第18卷第4期計(jì)算機(jī)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(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(Web GIS)在數(shù)據(jù)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)帶來的優(yōu)勢(shì),如減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)、平衡服務(wù)器和客戶端的負(fù)載、無刷新更新頁面、減少用戶心理和實(shí)際的等待時(shí)間、實(shí)現(xiàn)地圖的動(dòng)態(tài)更新、實(shí)現(xiàn)地圖的可視化交互以及開發(fā)效率高等,并指出在Web GIS中使用Ajax技術(shù)應(yīng)該注意的諸如兼容性和用戶習(xí)慣等問題。Ajax 技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)為傳統(tǒng)的Web GIS帶來新的生命力。關(guān)鍵詞:Web GIS;Ajax;異步傳輸中圖分類號(hào):P208;TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(jié)合體。.隨著網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的不斷成熟,越來越多的神奇的技隨著Ajax在Google Mail、Google Suggestion等產(chǎn)術(shù)使地理信息系統(tǒng)(GIS)的應(yīng)用走上- -個(gè)又-一個(gè)新的品中的廣泛應(yīng)用,Ajax正逐漸吸引著Web開發(fā)界的眼臺(tái)階。通過把這些新的強(qiáng)大的技術(shù)整合到GIS系統(tǒng)中球,成為Web開發(fā)的熱點(diǎn)。Ajax通過綜合運(yùn)用來,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開發(fā)界的XMLHttpRequest等技術(shù),在提高數(shù)據(jù)交互速度,改善Ajax技術(shù)正是這樣一項(xiàng)能夠給現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)GIS帶來用戶體驗(yàn)等方面發(fā)揮著重要作用。其中[1:福音的技術(shù)。1)XHTML和CSS具有靈活、可拼裝、基本、結(jié)構(gòu)化等特點(diǎn),被Ajax用來將系統(tǒng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶,構(gòu)建1 Ajax 技術(shù)簡(jiǎn)述一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的用戶界面。Ajax ( Asynchronous JavaScript and XML, 異步2)DOM由于對(duì)HTML.XHTML.XML擁有強(qiáng)大JavaScript + XMLHtp Request)是 2005年2月才由的操作能力以及結(jié)構(gòu)化的操作方法,故被Ajax用來實(shí)Jesse James Garrett正式提出的- -項(xiàng)綜合技術(shù),它并不現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示與交互。是一項(xiàng)全新的技術(shù),而是幾項(xiàng)已經(jīng)很成熟的技術(shù)的無3)XML和XSTL在結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)表示、傳輸、交互共中國煤化工比, XML和XSTL收稿日期:2007-07- 09在AjiaYHCNMHGo作者簡(jiǎn)介:龍騰飛(1986 - ),男,湖北武漢人,研究方向?yàn)榈乩硇畔?)XMLHttpRequest是XMLHtp組件的對(duì)象,它系統(tǒng)。使Ajax可以向服務(wù)器發(fā)起異步的通信請(qǐng)求,并接收服166●計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展第18卷務(wù)器返回的數(shù)據(jù)。這樣,Ajax可以像桌面應(yīng)用程序一游 、放大、縮小等操作,并且只有當(dāng)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)交換。才更新相應(yīng)部分的內(nèi)容。這種更新是瞬間的,用戶幾5)JavaScript 因其具有簡(jiǎn)單、靈活、豐富的客戶端乎感覺不到,這將帶來更好的用戶體驗(yàn)?？刂坪捅憩F(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),所以被用來操作HTML、2.4實(shí)現(xiàn)地圖的動(dòng)態(tài)更新XHTML、CSS,綁定和處理所有的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的WebGIS系統(tǒng)更新的將是整個(gè)地圖內(nèi)容,基于Ajax技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(xiàn)地圖的可視化交互瀏覽器客戶端Web應(yīng)用程序越來越絢麗多彩,但其交互方式還戶摟口停留在20世紀(jì)70年代的基于表單提交的模式。AjaxJevsScript callHTML+CSS敷據(jù)將類似桌面系統(tǒng)的交互方式引人到了Web應(yīng)用程序用戶樓口Ajex 引擘中,用戶可以像使用桌面系統(tǒng)那樣更加方便、交互地實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的通信,并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的效果,這給We-H中p請(qǐng)求Htp請(qǐng)求↑HnML+CSS數(shù)據(jù)XML數(shù)據(jù)bGIS系統(tǒng)帶來了不少生氣。