绪论

WebGIS发展历史

Web发展历史

1991年Tim Berners Lee公开介绍了他的World Wide Web（简称Web）项目，这是Web第一次被介绍给全世界，在这一年，越来越多的Web服务器联入网络，越来越多的Web网站出现，标志着Web时代的到来。

早期Web开发等同于内容开发，没有前后端开发的概念，页面由JSP、PHP等工程师在服务器端生成，浏览器负责展现。早期Web除了内容，它还支持通过超链接和表单的浏览器原生行为，实现一种以页面为最小粒度的交互模式，基于这种交互模式，出现了最早的Web应用。之后以页面级交互的需求越来越多，人们开始不能接受生成页面和处理页面的代码混写在一起，进而发展了MVC架构的服务器端框架，生成HTML的代码变成视图层。随着互联网的发展，对交互有了更多的需求，AJAX的出现极大地提高了Web的用户体验，在HTML页面上提供丰富的交互能力。随之而来的是jQuery的快速发展，jQuery对各种浏览器做好了兼容，简化了DOM操作，使开发效率大幅提升。

传统：早期Web内容开发，中期发展MVC架构，减少代码耦合，后期AJAX，JQuery出现，引出前端和后端。

移动互联网的爆发带来了Web技术的重大变革。客户端需求复杂化，大量应用流行，对用户体验的期望提高，客户端渲染成为刚需，客户端程序不得不具备完整的生命周期、分层架构和技术栈，这个阶段催生了Angular 1等一系列优秀的框架以及AMD、UMD与RequireJS等模块标准与加载工具，前端工程师也成为了专门的开发领域，拥有独立于后端的技术体系与架构模式。

现代：前端工程化初步诞生，前端工程师涌现。

近几年间，随着Web应用复杂度的提升以及用户对于页面交互友好与性能优化的需求，急需更加优秀灵活的开发框架来协助我们更好的完成前端开发。这个阶段涌现出了很多关注点相对集中、设计理念更为优秀的框架，譬如React、Vue.js、Angular 2等组件框架允许我们以声明式编程来替代以DOM操作为核心的命令式编程，加快了组件的开发速度，并且增强了组件的可复用性与可组合性。由于前端工程师要维护的代码变得极为庞大和复杂，代码维护、打包、发布等流程也变得极为繁琐，在构建工具上，涌现了以Grunt、Gulp为代表的任务管理和以Webpack为代表的项目打包工具，帮助开发者更好的搭建前端构建流程，自动化地进行预处理、异步加载等操作。

现代：前端工程化方式，包括优秀前端开发框架，优秀前端代码维护，打包和发布框架。

具体，可参考前端传送门

现代Web开发的特点：

• 以客户端为主体：服务器端部分很薄，大量成熟业务逻辑、数据能力、运维能力和基础设置被API化、云服务化（由第三方服务商和团队内的专业开发者提供）
• 不只有客户端：服务端渲染+API Gateway+部分面向应用的微服务
• 不只有浏览器：超级app平台、各种基于Web Runtime/JS Runtime的Hybrid技术

Web+GIS发展历史

WebGIS简单理解为现代Web技术在GIS中的应用。传统的GIS大多数都为独立的单机结构，空间数据采用集中式处理；而WebGIS采用结合Web技术，形成BS体系结构，各类型空间数据可以分别存储和发布在不同地点的Server上，每个GIS用户作为Client，通过浏览器与服务端交换信息，实现GIS互联网共享模式。

WebGIS应用特点：

• 空间数据发布：能够以图形方式显示控件数据，使得空间数据可视化更为方便。

• 空格查询检索：综合空间数据库能力，进行图像及属性的查询检索

• 空间模型服务：在服务端提供各种空间模型的实现方法，客户端只需要通过浏览器输入模型参数后，获得计算结果，并可视化，形成各类型空间模型服务。

• Web资源的组织

  充分利用Web上的具有空间信息的资源，例如共享单车位置数据，出租车的轨迹数据和人流量流动数据等，一方面可以结合地图对这些信息进行组织和管理，另一方面也可以提供相应空间服务，实现WebGIS的应用。

体系结构

现代WebGIS的体系结构与其他现代Web项目的体系结构没有太多本质上的区别，唯一不同的是WebGIS需要提供一些地图方面的功能服务，即：GIS服务资源。

WebGIS体系结构由三层组成，从上到下分别是客户端，中间层（服务端)，数据层。

数据层

WebGIS的底层是数据层，提供空间数据和业务数据等基础数据的支持。其中常用数据库有：

• 业务型数据库

  monogoDB，redis，mysql，Oracle和PostgerSQL

• 空间数据库

  Oracle Spatial，Sql Server，PostGIS（基于PosterSQL)，MyGIS（基于MySQL）

中间层

中间层一般包括提供基础GIS服务的GIS服务器和提供业务服务的业务逻辑服务器。

其中GIS服务器有专业GIS服务器和开源GIS服务器。其代表分别为ArcServer，SuperMap iServer和GeoServer，MapServer等。也开源是简单的大众化应用地图服务器，主要为应用层提供地图数据服务和功能服务资源。

业务逻辑服务器，主要负责日常业务需求，例如用户管理，资源管理，权限管理等。通常由Java或者.NET负责，与常规后端开发是一致的。

客户端

客户端主要是前端的内容，其包括基础的HTML5，CSS3和ES6等；进阶的React，AngularJS和Vue等前端框架；再结合各类WebGIS API，主要有开源地图库，以Leaflet，OpenLayers和MapBox GL为主，专业地图库，以ArcGIS API for JavaScript为主；

个人的理解和思考

通过对体系结构了解，可以看到WebGIS是一个全栈式网络地理信息系统开发。一方面需要掌握一定前端技术，另一方面需要掌握相关的后端技术和数据库技术，同时还要具备地理信息综合知识。这是一个相当庞大知识网络体系，建立于地理信息科学基础上，通过互联网技术得以表现。

综上来看，WebGIS的前置知识课程，就包括互联网技术和地理信息知识。

• 互联网技术：前端Web开发技术，后端服务开发技术，计算机网络原理和应用和数据库原理和应用等。
• 地理信息知识：地理信息导论，网络地理信息和空间数据库等

综合应用

一方面可以从相关论文中探索，也可以从当前所接触的项目了解。另一方面，可以从各类GIS开发大赛中学习，一般大赛包括Esri杯大赛，超图杯大赛，中地数码大赛等。