第二章 文獻回顧
本研究利用混搭技術開發 WebGIS 應用系統，由網路結構為始探討 Web 1.0 轉型至 Web 2.0，資料的提供由網站轉型為平台，網路使用者也是資料提供者。資料在 Web2.0 時代的傳 遞透過目前主流的交換格式為 XML，另一發展主流為輕量化檔案傳輸格式－JSON。
WebGIS 開發技術演進，在本章 2.3 節進行論述。2.4 節討論 GDAS 與 GLS，為 OGC 正 在提倡的服務標準，利用空間 ID 連結屬性，成為具有屬性圖徵的資料，GDAS 與 GLS 標準 應用為 HTML 展示屬性資料、以 XML 傳遞屬性資料與其他 GDAS 連結，達成空間資料分享 目的。
2.1 Web2.0 2.1.1 Web 2.0 緣起
Web 2.0 是 O’Reilly 公司與 MediaLive 公司在 2004 年一場會議中提出的名詞。1990 年代 網際網路以.com 為主，在網路泡沫化之際，存活下來與發展良好的公司在資料的處理模式有 共通點，是網路使用者的知識及資料越形重要。網路公司也從獨自擁有資料的大公司轉型成 網路使用者參與資料提供的整合平台。以前網路使用者要發行資料，必須自己架設網站才能 分享，現在只要在社群網站(Yahoo，Google，MySpace 等)申請帳號，就能開始寫自己的 Blog。
Web 2.0 不是新技術，是當代網際網路技術的總稱，包含了群眾參與和傳輸技術的演進。
在圖 2-1 內容中，列出符合 Web 2.0 的標準，具備其中一些標準就可以稱為 Web 2.0 概念的網 站。
圖 2- 1 Web2.0 示意圖 依 O’Reilly 建議，Web 2.0 應該要有以下特徵(2005)：
1. 以網際網路為平台：網站變成一個資訊整合平台，不是單一的資訊提供者，例如 Blog 提供商。
2. 使用集體智慧：利用使用者的資料與互信編輯網路內容，如維基百科(Wikipedia)，
或拍賣網站，建立買賣互評機制，以評價作為網路消費參考資訊。
3. 數據是下一個「Intel Inside」：網路世界，擁有最多資料，代表更多營業商機。Google 以混搭方式讓使用者能簡單的將資料展示到網路上，數據的增加量快速。
4. 網路程式不停更新：網路使用者以瀏覽器上網，網頁的動態程式語言包括 ASP、JSP、
PHP 等，或是利用外掛(Plug-in)如 Flash，Silverlight 等，軟體的更新都在背後的腳本中，
軟體無時不刻在更新，只要使用者按下更新網頁，就得到新版本的網頁及服務。
5. 輕量化程式模型：以 XML 撰寫的資料存取協定如 RSS，Atom，有限定的架構，網 路資料在固定規範中撰寫，用意是快速讀取。網路傳輸協定如 REST(REpresentational State Transfer)及 SOAP(Simple Object Access Protocal)，讓 Web Service 有共通的傳輸協定，
在同一語言下網路程式可互相叫用，加速資料傳遞。另一類傳輸技術如 Ajax，可更新部 分新資料，大幅減少資料重複傳遞。
6. 軟體超越單一設備：在不同平台能使用相同的服務，O’Reilly 提出一個範例-iTunes。
使用者用個人電腦連結到 iTunes 購買音樂，或使用 iPhone，iPod，iPad，都能連到同一 個網路平台，讓購買方式超越設備。
7. 豐富的用戶體驗：動態網頁語言 DHTML、文件物件模型(DOM，Document Object Model)、XML、XmlHTTPRequest，JavaScript 等技術綜合為 Ajax 非同步傳輸技術，讓 網路能更快速的傳遞內容。另一部分是使用者的參與，像 Skype，使用者提供一部分頻
常用的 Feed 格式有 RSS(Really Simple Syndication)與 Atom(Atom syndication format)兩種，
使用者在網站訂閱這類 Feed 就可透過閱讀器觀看最新的綱要。
RSS 是 XML 的延伸應用，設計架構必須符合 XML 的規範，但 RSS 有限定標籤以利程 式讀取，不能自訂標籤定義。Atom 是基於 RSS 設計經驗後，規定更為嚴謹的 XML 格式，
例如 RSS 標籤<description>能描述全文或摘要；Atom 分類較嚴謹，利用<summary>描述摘要、
<content>描述內文。
2.2 Ajax
