摘 要 本文首先介绍了Ajax的出现背景，然后分析了AJAX引擎的原理和各个组成部分，接着讨论了Ajax在WebGIS中的应用，总结出三种开发模式，并给出了用Ajax.NET在MapXtreme.NET2004平台上开发webgis的关键源代码。
关键词 WebGIS; Ajax; XMLHttpRequest; Web Application; MapXtreme.net
当前Web服务逐渐渗入到人们的日常生活中，越来越多的人正通过web享受信息化时代带来的各种服务。WebGIS是GIS与Web有机结合的产物，是Internet环境下的一种存储、传输、处理、分析、显示和应用地理空间信息的计算机系统，它将GIS带入到千家万户，使GIS真正成为一种大众使用工具[5],[18]。
1 Ajax引擎的原理AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）是现有多种技术的综合，包括JavaScript、XHTML、CSS、DOM、XML、XSTL和XMLHttpRequest。Ajax使用XHTML和CSS标准化呈现数据，使用DOM实现动态显示和交互数据，使用XML和XSTL进行数据交换与处理，使用XMLHttpRequest对象进行异步数据读取，使用JavaScript绑定和处理所有数据[1]。Ajax为交互操作较多、数据读写频繁和数据分类良好的Web应用提供了一个很好的解决方案。其中XMLHttpRequest、JavaScript和DOM是Ajax技术的核心。
1.1 XMLHttpRequestXMLHttpRequest是Ajax引擎的核心技术，是Ajax引擎解决无需刷新整个页面即可从服务器获取所需数据问题的关键。在微软IE 平台下XMLHttpRequest 是XMLHTTP 组件的一个对象，它通过允许开发人员在web 页面内部使用XMLHTTP ActiveX 组件扩展自身功能，开发人员不必从当前的Web 页面导航而直接与服务器上的数据库进行双向数据传输。该项功能相当重要，它弥补了无状态连接的缺点，排除下载冗余Web 数据的需要，从而提高了进程速度。
1.2 DOM ( Document object Model )DOM 是给HTML 和XML 文件使用的一组API。它提供了文件的结构表述，允许开发人员改变其中的内容,建立网页与程序语言沟通的桥梁。所有Web 开发人员操作及建立文件的属性、方法及事件都以对象方式来展现，这些对象均可由当今大多数浏览器以脚本取用。一个用HTML 或XHTML 构建的网页可看作是一组结构化数据，这些数据被封在DOM (Document Object Model）中，且DOM 提供对网页中各个对象的读写支持。
1.3 JavaScriptJavaScript是一种在浏览器中大量使用的跨平台编程语言，常被用来制作网页特效或表单验证。在Ajax 中JavaScript 则是XMLHttpRequest与DOM 交互的桥梁以及Ajax 引擎工作的主要推动力。JavaScript 通过调用XMLHttpRequest 的属性和方法获取服务器端数据，调用DOM 的API更新Web 页面内容，从而实现整个页面的无刷新更新页面的效果。
2 基于Ajax引擎的Web应用体系结构
图1 Ajax web 应用程序模型
Ajax采用异步交互过程，在用户与服务器之间引入一个中间媒介，从而消除网络交互过程中“处理—等待—处理—等待”的缺点。用户的浏览器在执行任务时即装载了Ajax引擎，通常放在一个隐藏的框架中。Ajax引擎采用JavaScript语言编写，负责编译用户界面及与服务器之间的交互。Ajax引擎允许用户与应用软件之间的交互过程异步进行，独立于用户与网络服务器间的交流。用JavaScript调用Ajax引擎来代替产生一个HTTP的用户动作，如内存中的数据编辑、页面导航、数据校验等无需重新载入整个页面的请求，可由Ajax引擎来执行[1], [17]。基于Ajax引擎的Web应用体系结构模型如图1所示。
Ajax的原则是“按需获取数据”，可最大程度地减少冗余请求和响应对服务器造成的负担。把以前一些服务器承担的工作转到客户端，利用客户端闲置的能力进行处理，从而减轻服务器和网络的负担，节约空间和宽带租用成本。
3.2 无刷新更新页面，减少用户实际和心理等待时间首先，“按需获取数据”的理念减少了数据的实际读取量。
其次，DOM 的使用不像传统刷新那样出现白屏的情况，而是在读取数据的过程中显示的是原来的页面状态，只有当接收到全部数据后才更新相应部分的内容，而这种更新也是瞬间的，用户几乎感觉不到, 提高了可用性，提高了用户体验。这种无刷新更新页面的功能，减少用户实际和心理等待时间。
3.3 基于现有公开的标准化Ajax技术标准公开，跨浏览器和跨平台，并且不需要插件或下载小程序。
3.4 实现数据聚合Ajax可以调用外部数据，实现数据聚合的功能。比如微软发布的在线RSS 阅读器；用户还可以利用一些开放的数据，开发自已的应用程序，例如可用GOOGLE的地图数据做一些新颖的专题地图网络应用。
3.5 界面与应用分离，数据与呈现分离Ajax 在整个Web 服务系统中的位置决定了Ajax 引擎只要从服务端获取XML 或者其他格式的数据，便可定制整个Web 界面，从而可以使用服务端只注重数据逻辑处理而不必关心Web 界面的呈现，将数据呈现的工作交给Ajax 引擎来做，这样有利于分工合作、减少非技术人员对页面的修改造成的Web应用程序错误，提高了效率，也更加适用于现在的发布系统。
3.6 有大厂商的支持AJAX被IT大厂商包括Google、yahoo、Amazon和微软大量采用并广泛应用到实际的项目开发中，证明了市场的欢迎程度和该技术的正确性。
4 Ajax在WebGIS中的应用 4.1 通用AJAX开发框架AJAX遵循Request/Response模式，这个框架的基本流程为：对象初始化－＞发送请求－＞服务器接收－＞服务器返回－＞客户端接收－＞修改客户端页面内容，这个过程是异步进行的。
(1) 初始化对象并发出XMLHttpRequest请求。
为了让Javascript可以向服务器发送HTTP请求，必须使用XMLHttpRequest对象。各个浏览器对这个实例化过程的实现方式不同。IE以ActiveX控件的形式提供，而Mozilla等浏览器则直接以XMLHttpRequest类的形式提供。
if (window.XMLHttpRequest) { // Mozilla, Safari, ...
http_request = new XMLHttpRequest();
}
else if (window.ActiveXObject) { // IE
http_request = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
}
(2) 指定响应处理函数
指定当服务器返回信息时客户端的处理方式，相应的处理函数名称赋给XMLHttpRequest对象的onreadystatechange属性。例如：
http_request.onreadystatechange = processRequest;
(3) 发出HTTP请求
指定响应处理函数之后，就可以向服务器发出HTTP请求。这一步调用XMLHttpRequest对象的open和send方法。
http_request.open('GET', 'http://www.example.org/some.file', true);
http_request.send(null);
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