Ajax技術(shù)與Web GIS

第18卷第4期計算機技術(shù)與發(fā)展Vol.18 No.42008年4月”COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVELOPMENTApr. 2008Ajax技術(shù)與Web GIS龍騰飛.(武漢大學(xué),湖北武漢430079)摘要:介紹了Ajax技術(shù)的基本概念及其關(guān)鍵技術(shù)，以ArlIMS為例分析了傳統的網(wǎng)絡(luò )地理信息系統(Web GIS)在數據傳輸模式和客服交互方式等方面存在的不足,闡述了在Web GIS中使用Ajax技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢,如減輕服務(wù)器的負擔、平衡服務(wù)器和客戶(hù)端的負載、無(wú)刷新更新頁(yè)面、減少用戶(hù)心理和實(shí)際的等待時(shí)間、實(shí)現地圖的動(dòng)態(tài)更新、實(shí)現地圖的可視化交互以及開(kāi)發(fā)效率高等,并指出在Web GIS中使用Ajax技術(shù)應該注意的諸如兼容性和用戶(hù)習慣等問(wèn)題。Ajax 技術(shù)的應用將會(huì )為傳統的Web GIS帶來(lái)新的生命力。關(guān)鍵詞:Web GIS;Ajax;異步傳輸中圖分類(lèi)號:P208;TP393文獻標識碼:A文章編號:1673 - 629X(2008)04 -0165-03Ajax Technology and Web GISLONG Teng-fei(Wuhan University, Wuhan 430079, China)Albstraet: Itroduced the basic concepts and key technologies of Aiax, analyed the eisting indequate of the taditinel Web geographiceinformation system (Web GIS) in the data tansmissin mode and custoner - serice interactive mode, taking ArcIMS as an example;Expounded the advantages of using the Ajax technology in Web GIS, such as reducing the burden of belancing the server and client loed,updating pPags without refreshing, reducing users' pasychologial and actual waiting timne, updating the map dmamically, implementingthe map's visul interactive, developing high eficientl, and s on. Then pointed out some problemns which should be peid atention towhen using the Ajax technology in Web GIS, such as cmpatibility and user habits and other ises. Ajax technology applications for uradi-tional Web GIS will bring new viality.Key words: Web GIS; Ajax; asynchronous transfer0引言縫結合體。.隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )平臺的不斷成熟,越來(lái)越多的神奇的技隨著(zhù)Ajax在Google Mail、Google Suggestion等產(chǎn)術(shù)使地理信息系統(GIS)的應用走上- -個(gè)又-一個(gè)新的品中的廣泛應用,Ajax正逐漸吸引著(zhù)Web開(kāi)發(fā)界的眼臺階。通過(guò)把這些新的強大的技術(shù)整合到GIS系統中球,成為Web開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。Ajax通過(guò)綜合運用來(lái),可以得到許多新的功能或者使已有功能的性能得JavaScript、XHTML和CSS、 DOM、XML和XSIL到很大程度的提升。而目前正風(fēng)靡于Web開(kāi)發(fā)界的XMLHttpRequest等技術(shù),在提高數據交互速度,改善Ajax技術(shù)正是這樣一項能夠給現行的網(wǎng)絡(luò )GIS帶來(lái)用戶(hù)體驗等方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。