2.6連貫的 用戶體驗(yàn)Web服務(wù)器傳統(tǒng)的Web應(yīng)用程序強(qiáng)迫用戶必須提交表單,然后等待頁面重載并更新內(nèi)容。如果忘記了填寫表單的數(shù)據(jù)倉后端系統(tǒng). .數(shù)據(jù)倉，后端系繞，某些信息,就必須重新填寫。而Ajax能夠提供持續(xù)的加工，Legacy 系繞加工，Legncy 系統(tǒng)用戶體驗(yàn),不需要重載頁面,用戶需要做的只是填寫需服務(wù)器端服務(wù)器墻要的信息而已。傳繞網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型Ajax 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型2.7 Ajax 技術(shù)可以用于移動(dòng)GIS系統(tǒng)的開發(fā)日1傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型和Ajax模型的比較這種開發(fā)方法具有開發(fā)周期短,維護(hù)方便,擴(kuò)展性強(qiáng),能適應(yīng)各種平臺(tái)的特點(diǎn)?；贏jax技術(shù)的移動(dòng)設(shè)2 Web GIS中采用Ajax技術(shù)的必然性備的實(shí)現(xiàn)在參考文獻(xiàn)[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Ajax引Ajax還具有:開放性、無需插件、可以調(diào)用外部數(shù)據(jù)、擎能夠很好地實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器之間的請(qǐng)求、應(yīng)答進(jìn)一步促進(jìn)頁面呈現(xiàn)和數(shù)據(jù)的分離等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)制。Ajax的出現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)網(wǎng)頁的使用形式。不過基于Ajax技術(shù)的Web GIS系統(tǒng)具有以下優(yōu)于傳Ajax 程序的編寫相當(dāng)困難,這種技術(shù)難度曾經(jīng)一度限統(tǒng)Web GIS的特性。制了Ajax 的廣泛應(yīng)用,大多數(shù)人只能夠粗略地了解2.1減輕服務(wù)器的負(fù)擔(dān)Ajax而不能夠真正使用Ajax進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)。但是，Ajax的原則是‘按篅取數(shù)據(jù)" ,當(dāng)其應(yīng)用于數(shù)據(jù)量自從微軟公司推出ASP. NET AJAX之后,開發(fā)者可以特別大的GIS系統(tǒng)中時(shí),可以在相當(dāng)程度上減少冗余使用ASP. NET 2.0的服務(wù)器端開發(fā)模式快速建立A-請(qǐng)求和響應(yīng)對(duì)服務(wù)器造成的負(fù)擔(dān)。jax網(wǎng)頁,而在豐富的Ajax Control Toolkit 支持下,不2.2平衡服務(wù)器和客戶端的負(fù)載會(huì)編寫JavaScript也能為Ajax 網(wǎng)頁加入強(qiáng)大的客戶端利用Ajax技術(shù),可以將過去的一些服務(wù)器的工作功能。另一方面,越來越多成熟的Ajax開發(fā)框架的完負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)嫁給客戶端,利用客戶端閑置的能力來處理,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(fù)擔(dān),節(jié)約空間和寬帶租用的成本。Web GIS中的應(yīng)用創(chuàng)造了機(jī)遇。2.3無刷新更新頁 面,減少用戶心理和實(shí)際等待時(shí)間GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量很大，傳統(tǒng)的Web GIS系統(tǒng)在3 ArcIMS 中傳輸模式的分析讀取大量數(shù)據(jù)時(shí),容易出現(xiàn)白屏的情況3。Ajax使用在ArclIMS中,瀏覽器同服務(wù)器之間的通信是基XMLHttpRequest對(duì)象發(fā)送請(qǐng)求并得到服務(wù)器響應(yīng)，可(圖2[6]顯示從客戶以借助JavaScript在不重新載人整個(gè)頁面的情況下使端寫RYH中國煤化工處理請(qǐng)求并返回響用DOM更新頁面。因此,在系統(tǒng)響應(yīng)用戶請(qǐng)求讀取應(yīng)的CNMHG空間服務(wù)器的Ar.服務(wù)器數(shù)據(jù)的過程中,用戶所面對(duì)的不是空白的屏幕，cXML響應(yīng)通過應(yīng)用服務(wù)器被發(fā)送回Servlet 連接器，而是原來交互頁面的內(nèi)容,甚至還可以進(jìn)行地圖的漫- 個(gè)新的HTML頁面被動(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頁面。新的頁面包含一個(gè)名為果。passXML的JavaSript方法。它響應(yīng)傳遞給另外-個(gè)第二,用戶的習(xí)慣性很多用戶習(xí)慣于使用傳統(tǒng)的在MapFrane頁面中名為poces xXML的Jvacripr方式來 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(yīng)傳遞給是習(xí)慣就是習(xí)慣,突然出現(xiàn)- -種新的方式的時(shí)候反而其他的方法來處理。會(huì)讓他們不知所錯(cuò)。