight的浏览器端接口,简单易用.支持移动平台:ArcGISServer还提供了针对苹果公司iOS,谷歌公司Android,微软公司WindowsPhone等多种操作系统的开发接口.2024/5/30slide22WebGIS的起源和演化Esri产品系列丰富的用户体验:ArcGISServer的浏览器端API可以创建具有丰富用户体验的应用.ArcGISExplorer是一个二维地图和三维虚拟地球浏览器.2024/5/30slide23WebGIS的概念和优点概念广义：WebGIS是使用了Web技术的各种GIS。狭义：WebGIS是通过Web技术来连接其组成部分的GIS。2024/5/30slide24WebGIS的概念和优点概念一种分布式（Distributed）的信息系统至少有一个服务器（server）和一个客户端（client，不限于浏览器，可以是桌面应用程序或移动APP）。2024/5/30slide25WebGIS的概念和优点相关的概念HTTP协议：server和client间通信的主要协议。两层体系结构：一台server和多台client。三层体系结构：数据层、逻辑层（中间层）和客户端（表现层）。2024/5/30slide26WebGIS的概念和优点相关的概念WebGIS和桌面GIS不断相互渗透。WebGIS依靠桌面GIS来创建数据和地图等基础资源，也吸纳了桌面GIS的一些功能（空间分析等）。桌面GIS加入了WebGIS的功能，ArcMap也可作为WebGIS的客户端。2024/5/30slide27WebGIS的概念和优点地理空间网络（GeoWeb或GeospatialWeb）地理空间信息+抽象信息（网页、图片、视频）。地理标签（Geotagging）：添加经纬度（或地名）到微博、微信、照片、视频等。地理解析（Geoparsing）：从文本中提取地理信息（自然语言处理，NaturalLanguageProcessing，NLP）。泛指WebGIS。2024/5/30slide28WebGIS的概念和优点优点空间传播的全球性用户的众多性较好的跨平台性费用的低廉性2024/5/30slide29WebGIS的概念和优点优点用户的易用性更新的统一性应用的广泛性：WebGIS助长了新地理学（Neogeography）的发展，促进了GIS的社会化。2024/5/30slide30新地理学：非专业用户因个人或公共目的使用地理学科技和工具。WebGIS的概念和优点广泛的应用传染病的分布各地的污染源饭店位置：大众点评犯罪地图2024/5/30slide31WebGIS的概念和优点广泛的应用网络交友：陌陌公共洗手间应急救灾2024/5/30slide32WebGIS的功能和应用功能地图和查询：空间查询、属性查询。数据采集：自发式地理信息VGI。地理信息的传播：和允许用户搜索和下载数据。空间分析：测量距离、面积，最佳路径，制作犯罪地图等。2024/5/30slide33WebGIS的功能和应用应用新的商业模式和新的商品：基于位置的广告服务（LBS-LocationBasedService），根据用户年龄、性别、当前所在位置、所处区域的气温投放短信/彩信广告。-地理围栏(Geofencing)Ex-阿拉斯加用户推荐滑雪服，夏威夷用户推荐泳衣。Ex-在饭点时间到万达广场，推荐新的饭店（根据用户已往消费习惯等）。2024/5/30slide34WebGIS的功能和应用应用电子政务的工具，美国地质调查局发布最新的自然灾害信息（地震、飓风、洪水等）。2024/5/30slide35WebGIS的功能和应用应用人们日常生活的重要工具：继3R（reading读、writing写、arithmetic算术）之后，第四项基本能力（Goodchild，2006）。2024/5/30slide36WebGIS的功能和应用发展机遇长尾理论（Longtailtheory）-商业模式分析方法统计学上称为Heavy-taileddistribution，重尾分布。头部是大众化市场，尾部是专业化细分市场，且利润可以和头部一样多。2024/5/30slide37WebGIS的功能和应用WebGIS的长尾分析头部：大众在线地图、LBS。由百度、谷歌等占据，广告等方式获益。尾部：政府、企业等有特殊需求，需要定制化、二次开发等。2024/5/30slide38WebGIS的功能和应用应用案例-采集数据Mapillary（2014）：https://传统街景制作周期长，更新慢，主干道大众参与制作街景服务：更新快、乡村小路2024/5/30slide39WebGIS的功能和应用应用案例-和运动结合悦动圈（2014）：http:///pc_download/index.html20个人1年“跑”出3亿公司估值：http:///a/20150827/166704_all.htm2024/5/30slide40WebGIS的功能和应用应用案例-和运动结合骑行的艺术马里兰州巴尔的摩市的艺术家MichaelWallace在骑行时给自己设计了特殊的路线-GPXAdventure2024/5/30slide41WebGIS的功能和应用应用案例-和住宿结合Airbnb（2008）总部设在美国加州旧金山市AirBedandBreakfast–空中食宿可以从个人的手中租住一间房屋，而不是从一家酒店中租住。-共享经济2024/5/30slide42WebGIS的功能和应用应用案例-和住宿结合2024/5/30slide43WebGIS的功能和应用应用案例-签到街旁网(2010-2015)：签到服务（饭点，家）2024/5/30slide44WebGIS的功能和应用应用案例-签到街旁网失败原因：用户签到动力不足，一时新鲜，无内在驱动力未及时衍生出相关的商业模式，例如社交等（点评，