其中[1:福音的技術(shù)。1)XHTML和CSS具有靈活、可拼裝、基本、結構化等特點(diǎn),被Ajax用來(lái)將系統數據呈現給用戶(hù),構建1 Ajax 技術(shù)簡(jiǎn)述一個(gè)標準化的用戶(hù)界面。Ajax ( Asynchronous JavaScript and XML, 異步2)DOM由于對HTML.XHTML.XML擁有強大JavaScript + XMLHtp Request)是 2005年2月才由的操作能力以及結構化的操作方法,故被Ajax用來(lái)實(shí)Jesse James Garrett正式提出的- -項綜合技術(shù),它并不現數據的動(dòng)態(tài)顯示與交互。是一項全新的技術(shù),而是幾項已經(jīng)很成熟的技術(shù)的無(wú)3)XML和XSTL在結構化的數據表示、傳輸、交互共中國煤化工比, XML和XSTL收稿日期:2007-07- 09在A(yíng)jiaYHCNMHGo作者簡(jiǎn)介:龍騰飛(1986 - ),男,湖北武漢人,研究方向為地理信息4)XMLHttpRequest是XMLHtp組件的對象,它系統。使Ajax可以向服務(wù)器發(fā)起異步的通信請求,并接收服166●計算機技術(shù)與發(fā)展第18卷務(wù)器返回的數據。這樣,Ajax可以像桌面應用程序一游 、放大、縮小等操作,并且只有當數據接收完畢之后樣在不刷新界面的情況下與服務(wù)器進(jìn)行數據交換。才更新相應部分的內容。這種更新是瞬間的,用戶(hù)幾5)JavaScript 因其具有簡(jiǎn)單、靈活、豐富的客戶(hù)端乎感覺(jué)不到,這將帶來(lái)更好的用戶(hù)體驗?？刂坪捅憩F等優(yōu)點(diǎn),所以被用來(lái)操作HTML、2.4實(shí)現地圖的動(dòng)態(tài)更新XHTML、CSS,綁定和處理所有的數據。傳統的WebGIS系統更新的將是整個(gè)地圖內容,基于A(yíng)jax技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )應用模型與傳統的網(wǎng)絡(luò )應而Ajax只更新需要更新的部分,其余部分則保持不用模型的不同如圖1所示[2]。變,更容易做到實(shí)時(shí)更新[4]。.2.5實(shí)現地圖的可視化交互瀏覽器客戶(hù)端Web應用程序越來(lái)越絢麗多彩,但其交互方式還戶(hù)摟口停留在20世紀70年代的基于表單提交的模式。AjaxJevsScript callHTML+CSS敷據將類(lèi)似桌面系統的交互方式引人到了Web應用程序用戶(hù)樓口A(yíng)jex 引擘中,用戶(hù)可以像使用桌面系統那樣更加方便、交互地實(shí)現與系統的通信,并實(shí)現動(dòng)態(tài)響應的效果,這給We-H中p請求Htp請求↑HnML+CSS數據XML數據bGIS系統帶來(lái)了不少生氣。2.6連貫的 用戶(hù)體驗Web服務(wù)器傳統的Web應用程序強迫用戶(hù)必須提交表單,然后等待頁(yè)面重載并更新內容。如果忘記了填寫(xiě)表單的數據倉后端系統. .數據倉，后端系繞，某些信息,就必須重新填寫(xiě)。而Ajax能夠提供持續的加工，Legacy 系繞加工，Legncy 系統用戶(hù)體驗,不需要重載頁(yè)面,用戶(hù)需要做的只是填寫(xiě)需服務(wù)器端服務(wù)器墻要的信息而已。傳繞網(wǎng)絡(luò )應用模型Ajax 網(wǎng)絡(luò )應用模型2.7 Ajax 技術(shù)可以用于移動(dòng)GIS系統的開(kāi)發(fā)日1傳統網(wǎng)絡(luò )應用模型和Ajax模型的比較這種開(kāi)發(fā)方法具有開(kāi)發(fā)周期短,維護方便,擴展性強,能適應各種平臺的特點(diǎn)?；贏(yíng)jax技術(shù)的移動(dòng)設2 Web GIS中采用Ajax技術(shù)的必然性備的實(shí)現在參考文獻[5]中有具體的闡述。除此之外，Ajax技術(shù)的最大特點(diǎn)就是異步傳輸,通過(guò)Ajax引Ajax還具有:開(kāi)放性、無(wú)需插件、可以調用外部數據、擎能夠很好地實(shí)現客戶(hù)端和服務(wù)器之間的請求、應答進(jìn)一步促進(jìn)頁(yè)面呈現和數據的分離等優(yōu)點(diǎn)。機制。Ajax的出現顛覆了傳統網(wǎng)頁(yè)的使用形式。不過(guò)基于A(yíng)jax技術(shù)的Web GIS系統具有以下優(yōu)于傳Ajax 程序的編寫(xiě)相當困難,這種技術(shù)難度曾經(jīng)一度限統Web GIS的特性。