Ajax 不需要刷新瀏覽器,因此在很多情況下用戶執(zhí)行一個(gè)操作后發(fā)現(xiàn)瀏覽器并沒什么動(dòng)靜會(huì)傳遞應(yīng)答到PostFrame提交應(yīng)AreXMLSeodToServer0PostFrame FormForm表單用請(qǐng)求感到很迷茫,特別是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)速度慢的時(shí)候,用戶的一個(gè)請(qǐng)求務(wù)I需要很長時(shí)間才能反應(yīng),在等發(fā)送請(qǐng)求到New PostFrane寫新器AreXML待的這段期間,用戶也許會(huì)認(rèn)processXMLO頁面!響應(yīng)為Web有問題,可能關(guān)掉瀏覽器或則再做別的什么事情。另圍2 ArcXML. 請(qǐng)求/響應(yīng)模型外,用戶會(huì)習(xí)慣于瀏覽器提供AreIMS的這種基于ArcXML的請(qǐng)求/響應(yīng)方式是的一些功能，比如前進(jìn)、后退、刷新、停止,這些功能是-種很靈活的客戶機(jī)與服務(wù)器進(jìn)行通訊、交互的方用戶會(huì)經(jīng)常并習(xí)慣用到的,當(dāng)采用Ajax的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致式[7] ,非常類似于Ajax技術(shù)中的請(qǐng)求應(yīng)答機(jī)制,具有這些功能失效,當(dāng)然現(xiàn)在有很多人正在探索各種各樣相當(dāng)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(jī)。是限于同步傳輸?shù)姆绞?。即要求?qǐng)求和響應(yīng)同時(shí)進(jìn)第三,Ajax對(duì)流媒體的支持沒有FlashJava Applet行并列進(jìn)行,只有當(dāng)收到響應(yīng)后才能繼續(xù)提出請(qǐng)求;好[1],因此在超媒體網(wǎng)絡(luò)GIS系統(tǒng)中應(yīng)用Ajax技術(shù)時(shí)請(qǐng)求是通過提交表單的方式實(shí)現(xiàn)的,而這種方式的效必須考慮這- -問題。率是很低的,這些便是ArcIMS乃至所有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的弊端。例如在ArcIMS中對(duì)地圖進(jìn)行放大操5結(jié)語作時(shí)，如果前一次放大操作的結(jié)果還沒有從服務(wù)器端Ajax 技術(shù)一經(jīng)推出便成為了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的熱點(diǎn),再發(fā)送回來而又進(jìn)行了下一次操作,應(yīng)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(shù)據(jù)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(tǒng)的特點(diǎn)正好讓A-連續(xù)性又使用戶界面十分不友好一- -用戶 會(huì)經(jīng)常面對(duì)，jax技術(shù)充分地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),ESRI和MapInfo等公司白屏的數(shù)據(jù)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?shù)哪Ｊ骄湍軌虮苊膺@種尷尬。當(dāng)服的應(yīng)用- -定會(huì)為傳統(tǒng)的 Web GIS帶來新的生命力。務(wù)器端在處理客戶端的用戶請(qǐng)求時(shí),用戶仍然可以繼續(xù)進(jìn)行其它的操作[8],在服務(wù)器端完成應(yīng)答后,客戶端參考文獻(xiàn):可以及時(shí)地轉(zhuǎn)人接受服務(wù)器端的應(yīng)答[9],這樣用戶感.[1] 柯自聰. Ajx開發(fā)精要[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.覺到服務(wù)器對(duì)客戶機(jī)的響應(yīng)是瞬時(shí)的,大大地改善了2] GaretJJ. Ajax:A New Approech to Web Apications[M].應(yīng)用界面的友好性。[s.I. ];[sn.],2006.3] 欒紹鵬,朱長青.基于Aiax的Web GIS開發(fā)新模式[]/OL].測(cè)繪工程, 2006, 12:30 - 33. htp:/www. adep-4 Ajax 技術(shù)的問題tivepeth. com/pubicatios/essaysy achivs/000385 php.雖然Ajax技術(shù)的使用能夠顯著地提高GIS數(shù)據(jù)[4] Sayar A. Piere M, Fox G. Integzating AAX Approech into傳輸?shù)男屎陀脩艚缑娴挠押眯?但仍有一些問題需GIS Visulization Web Srvics[J]. IEEE Computer Society,要引起注意。.2006(2):169- 170.第一,由于Ajax需要JavaScript的支持,另外還需[s] 陳敬志,熊前興,袁 泉,等.基于Ajax的移動(dòng)設(shè)備客戶端要用到XMLHtp對(duì)象[10],所以對(duì)于瀏覽器的兼容性的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào):信息與管理工程需要考慮?？上驳氖?市面上絕大多數(shù)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(yīng)用最小程度地考慮兼容問題,但并不代表可以忽略它,畢(下轉(zhuǎn)第173頁)竟不同的瀏覽器執(zhí)行相同客戶端代碼會(huì)產(chǎn)生不同的效第4期耿波等:用關(guān)聯(lián)分析法對(duì)負(fù) 荷預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行二次處理. 