1.4. WebGIS的功能和应用

1.4.1. 功能 #

WebGIS从理论上讲可以实现GIS的全部功能， 可以在互联网上实现地理信息的收集、存储、编辑、处理、管理、分析、共享和可视化等。 现阶段应用较多的主要功能包括以下几个方面。

• 地图和查询:在线地图是WebGIS最常见的形式和最常用的功能，可以说 是WebGIS的门面。 地图上的每个地物都有属性数据，可以进行空间查询 (如这里是什么？）和属性查询（如书店在哪里？）。

• 数据采集:专业人员和业余用户都可以利用互联网来采集地理信息。 利用移动客户端，野外工作人员能将野外采集或验证后的数据传送到办公室的服务器和数据库中， 提高数据的现势性（见第5章）。近年来，自发式地理信息， 即非专业人员所自发贡献的地理信息（Goodchild,2007),大都是通 过Web来收集的。

• 地理信息的传播:WebGIS是一个传播地理信息的理想平台， 政府机关、学术机构和商业部门长期使用这个平台共享空间信息（见第6章）。 从早期的美国空间数据仓库、地理信息一站式门户网站到目前的geo. data, gov和ArcGIS.com等， 它们都允许用户搜索和下载数据，共享地理Web服务，促进了跨部门的合作， 帮助用户充分利用现有的数据资源，避免数据的重新采集，这既降低了费用，又提高了效率。

• 地理空间分析:WebGIS不仅是电子地图，它还提供许多空间分析功能， 特别是那些贴近人们日常生活的重要功能。例如，量算地物的距离和面积、寻找最佳的驾车或公交路线、 查找地址或地名的位置、利用邻近分析来查找最近的商店。 政府、企业和科研机构也可利用WebGIS进行一些专业的空间分析。 例如，利用化学物品泄漏扩散模型来计算出可能受影响的区域，并利用叠加分析来确定要疏散的街区。 在商业零售方面，选址模型可以帮助企业分析在哪里开设商店可能产生最好的利润。 在低碳和绿色能源方面，太阳辐射模型可以帮助公众估算在自己的房顶上安装太阳能面板所可能产生的能量。 基于已有案发地点的分布，公安部门能制作热度图，让公众知道哪里是高危险区，提醒公众注意安全。 有些最佳路径分析还做了进一步深化，不仅考虑到起点和终点的距离与沿途道路的限速， 还考虑到了接送所要求的时间窗口、沿途的交通堵塞和桥梁限高等。 这些功能显示了WebGIS可以针对现实世界中的实际需求而量身定制， 为雇员、顾客和公众提供具有针对性的服务，解决实际的问题。

1.4.2. 应用简介 #

WebGIS可以应用在与地理有关的各行各业中，它具有降低费用、提高效率和扩大影响等效果。 本部分简要介绍几种应用类型，本书其他章节提供了更详细的应用案例。

1. WebGIS作为新的商业模式和新的商品

WebGIS已经创建了一些新的商业模式，而且重塑了许多已有的商业模式，直接或间接地创造了巨大的利润（见第8章）。

WebGIS所带来的最显著的商业模式是基于地理位置的广告服务， 这种模式被谷歌、微软和百度地图等所用， 它们针对用户所搜索的关键字和位置来显示广告赞助商的商品和服务。 这种广告发布方式比传统的电视和广播等广告模式更精确，有更髙的回报率。 从广告赞助商的角度来看，这种按点击量来付费的模式能让他们更好地了解广告的实际效果， 更好地控制在广告上的投资。 众所周知，这种商业模式已经为谷歌等公司带来了巨大的财富。

通过软件即服务的商业模式，WebGIS本身也能作为商品来提供和销售。 例如，Esri的在线商业分析（Business Analyst Online， BAO)就是一种基于WebGIS的商品（见第8章），它基于大量而详细的人口和消费等商业数据， 利用商业分析模型，帮助用户进行贸易区分析、商店选址和寻找潜在客户群的分布。 BAO按使用量收费，用户也可以按年来订购。 采用这种软件即服务的商业模式，让中小型企业也能用得上GIS， 他们不需要购买自己的GIS硬件、软件和数据库就能进行自己所需要的商业分析,从而得到图文并茂兼备的商业报告，并以此制定商业决策。

