通过将Ajax技术应用到WebGIS系统中从而进行系统优化

引言

WebGIS在网络和地理信息系统技术的整合中应运而生。它改变旧方式中空间数据的采集、传输、共享和发展，成为地理信息系统一个重要的发展方向，通过超链接，WebGIS可使用户在Internet上操作GIS地图和数据，但是WebGIS的地图数据量较大，在Web上执行GIS常遇到刷新慢，页面缓冲时间较长的情况。

针对WebGIS低响应速度和性能差的缺点，在开发WebGIS平台采用动态刷新技术，运用Ajax引擎，它可以用来缩短客户端和服务器端之间的响应时间，以减少传输网络中的数据量，并增加丰富的多媒体效果。实行字符同步处理浏览器的WebGIS元素，异步消息发送到服务器，接收数据只更新部分内容，不需要更新整个页面。这个新机制在很大程度上提高了WebGIS 的响应效率，增强了用户体验。目前，Ajax技术以其优越性，在大数据量的Web 处理中，已成为主流技术的数据传输技术。

1 相关技术分析

1.1 Ajax技术

Ajax 核心是在JavaScript 中调用一个JavaScript 类XMLHttpRequest,这个类可以与Web服务器使用HTTP协议进行交互，程序不通过浏览器发出请求，而是用这个特殊的JavaScript对象发送请求，再由这个JavaScript对象接收响应，并将响应结果用DOM 编程方式挂到原来的网页上。

传统Web 界面请求由浏览器发出请求，服务器端进行处理，然后将响应发送至客户端。而基于Ajax 的Web 请求响应采用XMLHttpRequest 发送，服务器的处理结果也由该对象来接收，在相同时间内，数据请求更频繁，数据交互次数更多。这正是Ajax 技术的优势所在。

Ajax并不是一种创新的技术，而是多种常用技术以新的方式的组合，运用Ajax技术做Web开发，最关键的是必须掌握Ajax数据交互流程及XMLHttpRequest类的属性及方法。

1.2 WebGIS系统

WebGIS系统结构主要有表示层、业务逻辑层、数据层三层。

数据层主要是存储地图数据的空间信息数据库，以及存储扩展信息的其他数据库，比如地名描述信息等；业务逻辑层主要有ArcMS和网页JSP等，地图服务软件及负责页面显示的JSP页面；表示层由WebServer,浏览器及ArcGIS Desktop构成，这层主要是将地图图像直观的显示给用户，提供用户操作的接口。

WebGIS的开发，主要掌握三部分内容。掌握气泡显示，路线描红，地图无缝拼接的JavaScript代码。气泡显示是地图具体位置的直观显示，路线描红是对地图路线的直观标识，地图无缝拼接将不同块的地图数据连接起来，这都是地图界面最基本的功能，也是最重要的一部分。坐标转换，截图命名及特殊点坐标转换，这是地图的扩展功能，用于对地图的高级操作，比如根据地图坐标点计算空间距离等。网站程序部分，读取数据库，动态生成XML 文件和JavaScript 脚本，这是WebGIS 开发必不可少的内容，也是所有Web开发的公用模块。

2 Ajax 对WebGIS 系统性能提高的方法简述

分布式系统提高了WebGIS的响应效率，这是从数据资源的访问方式方面做的优化研究，而运用Ajax 技术则是对Web端与服务器端数据交互的优化。两者的共同点是提高了WebGIS 的响应效率，增强了用户体验。

2.1 基于Ajax的WebGIS数据交互

Ajax 的交互作用由Ajax Engine 来完成，它是浏览器端与服务器端的数据交互桥梁，浏览器端的数据请求由Ajax Engine 发给服务器端，服务器端的数据响应也由它发给浏览器端[4],具体数据交互图如图1所示。

在用户端，主要由Ajax Engine、界面逻辑、数据缓存、用户界面、DOM五部分构成。其中，用户逻辑，界面逻辑，用户界面均只与Ajax Engine通信，而不直接与服务器通信。服务器端主要有Web 页面、应用逻辑及数据库，三者实现服务器的正常工作，与用户端数据通信直接交付Ajax Engine来完成。

2.2 Ajax在WebGIS中的方法实现

用Ajax 创建WebGIS 工程，概况来讲，只需要五步：新建html或者JSP页面，作为WebGIS除地图数据图像外的页面数据显示；在页面中写出创建XMLHttpRe-quest 对象的方法；写出事件响应方法，用上面创建的对象发出异步的Ajax 请求；创建Servlet 响应请求；在页面完成回调方法，处理服务器端响应，改变页面效果。

其中，创建XMLHttpRequest 对象的方法是比较重要的一步，是客户端和服务器异步通信的关键，XML-HttpRequest基本方法主要有：

abort:取消当前的HTTP 请求。

getResponseHeader:获得响应内容的HTTP头信息。

open:初始化一个HTTP 请求，指定请求方法（Get/Post）、URL、身份验证信息等。

send:发送一个HTTP 请求到服务器。

setRequestHeader:设置HTTP请求的头信息。

地图数据的传输原则是第一次登陆传输少量地图数据，但需要实现全景显示，然后根据用户的基本操作，运用Ajax 技术动态地传输余下地图数据，同时也要卸载不必要的地图数据。地图数据每次以块传送，页面地图数据的加载以图形块的方式逐次显示。具体流程图如图2所示。

Web 页面全景显示，是给用户一张地图的直观显示，但并不代表包含所有的地图数据，根据用户在浏览器上点击的地图位置，决定加载哪一部分地图数据量，同时也要考虑用户端缓存的大小，当缓存不够时，需释放与当前请求的地图块不相关的其他地图数据。对某一块图像而言，用户的基本操作主要有放大、缩小和平移，其中只有放大不需要Ajax发送请求加载地图数据，其他两种操作均需要。

2.3 应用举例

Ajax技术提高了WebGIS系统性能，用户可以更流畅地通过WebGIS 查看地图信息，基于这种方式的应用，逐渐被人们所接受，尤其是在智能交通及物流行业，伴随着智能物流系统的提出，越来越多的车辆装载了含有WebGIS 的车载系统，用于查看地图路线，同时给服务器发送位置信息，服务器随时可以跟踪到当前车辆的具体位置，整个物流行业提供朝着智能便捷化发展。

智能交通行业，应用得更加广泛，高德地图、四维图新、凯立德导航等众多知名企业均开发了WebGIS导航系统，将导航系统置于车载终端，具有广阔的市场前景，有些汽车制造商已经将WebGIS 导航系统汽车生产作为标准配置，方便用户智能导航，WebGIS在智能交通行业的市场份额逐步提高。

3 结语

本文在分析了Ajax 技术的优点和WebGIS 系统特点之后，提出了一种基于AJAX 的WebGIS 数据交互实现方法，实验证明，该方法在很大程度上提高了WebGIS数据请求响应效率，增强了用户体验感。