制了Ajax 的廣泛應用,大多數人只能夠粗略地了解2.1減輕服務(wù)器的負擔Ajax而不能夠真正使用Ajax進(jìn)行程序的設計。但是，Ajax的原則是‘按篅取數據" ,當其應用于數據量自從微軟公司推出ASP. NET AJAX之后,開(kāi)發(fā)者可以特別大的GIS系統中時(shí),可以在相當程度上減少冗余使用ASP. NET 2.0的服務(wù)器端開(kāi)發(fā)模式快速建立A-請求和響應對服務(wù)器造成的負擔。jax網(wǎng)頁(yè),而在豐富的Ajax Control Toolkit 支持下,不2.2平衡服務(wù)器和客戶(hù)端的負載會(huì )編寫(xiě)JavaScript也能為Ajax 網(wǎng)頁(yè)加入強大的客戶(hù)端利用Ajax技術(shù),可以將過(guò)去的一些服務(wù)器的工作功能。另一方面,越來(lái)越多成熟的Ajax開(kāi)發(fā)框架的完負擔轉嫁給客戶(hù)端,利用客戶(hù)端閑置的能力來(lái)處理,減成也使得Ajax技術(shù)更加深人人心。這也為Ajax在輕服務(wù)器和帶寬的負擔,節約空間和寬帶租用的成本。Web GIS中的應用創(chuàng )造了機遇。2.3無(wú)刷新更新頁(yè) 面,減少用戶(hù)心理和實(shí)際等待時(shí)間GIS系統的數據量很大，傳統的Web GIS系統在3 ArcIMS 中傳輸模式的分析讀取大量數據時(shí),容易出現白屏的情況3。Ajax使用在A(yíng)rclIMS中,瀏覽器同服務(wù)器之間的通信是基XMLHttpRequest對象發(fā)送請求并得到服務(wù)器響應，可(圖2[6]顯示從客戶(hù)以借助JavaScript在不重新載人整個(gè)頁(yè)面的情況下使端寫(xiě)RYH中國煤化工處理請求并返回響用DOM更新頁(yè)面。因此,在系統響應用戶(hù)請求讀取應的CNMHG空間服務(wù)器的Ar.服務(wù)器數據的過(guò)程中,用戶(hù)所面對的不是空白的屏幕，cXML響應通過(guò)應用服務(wù)器被發(fā)送回Servlet 連接器，而是原來(lái)交互頁(yè)面的內容,甚至還可以進(jìn)行地圖的漫- 個(gè)新的HTML頁(yè)面被動(dòng)態(tài)地送回PostFrame并被替第4期龍騰飛:Ajax技術(shù)與Web GIS●167換先前的HTM頁(yè)面。新的頁(yè)面包含一個(gè)名為果。passXML的JavaSript方法。它響應傳遞給另外-個(gè)第二,用戶(hù)的習慣性很多用戶(hù)習慣于使用傳統的在MapFrane頁(yè)面中名為poces xXML的Jvacripr方式來(lái) 與服務(wù)器進(jìn)行交互,雖然他們也許已經(jīng)厭倦,但法。然后procsXML方法又將AreXML響應傳遞給是習慣就是習慣,突然出現- -種新的方式的時(shí)候反而其他的方法來(lái)處理。會(huì )讓他們不知所錯。Ajax 不需要刷新瀏覽器,因此在很多情況下用戶(hù)執行一個(gè)操作后發(fā)現瀏覽器并沒(méi)什么動(dòng)靜會(huì )傳遞應答到PostFrame提交應AreXMLSeodToServer0PostFrame FormForm表單用請求感到很迷茫,特別是當網(wǎng)絡(luò )速度慢的時(shí)候,用戶(hù)的一個(gè)請求務(wù)I需要很長(cháng)時(shí)間才能反應,在等發(fā)送請求到New PostFrane寫(xiě)新器AreXML待的這段期間,用戶(hù)也許會(huì )認processXMLO頁(yè)面!響應為Web有問(wèn)題,可能關(guān)掉瀏覽器或則再做別的什么事情。另圍2 ArcXML. 請求/響應模型外,用戶(hù)會(huì )習慣于瀏覽器提供AreIMS的這種基于A(yíng)rcXML的請求/響應方式是的一些功能，比如前進(jìn)、后退、刷新、停止,這些功能是-種很靈活的客戶(hù)機與服務(wù)器進(jìn)行通訊、交互的方用戶(hù)會(huì )經(jīng)常并習慣用到的,當采用Ajax的時(shí)候會(huì )導致式[7] ,非常類(lèi)似于A(yíng)jax技術(shù)中的請求應答機制,具有這些功能失效,當然現在有很多人正在探索各種各樣相當程度的優(yōu)越性。但是它畢竟還不是Ajax技術(shù),只的解決方案,并取得了一定的成績(jì)。是限于同步傳輸的方式。即要求請求和響應同時(shí)進(jìn)第三,Ajax對流媒體的支持沒(méi)有FlashJava Applet行并列進(jìn)行,只有當收到響應后才能繼續提出請求;好[1],因此在超媒體網(wǎng)絡(luò )GIS系統中應用Ajax技術(shù)時(shí)請求是通過(guò)提交表單的方式實(shí)現的,而這種方式的效必須考慮這- -問(wèn)題。