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地理信息系统(GIS)是与计算机科学、地理、遥感、测绘、城市规划、土地管理、市政建设等诸多学科和产业部门相融合的边缘技术。计算机技术、空间技术和信息科学的发展，特别是近年来Internet/Intranet的迅猛发展，为传统的GIS注入了活力，也提出了挑战。传统GIS模式下地理数据格式互不兼容、资源无法共享等诸多弊端已严重地阻碍了GIS在产业部门的广泛应用。与一般的信息不同，空间信息具有各种各样的结构，用户只能使用特定的GIS系统来访问某个空间信息，毫无疑问，这已成为空间信息交流的障碍。
在GIS领域，空间信息资源主要包含已有的空间数据，由于人们对空间现象理解的不同，使得几乎不同的GIS系统对空间对象的定义、表达、存储方式亦不相同。因而，空间数据共享异常复杂，要实现GIS系统间异构空间数据的自由交换也比较困难。
目前空间数据交换主要通过外部数据交换文件进行。大部分商用GIS软件定义了各自外部数据交换文件格式，这样，系统之间的数据一般要通过2-3次的转换，由于GIS系统很多，每一个系统都不可能提供直接读写所有商用GIS软件的外部数据文件的程序。
随着网络技术的迅速发展，GIS软件在信息和服务的共享方面正发生着翻天覆地的变化，使用WebServices是一种用现有、可行的Internet技术使多个应用程序共享信息的新途径。WebServices提供了互操作性,XML(可扩展标识语言)是使之得以实现的基础部分之一。
为了更方便地进行空间数据交换，也为了尽量减少空间数据交换损失的信息，使之更加科学化和标准化，开放地理系统信息联盟(OGC)推出了一个基于OpenGIS的数据模型和XML空间数据交换格式GML，它得到了业界的广泛支持，并将成为国际上流行的数据交换标准。XML可以作为网上不同数据存贮系统的交流中介。XML通过可扩展性提供了一种通用的数据格式，不同的软件系统之间可以通过这种新的数据描述方式进行通信，从而实现完全的互操作。GML(地理标识语言)是对空间信息的XML编码，可以用来对空间数据进行建模、传输和保存，它具有XML的基本特征并具有储存拓扑(特征之间的关系)、几何曲线和时间信息的能力。这样，借助GML，就能很好的实现不同GIS软件之间的空间数据交换。目前，GML已经成为事实上的空间数据编码、传输、存储、发布的国际标准，其应用开发已得到了许多系统和软件厂商以及政府机构、学术机构的支持。基于GML的GIS将成为下一代GIS的主流。
XML在复杂数据编码和信息交换中有着明显的优势，是解决当今WebGIS所面临主要问题的有效途径。WebServices是一种解决在异构网络环境下建立分布式系统的又一全新的网络构架技术。本文着重于探索空间数据交换的机制及新的网络技术XML技术和WebServices技术在其中的应用，提出以XMLWebServices体系构造WebGIS平台。本文的研究主要完成以下工作：(1)本文对.Net平台，WebServices的核心技术：简单对象访问协议SOAP(SimpleObiectAccessProtocol)、网络服务描述语言WSDL(WebServiceDescriptionLanguage)、统一描述，发现和集成UDDI(UniversalDescription，DiscoveryandIntegration)进行了较深入地探讨。利用WebServices可以搭建一个松散藕合的WebGIS环境，实现空间数据的共享和互操作。
(2)本文分析了目前XML在WebGIS中的应用状况，研究了OGC发布的简单要素模型和地理数据编码标准GML，详细论述了基于GML的地理编码的特点和相关技术。最后得出采用XML/GML作为地理数据存储和传输的载体可以方便地实现多源异构地理数据的集成和共享的论证。
(3)本文探讨了目前各种空间数据的交换机制，在参考了OGC的开放式地理网络服务模型基础上，提出了一个基于WebServices的空间数据交换机制的设计方案，并给出各项主要服务的接口设计。最后根据上述方案设计开发了一套简单的原型系统，验证了该设计方案的正确性和可行性。
基于WebServices的空间数据交换是一个崭新的研究领域。基于GML的空间数据建模技术和数据交换技术以及基于WebServices的系统构架技术的研究与发展都会给传统WebGIS技术带来极大的冲击，对传统WebGIS的方方面面的应用都将产生深远的影响。