许多企业用WebGIS进行战略规划、市场营销、客户服务和日常管理，以期提高效率，取得竞争优势。 从前，只有少数拥有桌面地理信息系统和GIS专业人员的大型企业才能进行这些GIS的分析，现在， 越来越多的企业，包括很多小型企业，都能够使用GIS。 WebGIS的用户界面易于使用，它可以直接由管理人员、普通员工和客户直接操作。 几乎所有的商业网站都有诸如“商店查找”或“分店查找”网页，以地图的方式显示自己的位置， 帮助顾客迅速查到要去的商店并能取得行车或公交路线。 自来水公司能整合WebGIS和CRM( customerrelationship management;客户关系管理）数据库， 把那些抱怨家里水压不足的客户标注在地图上，分析哪里的管线可能出现问题， 找到需要维修的地点和需要关闭的阀门，把这些信息和地图发到外业维修人员的手机上，以尽快解决这些问题， 从而能获得较好的客户满意度。 美国联邦快递公司利用WebGIS实时跟踪车辆， 监控车内状态,如温度是否在保存易腐烂物品所需要的适宜范围，确保及时和完好地交货（Mollenkopf，2009)。

2. WebGIS作为 电子政务 的一种强大而具有亲和力的工具

电子政务 一词于20世纪90年代初被提出， 许多国家通过立法、监管和财政激励等手段积极推动 电子政务 的发展。 很多政府事务与位置相关，地理位置也就成为政府业务的基本框架， 这使得GIS和WebGIS成为 电子政务 的重要组成部分。 通过易于理解的在线地图，WebGIS是一种很具亲和力的沟通渠道。 凭借其具有的分析能力，WebGIS能为决策者提供广泛的地理智能和辅助决策方案。 许多已经长期使用桌面GIS的政府部门也正转向使用WebGIS， 以便充分利用WebGIS在交流和协作方面的优势（见第9章）。

WebGIS为公共信息服务提供了诸多便利，它以增加公民知情权来提高政府透明度。 例如，通过在线地图， 美国地质调查局 发布最新的自然灾害信息(图i.ID ,告诉公民近期发生的地震、森林火灾、飓风和洪水等， 并警告公民避开即将到来的灾难。 为了让公众能够了解州政府的运行状况， 美国马里兰州政府建立了 MD iMap( Maryland’ s InternetMap;马里兰州政府互联网地图）网站， 为公民和公务员提供了多种信息，如规划中的空地、生态保护区、高速公路景观美化工程的进展等（见第9章）。 按照《梅根法案》，美国联邦政府和很多州将有性侵儿童前科者的住址和个人资料公开在互联网上， 供民众查询及采取保护措施，避免很多案件的发生。

结合“众包”（crowdsourcing)模式，WebGIS还是一条自下而上的信息通道， 能吸引公众的参与，收集公众建议，吸纳集体智慧,提高政府的工作质量。 例如，美国土地管理局和林业服务局已经利用WebGIS做了一项实验，让市民在在线地图上进行标记， 表示他们是支持或反对某项土地利用规划，从而利用公众的知识来改善政府规划的质量。 CitySourced公司为多个城市提供市政设施监控服务，让公众通过手机来报告路灯需要更换和路面损坏需要维修等问题。

3. WebGIS作为数字化科研（e-Science)的基础平台

现代科研往往涉及海量数据和密集计算。 网格计算通常被认为是数字化科研的主要平台。 然而，网格计算需要复杂的中间件，有较高的学习门槛，大多数的研究人员很难有机会直接使用它。 WebGIS和云计算为数字化科研提供了计算能力强大、数据丰富、成本低廉、容易使用的基础设施。

目前，万维网已经日益成为一个巨大的分布式数据库、强大的计算平台和一个协同实验室。 直接连接到万维网上的传感器和实时数据集都在不断地增多。 越来越多的机构把他们的地图服务、空间分析服务发布到了“云”中。 根据自己的科研需求、采用聚合技术，科学家们可以把这些丰富的资源整合起来，支撑自己的研究。 万维网已经在成为数字科研的新平台，容易入门，成效明显(Hall， De Roure and Shadbolt, 2008)。