Ajax 全名是 Asynchronous JavaScript And XML，指的是非同步傳輸技術，首見於 2005 年 2 月，由 Jesse James Garrett 提出。運用在網頁架構，以往網路資料的處理方式是伺服器必 須處理整個網頁的內容，再回傳給使用者，此類方式造成未更新的資料也重複回傳，造成流 量浪費。Ajax 的處理方式是：將網頁中需要更新的部分傳給伺服器來處理。如 Google Suggest，
使用者鍵入部分資訊就開始在伺服器搜尋可能的資料，將可能的結果顯示。另一個應用例就 是 Google Map，移動及放大縮小即時進行，不需要重新整理網頁。提升了網頁的回應速度與
互動性。
2.2.1 Ajax 的規範與傳統網路傳輸型態比較 Ajax 規範有以下幾點：
1. 用 W3C 規範的 CSS 和 XTML 來定義網頁外觀。
2. 使用 DOM 來定義網頁元素，及 DHTML 呈現動態內容。
3. 用 XMLHttpRequest 或 XMLHTTP(微軟 Internet Explorer 的 ActiveX 物件)來解析與 處理非同步資料。
4. 使用 XML 進行資料交換，使用 XSLT 來轉換 XML 格式資料。
5. 用 JavaScript 控制前述的內容。
傳統網路應用圖 2-2 與 Ajax 架構圖 2-3 比較可見 Ajax 在傳統瀏覽器與伺服器間，還多 了一個處理 Ajax 訊息的引擎，安裝在瀏覽器端。Ajax 運作週期如下：
1. 對瀏覽器輸入資訊，輸入文字，按下按鈕，或是拖曳滑鼠。
2. 輸入的指令會轉換成 JavaScript 物件或函式，呼叫相關的程序傳給 Ajax 引擎。
3. Ajax 引擎對伺服器發出 XMLHttpRequest，在處理新的 XMLHttpRequest 時，
JavaScript 的函式呼叫已經開始回傳，這種過程就是非同步傳遞。而 Ajax 引擎得到伺服 器的 HttpResponse 時，Ajax 引擎會呼叫對應的函式在瀏覽器使用者介面反應。
圖 2- 2 傳統網路架構(Garrett, 2005)
圖 2- 3 Ajax 網路架構(Garrett, 2005) 2.2.2 Ajax 優缺點與處理方式
Ajax 的優點能在不更新整個頁面的前提下提供資料，對於使用者而言，更新部分的內容，
不需重整整個網頁能讓等待的時間大幅降低，增加瀏覽時的效率；對於網站業者，更新部分 的內容能避免多次傳送幾乎相同的內容給使用者，降低網站伺服器負擔。
Ajax 的缺點有以下二點：
1. 由於 Ajax 包括樣式控制表(CSS)、文件物件模型(DOM)及 JavaScript，目前各瀏覽器 商支援程度不盡相同，程式設計可能要先解決不同瀏覽器間相容性，而不是處理程式本 身。為解決此問題，有業者專門開發通用的 Ajax 函式庫或架構，開發商會先針對各個瀏 覽器測試，確保開發的功能在各瀏覽器都能運作，使用者或開發商再利用通用函式庫撰 寫網頁程式，讓各瀏覽器皆能正常作用，例如 jQuery 函式庫。
2. Ajax 一次只更新一部分資料，沒有「上一頁」，「下一頁」的概念，目前有一些 JavaScript Library 有開發此類功能函式庫，如 RSH(Really Simple History)及 jQuery。或在網頁開發 時，利用 iFrame 隱藏框架記錄最近幾次瀏覽資訊，或使用錨點(網址中的#符號)記錄前幾 次瀏覽的狀態，以實現上下頁功能。
2.2.3 Ajax 資料傳遞方式
非同步傳遞方法涉及資料交換，資料交換以通用標準語言傳遞，例如 XML 與 JSON，利 用程序解譯資料以 DOM 物件存取，以便進行存取解析。以下對 DOM 與 XML、JSON 此二 種交換格式作介紹：
1. DOM：文件物件模型(Document Object Model，DOM)，為跨平台與跨語言的界面，
動態網頁中每個標籤相當於一個節點，這些節點由下往上對應到整份網頁文件，有著樹 狀的結構，如圖 2-4 所示。
圖 2- 4 HTML 文件的 DOM 結構樹(W3C)
DOM是動態網頁的基礎，目前Cartagen(http://cartagen.org/)利用HTML5 技術，將地物視 為物件，伺服器利用GeoJSON格式將所有地物呈現於地圖上，使用者瀏覽器利用 GSS(Geographic Style Sheet) 繪製地物樣式，採用此種方式能讓使用者端電腦進行地物繪 圖，而不需透過網站伺服器將地物上色，降低伺服器負擔。Catagen.org展現如下圖 2-5 所示。