173表3置信度表并采取關(guān)聯(lián)規(guī)則算法對(duì)預(yù)測(cè)后的結(jié)果進(jìn)行處理。并且在實(shí)驗(yàn)中證明,預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率得到- -定的提高。-3|-2|-1| 0| 1| 2| 3然而，在電力負(fù)荷數(shù)據(jù)庫中隱藏著很多有價(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(guī)則,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被充分挖掘。0| 00.01|0.05 0.13|0.160.300.130.12|0.070.02 0表4月負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率對(duì)比表0 0.01 0.030.09 0.130.36 0.21 0.12 0.050.01| 0采用了線性插值采用關(guān)聯(lián)規(guī)則0 0.050.080.09 0.30|0.22 0.160.070.02| 0 I日期方法的準(zhǔn)確率處理的準(zhǔn)碗率2005 年7月96.90%96.93%接下來,找出置信度大于置信度閾值的關(guān)聯(lián)規(guī)則2005年8月95.61%96.11%即為A→B的頻繁規(guī)則集,例如從表中可以看到有如2005年9月94.31%94. 12%下規(guī)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(fù)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(fù)荷變化2005年12月95.44%96. 12%率在-0.01到-0.02之間”這條規(guī)則的支持度為0.145,置信度為0.16)。其他規(guī)則不再一- -說明。在得參考文獻(xiàn):到頻繁規(guī)則集后,如果3點(diǎn)15分的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)冒大數(shù),[1] 蔡佳宏.超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)中相似日的選擇方法[J].華北電就用得到的頻繁規(guī)則集對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行處理。實(shí)驗(yàn)證明通力大學(xué)學(xué)報(bào),2006(1):38-41.過這種關(guān)聯(lián)規(guī)則分析的方法對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理后得2] 路廣.數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用到的最終預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率比原系統(tǒng)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(yàn)結(jié)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(fù)[4] 洪流.一種基于數(shù)據(jù)挖掘算法的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)[J].荷數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),對(duì)2005年7月到12月黃山市小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),2004(3):434 - 437.[5] 龍立波.短期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的數(shù)據(jù)處理技術(shù)[J].電力需的負(fù)荷量進(jìn)行預(yù)測(cè)。求側(cè)管理,2007(1)11-14.通過對(duì)幾個(gè)月的負(fù)荷量的預(yù)測(cè),和與實(shí)際負(fù)荷量6] Han jiawi, Kanber M.數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)[M].范的比較得到各月的平均準(zhǔn)確率見表4?？梢钥吹讲捎妹?孟小峰,等譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.關(guān)聯(lián)規(guī)則處理后的準(zhǔn)確率比原系統(tǒng)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(jié)束語ACM- SIGMOD Int. Conf. Managenent of Data. Washing-在原有負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,對(duì)其算法進(jìn)行改進(jìn),ton, D.C. :[s.n.], 1993:207 - 216.(上接第167頁)[7]孟令奎, 史文中,張鵬林.網(wǎng)絡(luò)地理系統(tǒng)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 ,柳長安.基于AJAX和Serlet的Web京:北京林業(yè)大學(xué),2006.GIS的研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)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)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.