率是很低的,這些便是ArcIMS乃至所有傳統網(wǎng)絡(luò )應用程序的弊端。例如在A(yíng)rcIMS中對地圖進(jìn)行放大操5結語(yǔ)作時(shí)，如果前一次放大操作的結果還沒(méi)有從服務(wù)器端Ajax 技術(shù)一經(jīng)推出便成為了網(wǎng)絡(luò )應用的熱點(diǎn),再發(fā)送回來(lái)而又進(jìn)行了下一次操作,應用程序就會(huì )提示加上微軟、Google等巨頭的支持和推崇,Ajax必將成為地圖數據尚未就緒,不允許操作,這樣既影響了操作的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展方向。而GIS系統的特點(diǎn)正好讓A-連續性又使用戶(hù)界面十分不友好一- -用戶(hù) 會(huì )經(jīng)常面對，jax技術(shù)充分地發(fā)揮其優(yōu)勢,ESRI和MapInfo等公司白屏的數據處理期。就已經(jīng)將Ajax技術(shù)引入自己的產(chǎn)品,相信Ajax技術(shù)采用異步傳輸的模式就能夠避免這種尷尬。當服的應用- -定會(huì )為傳統的 Web GIS帶來(lái)新的生命力。務(wù)器端在處理客戶(hù)端的用戶(hù)請求時(shí),用戶(hù)仍然可以繼續進(jìn)行其它的操作[8],在服務(wù)器端完成應答后,客戶(hù)端參考文獻:可以及時(shí)地轉人接受服務(wù)器端的應答[9],這樣用戶(hù)感.[1] 柯自聰. Ajx開(kāi)發(fā)精要[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.覺(jué)到服務(wù)器對客戶(hù)機的響應是瞬時(shí)的,大大地改善了2] GaretJJ. Ajax:A New Approech to Web Apications[M].應用界面的友好性。[s.I. ];[sn.],2006.3] 欒紹鵬,朱長(cháng)青.基于A(yíng)iax的Web GIS開(kāi)發(fā)新模式[]/OL].測繪工程, 2006, 12:30 - 33. htp:/www. adep-4 Ajax 技術(shù)的問(wèn)題tivepeth. com/pubicatios/essaysy achivs/000385 php.雖然Ajax技術(shù)的使用能夠顯著(zhù)地提高GIS數據[4] Sayar A. Piere M, Fox G. Integzating AAX Approech into傳輸的效率和用戶(hù)界面的友好性,但仍有一些問(wèn)題需GIS Visulization Web Srvics[J]. IEEE Computer Society,要引起注意。.2006(2):169- 170.第一,由于A(yíng)jax需要JavaScript的支持,另外還需[s] 陳敬志,熊前興,袁 泉,等.基于A(yíng)jax的移動(dòng)設備客戶(hù)端要用到XMLHtp對象[10],所以對于瀏覽器的兼容性的設計與實(shí)現[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報:信息與管理工程需要考慮?？上驳氖?市面上絕大多數的瀏覽器都已中國煤化工經(jīng)支持XMLHtp以及JavaScripto到目前,幾乎可以[6]HCNMH G;WebGIS中的應用最小程度地考慮兼容問(wèn)題,但并不代表可以忽略它,畢(下轉第173頁(yè))竟不同的瀏覽器執行相同客戶(hù)端代碼會(huì )產(chǎn)生不同的效第4期耿波等:用關(guān)聯(lián)分析法對負 荷預測結果進(jìn)行二次處理. 173表3置信度表并采取關(guān)聯(lián)規則算法對預測后的結果進(jìn)行處理。并且在實(shí)驗中證明,預測準確率得到- -定的提高。-3|-2|-1| 0| 1| 2| 3然而，在電力負荷數據庫中隱藏著(zhù)很多有價(jià)值的20 0.01 0.090.07 |0.160.310.270.140.05 00 !0 | 0，0.060.100.140.270.140.140.090.01 0規則,遠遠沒(méi)有被充分挖掘。0| 00.01|0.05 0.13|0.160.300.130.12|0.070.02 0表4月負荷預測準確率對比表0 0.01 0.030.09 0.130.36 0.21 0.12 0.050.01| 0采用了線(xiàn)性插值采用關(guān)聯(lián)規則0 0.050.080.09 0.30|0.22 0.160.070.02| 0 I日期方法的準確率處理的準碗率2005 年7月96.90%96.93%接下來(lái),找出置信度大于置信度閾值的關(guān)聯(lián)規則2005年8月95.61%96.11%即為A→B的頻繁規則集,例如從表中可以看到有如2005年9月94.31%94. 