什么是Web GIS？除了公认的科学和技术定义外, 我们可以参考维基百科提供的内容, Web GIS中包含了三个基本要素: 地理数据地理信息及其可视化 (地图)、地理空间软件和互联网。Web GIS 是最常见的在线 GIS 形式，网络地图的开发是在网络创建后立即开始的, 主要是以已发布的在线地图的形式, 其中 PARC 地图查看器是第一个基于 web 的地图,到如今Web GIS已经达到了二十年前无法想象的水平, 这主要归因于 web 技术的进步。在 web 的开发方面, web 通常由不同的作者使用四代称为 web 1.0 到 web 4.0 (及更高版本) 来识别。一代又一代的一般 web 开发为 web GIS开发奠定了基础, 它经历了一些不同但相互关联或重叠的阶段。
发展阶段
早期的 web GIS经历了静态地图发布、静态 web GIS和交互式 web GIS等阶段。近年来，以下三大因素构成了早期web GIS发展的基础：一是在免费卫星图像的发布和重大灾害事件发生的推动下, 利用测绘和地理信息系统技术来管理和应对此类事件，使得公众对地理信息系统的认识显著提高；二是新的互联网技术, 即 AJAX 和地图瓦片技术的产生， 两者都侧重于减少网络地图的响应时间。三是基于无线网络的位置服务， 使用户能够移动地访问地理信息系统和制图技术。根据支撑地图的技术类型确定了五代网络地图。第一代地图是静态地图, 如施乐公司 parc 地图服务器首创的地图。它们是嵌入在 HTML 文件中的静态地图, 通过超链接进行简单的点击访问。超链接为用户选择要查看的地图。下一代包括使用 Java 和 ActiveX 动态创建的动态 HTML 地图, 当时的地图用户界面开始显示类似于 GIS 接口。但是, 功能仅限于地图浏览和简单查询。第三代 web GIS是由异步 JavaScript 和 XML (AJAX) 技术的发展推动的, 该技术缩短了响应时间, 并为用户与地图的直接交互铺平了道路。这就为开放服务应用程序编程接口 (Api) 提供了途径, 在 mashups 的生成过程中, 可以访问这些接口并将其与用户贡献的数据结合起来。最后, 第四代聚焦于虚拟地球球体, 如美国宇航局世界风、谷歌地球和微软必应, 这些都为用户提供了更逼真、更身临其境的三维地球体验。这些覆盖全球数字图像的首批公共网络服务的出现, 打开了通过互联网绘制到全世界公共地图的地理空间世界。其生成地图的能力远远超出了一小群 web 开发人员和制图专家的范围。建立在云计算、丰富的互联网应用 (RIA) 和众包基础上的第五代，用户可以访问云计算资源和服务, 而不是专注于获取足够的硬件资源和下载桌面软件, 其中现在包括, 例如, 亚马逊云存储和 web 服务, Microsoft Azure 云和 ESRIArcGIS 在线。网络首先以文件网络的身份出现, 然后转变为人们的社交网络, 现在发展成为数据和社交的网络。网络的后一个过渡侧重于涉及人和数据的更强有力的联系, 即围绕信息和知识的人与人之间的互动, 其中包括协同制图、基于位置和移动的活动、动态进程和在地理环境中的互动等。随着 Web 技术 的不断发展, 包括在地理空间领域的发展, 人们仍然在猜测未来的 web 开发可能包含哪些内容。人们越来越关注与自动化和半自动决策的人机交互。
发展趋势
在过去几十年中, 网络地图的发展经历了一些重要阶段，每个阶段对网络地图的使用和进一步发展产生了重大影响。这些发展涉及技术和用户，开发中的技术通过提供共享平台 (静态和云时代)；改善对数据请求的响应时间 (动态、服务和交互式时代)；为数据访问提供更丰富的界面 (来影响数据的可访问性）；基于地球、移动、定位及智能, 支持数据、功能和服务生成 (交互式、数字地球、LBS、智能化)。通过分析各个阶段的发展和进步, 可以收集到某些趋势, 从而产生潜在的方向, 从而确定 web GIS 的未来。数据从桌面环境转移到云中。在网络制图的早期时代, 地理空间数据和地图是由专业人员生成的 (例如, 地理信息系统数字化、测量、摄影测量和遥感), 所捕获的数据量相对较小受到低数据的限制计算机网络带宽和基础设施。云计算时代, 越来越多的数据被捕获并存储在云中的某个地方, 越来越多的通过 IoT 在线的设备开始向网络贡献更多的数据, 包括基于位置的数据。数据从桌面环境转移到云中的趋势, 以及通过移动、传感器和社交媒体通信平台捕获的数据量不断增加。在这些数据中, 很大一部分是地理空间图像和特征。2014年, google 地图每月拥有超过10亿用户, 占全球互联网用户的 41%。网络地理空间数据功能的广度和复杂性在网络制图时代得到了广泛的发展。从简单的静态地图开始, 作为在线图像, 已经发展成为具有全方位 GIS 功能的 Web GIS 系统。随着交互式和协作 web 映射时代的发展, 用户不仅能够检索, 而且能够使用异步客户端/服务器技术捕获、编辑、存储和分析地理空间数据。网络地图服务时代为地图服务器提供了不仅是地图图像服务, 还提供地理空间数据和处理服务的途径。这使得 GIS 功能能够在线提供, MapQuest 的情况就是如此。数字地球的发展将地图瓦片技术引入高度互动的2D 和3D 地理浏览器。基于云的技术的发展为在线托管数据和功能提供了基础设施, 带来了 web 制图和 Web GIS 的快速发展。通过在云中实施 web 数据库和地理处理服务的体系结构, 可以将更多的 GIS 功能集成到一个真正的 Web GIS 在线平台中, 使全球用户更容易访问。新兴的在线地图和 GIS 环境开始为增加用户共享、协作和基于团队的内容提供提供更多支持, 包括实时共享环境, 同步不同位置的协作者同时进行地图共享和地理处理。越来越多的数据、信息和知识被捕获和派生, 这就需要加强管理、功能、分析和建模。对网络地图和地理空间应用的方向和未来意味着什么？网络上的数据和信息数量继续激增, 其来源包括航空和卫星图像、众包数据、在线数据库、传感器、来自物联网的数据源。数据在未来几年将是如此重要, 以至于 "不智能地使用数据的组织将无法生存" 。Web GIS将继续是数据科学的一个重要组成部分, 因为位置 (space/time) 是事件的基本关键, 可视化仍将是解释和链接数据、信息、知识和信息的最有力工具之一。
