WebGIS是当前GIS发展的一个重要方向，是GIS走向“社会化”的有效途径，也是构建“数字地球”的核心平台之一。虽然WebGIS有多种实现方式，但是随着WebGIS应用的不断加深，原有的基于“黑箱模型”的解决方案已经越来越不适应新的发展要求。主要表现在空间数据的共享与互操作困难，WkbGIS的分布式特性与系统结构存在矛盾等，这就制约了GIS“社会化”的进程，也阻碍了“数字地球”的发展。本文着眼于现有WebGIS系统的缺陷，根据OGC制定的开放式GIS标准，结合计算机技术的发展，对WebGIS系统的设计与开发作了较为深入的研究，设计了一种基于J2EE和GML的系统模型并付诸于实践。 主要工作有： 1) 分析WebGIS现状，指出WebGIS发展面临的挑战；针对现有WebGIS系统的缺陷，结合开放式GIS标准及WebGIS的设计目标和开发原则给出解决途径。 2) 探讨GML在解决WebGIS空间数据共享与互操作中的优势，设计一种在原有“黑箱模型”基础上的过渡型方案。 3) 深入分布式技术在WebGIS中的应用，分析基于J2EE开发WebGIS的优势，基于WebGIS分步骤服务模型结合GML给出一种WebGIS的浏览器／服务器分布式计算策略。 4) 以GML作为空间数据的描述和传输方式，结合应用服务器技术，基于J2EE多层网络应用体系设计一种符合开放式GIS标准的分布式WebGIS系统结构。 5) 初步开发基于上述系统结构的WebGIS系统，并与具体应用系统相结合，对实施过程中的一些关键问题作了探讨。