圖 2- 5 DOM 型態的 WebGIS－Catagen.org
圖上的黑色單元是一個物件，能對此物件進行透明度調整，下載地物資料操作。
Cartagen.org 的出現顯示 WebGIS 在 HTML5 時代有可能發展為 DOM 型態。
2. XML：XML(eXtensible Markup Language)，可擴展標示語言。1.0 標準在 1998 年推 出，1.0 標準在 2008 年修訂為第五版，1.1 標準在 2006 年修訂為第二版。XML 定義資料 與資料結構的方式，目的在不同系統與應用程式之間交換資料，XML 資料標籤的內容由 使用者自行定義。XML 有以下優點：簡單易讀、資料互通跨平台、具擴充性及容易被搜 尋(蔡利國，2006)。
XML 架構包含敘述 XML 資料的 XSD(XML Schema Defination)、控制 XML 顯示樣式的 XSL(eXtensible Stylesheet Language)，與聲明轉換規則的 XSLT(eXtensible Stylesheet Language Transformations)。XML 文件範例如圖 2-6 所示：
圖 2- 6 XML 資料範例(廖信彥，2007)
其中<?xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”>是一份宣告，指定版本為 1.0 版，使用語言 為 UTF-8。XML 為巢狀語言，開始標籤如<供應商>必須配對結尾標籤</供應商>。
XML 描述資料表的資料紀錄，描述 XML 文件類型與結構的敘述為 XSD。下圖 2- 7 為 XSD 檔案，描述供應商資料架構。
圖 2- 7 XSD 資料範例(廖信彥，2007)
XSD 定義 XML 檔案標籤的結構描述，例如欄位名稱(供應商、聯絡人)，資料型態(nvarchar)，
資料長度(maxLength)等。使用結構描述，能保證匯入其他資料庫的 XML 檔案，與原本 檔案的資料定義架構一致。
XSL 負責展示 XML 文件的樣式部分。設定資料顯示的字體、顏色、大小，瀏覽器展示。
XSLT 譯為可延伸樣式表語言轉換，提供了轉換的基準，讓 XML 文件在轉檔過程提供參 考，例如轉檔至 HTML 文件、RTF 文件，讓其他應用程式讀取辨識。
3. JSON：JavaScript Object Notation，是輕量級資料交換語言，首見於 1999 年，在 JavaScript 標準提出的資料格式。JSON 與 XML 相比，在於 JSON 不需要巢狀的標籤包 覆資料，資料量小，讀取較 XML 快。
JSON 資料結構如下圖 2-8 所示，物件(object)以大括號『{}』包覆；相同的物件歸類為 同一陣列(array)，以中括號『[]』包覆；物件成員以『”欄位名稱(字串)”：” 屬性(值或字 串)”』紀錄，物件與物件間，以逗號『，』隔開。
圖 2- 8 JSON 資料(廖信彥，2007)
JSON 呼叫方式以 eval 函數將 JSON 資料傳換為物件，這樣的作法可能有風險，因為惡 意程式碼可寫在 JSON 檔案中，不經過評估直接解譯可能讓網站遭受攻擊，目前的處理 方式是利用 JSON 官網提供的轉譯器，將資料先進行安全性判斷，確定安全再繼續解譯 資料內容。
2.3 WebGIS
WebGIS 是透過網路讓使用者可以在網際網路(Internet)及內部網路(Intranet)中獲取、儲存、
整合、處理、分析及展示地理位置相關的資料，在客戶端(Client)使用而不需購買任何商業的 GIS 付費軟體(Painho et al, 2001)，WebGIS 概念如圖 2-9 所示：
圖 2- 9 WebGIS 架構示意圖(Painho et al, 2001) WebGIS 與傳統單機 GIS 相比，具有以下優點(翁維瓏，2001)：
1. 更廣泛的使用層面：使用者只要進入同一個 WebGIS 平台，背後的資料可能來自不 同的伺服器。分散式的概念讓地理資料的聚合及增加資料更為方便。
2. 平台獨立性：使用通用的 Web 瀏覽器，或在瀏覽器加上外掛，就能使用 GIS 資料，
2. 平台獨立性：使用通用的 Web 瀏覽器，或在瀏覽器加上外掛，就能使用 GIS 資料，