12%下規則(-2)=(- 1)的支持度為0. 145,置信度為0.2005年10月96.72%96. 88%16(意思是:“如果2點(diǎn)45分到3點(diǎn)的負荷變化率在-2005年11月.95.13%0.02到-0.03之間,則3點(diǎn)到3點(diǎn)15分的負荷變化2005年12月95.44%96. 12%率在-0.01到-0.02之間”這條規則的支持度為0.145,置信度為0.16)。其他規則不再一- -說(shuō)明。在得參考文獻:到頻繁規則集后,如果3點(diǎn)15分的預測數據冒大數,[1] 蔡佳宏.超短期負荷預測中相似日的選擇方法[J].華北電就用得到的頻繁規則集對該點(diǎn)進(jìn)行處理。實(shí)驗證明通力大學(xué)學(xué)報,2006(1):38-41.過(guò)這種關(guān)聯(lián)規則分析的方法對預測結果進(jìn)行處理后得2] 路廣.數據倉庫與數據挖掘技術(shù)在電力系統中的應用到的最終預測結果的準確率比原系統有所提高。[J].電網(wǎng)技術(shù),2001(8):54-57.3] Niu xiao - dong. Techniques and application of electric loead3實(shí)驗結果prediction[M]. Bejing:China Eletic Power Press, 1998.筆者采用2003年6月到2005年6月的黃山市負[4] 洪流.一種基于數據挖掘算法的電力負荷預測系統[J].荷數據作為訓練數據,對2005年7月到12月黃山市小型微型計算機系統,2004(3):434 - 437.[5] 龍立波.短期電力負荷預測中的數據處理技術(shù)[J].電力需的負荷量進(jìn)行預測。求側管理,2007(1)11-14.通過(guò)對幾個(gè)月的負荷量的預測,和與實(shí)際負荷量6] Han jiawi, Kanber M.數據挖掘概念與技術(shù)[M].范的比較得到各月的平均準確率見(jiàn)表4?？梢钥吹讲捎妹?孟小峰,等譯.北京:機械工業(yè)出版社,2001.關(guān)聯(lián)規則處理后的準確率比原系統有了明顯提高。[7] Agrawal R, Imidlinski T, Swarni A Mining asciation rulesberwen sets of itemns in large dabses[C]// In Proc. 19934結束語(yǔ)ACM- SIGMOD Int. Conf. Managenent of Data. Washing-在原有負荷預測系統基礎上,對其算法進(jìn)行改進(jìn),ton, D.C. :[s.n.], 1993:207 - 216.(上接第167頁(yè))[7]孟令奎, 史文中,張鵬林.網(wǎng)絡(luò )地理系統原理與技術(shù)[M].change ArchitecurelJ]. IEEE Computer Society , 2006(10):北京:科學(xué)出版社,2005.26-33.[8]孫美娟. 基于XML技術(shù)的空間信息發(fā)布方法研究[D].北[10] 蘆東昕,李典蔚 ,柳長(cháng)安.基于A(yíng)JAX和Serlet的Web京:北京林業(yè)大學(xué),2006.GIS的研究與實(shí)現[J].計算機技術(shù)與發(fā)展,2007,17(3):[9] Zimmermann R, Ku Wei - Shinn, Wang Haojun,etal. A193- 195.Distributed Geotechnical Information Management and Ex-(上接第170頁(yè))版社,000.over Unreliable Nertworks[J]. IEEE Signal Poesing Maga-[4] Rosenberg J, Schulrinne H. An RTP Payload Format forzine,2000(7):61 -82.Generic Forward Error Crrection[S]. IEIF Draft. RFC[6]中國煤化工smn Test Conditions for2733. 199Endments and Sofware[$] Wang Yo，Wenger s, Wen Jingtao,et al. Eror rsilineMHC N M H G37.Santa Barbers, CA,Video Coding Techniques, Real- Time video CommunicationUSA:[s. n. ],2001.