4. WebGIS作为人们日常生活中的重要工具

“六何”法（英文中所说的5个“W”和1个“H”）——何人（who)、何事(what)、何时(when)、何地（where)、为何（why)和如何（how)，是人们日常生活中所遇到的基本问题，其中“何地”是重要的一个方面。人们经常会遇到诸如到哪里吃饭、到哪里人住、到哪里购物，如何从这里到那里去等问题，它们都与GIS有关。传统上，教育界认为，一个人在社会上生存需要学会三项基本技能，即“3R”’~—读(reading)、写(writing)和算术（arithmetic)。 近来，空间认知能力被认为是继“3R”之后的第四个“R”，即第四项基本能力（Goodchild， 2006)。 而WebGIS,特别是在线和手机地图，是人们了解自己的生活空间和获得空间认知能力的重要手段。

1.4.3. 发展机遇 #

长尾理论是分析互联网商业模式和机遇的一种方法（Anderson, 2004,2006)。 根据长尾理论（图1.12)，长尾曲线的头部是大众化市场，长尾曲线的

尾部是专业化市场，而头部和尾部的市场利润可以一样多。 以音乐商店和书店为例，一些商店只销售最流行的几种唱片或书刊,尽管它们所提供的产品种类较少， 但每种产品能卖出很多数量，从而能够盈利，它们占据长尾曲线的头部。 亚马逊书店等商业模式利用了互联网的长尾效应，即它们销售的唱片和书籍很多都不属于畅销品， 每件商品的销售量不多,但因其产品种类众多，所以销售总额和利润加起来仍然很可观， 这就是亚马逊等购物网站成功的重要原因之一。 长尾理论也可以用来分析WebGIS的商业模式和机遇（BOUwman,2005)。

• 头部:在WebGIS市场中，其长尾曲线的头部由大众在线地图、基于位置的服务和与位置有关的社交网络等应用占据。 代表性公司有谷歌地图、微软必应地图和Foursquare等。他们提供有限但都是大众所常用的功能， 如电子地图、周边查询、兴趣点查询、地址匹配、最佳路径计算和寻找附近的朋友等。 由于用户群基数大，它们一般采用广告的运营方式，即向用户提供免费的服务，而向广告赞助商收费。

• 尾部:政府、企业和研究机构往往具有特殊的需求， 包括收集自己专门的或需要保密的地理数据、向客户或员工提供独特的业务功能、 在部门内和组织间的业务交流、为企业运营和决策提供辅助支持等。 这些特殊的和多样化的需求往往是那些大众在线地图应用所不能满足的，需要独特的解决方案。 这些解决方案通常由各单位自己或在咨询公司的帮助下对专业WebGIS软件进行定制或二次开发来完成。 专业WebGIS软件可以在服务器端和客户端进行深入定制。

• 潜在的市场和机遇：目前，WebGIS还处于早期发展阶段， 在大众化市场和专业化市场都有大量的空白领域有待人们去探索和开发，而且这两种市场可以相互补充。 大众在线地图和手机应用为广大民众提供了地理可视化和常用的分析功能， 展露了 WebGIS巨大的商业价值和广泛的应用范围。随着空间认知能力的增长和对WebGIS潜能的认识， 人们会逐步提出一些更深人的与地理空间有关的问题（Dangermond，2009b)。 这些问题往往需要专业WebGIS来解决，从而产生了新的专业需求，为长尾， 即专业化WebGIS市场带来新的机遇。

GIS专业人员在开拓WebGIS的潜力方面具有重要的作用。 GIS专业人员肩负着提供权威地理信息、设计高质量的可视化工具、构建专业分析模型、使 WebGIS成为本单位业务系统的有机组成部分、构建地理信息共享平台等任务。 就教育工作而言，WebGIS是一种新的、容易使用的和有趣的教学工具， 它能够培养学生从区域和全球的角度思考问题， 有助于提髙他们的空间思维能力和解决现实世界实际问题的能力（Kerski,2007)。 今天的学生就是明天的决策者、GIS设计师和GIS用户，培养他们的空间认知能力意义重大， 可以影响到未来社会很多决策的制定。

19世纪是铁路的世纪，20世纪是公路的世纪，21世纪是信息高速公路的世纪。 随着万维网的继续壮大和普及，GIS的应用和影响将继续扩大，WebGIS将继续迅猛发展， 渗透到人们工作和生活的方方面面，为人类社会的发展作出巨大的贡献。