随着Internet的发展，网络地理信息系统(Web Geographical Information System，简称WebGIS)已成为空间数据库和地理信息领域中的研究热点。随着WebGIS的应用深入，复杂数据类型的逐渐应用所带来的用户响应问题使得传统的WebGIS预取算法面临了新的挑战。本文主要研究基于希尔伯特曲线(Hilbert Curve)的WebGIS数据预取策略，及其在一个实际的工程项目——网络规划专家(Network Plan Expert，简称NPE)系统中的具体实现与应用。本文首先在对WebGIS中不同数据的应用特点进行比较分析的基础上，针对大数据量非空间属性数据所面临的响应延迟问题，提出一种基于希尔伯特曲线的预取算法。该算法能较好地利用访问对象的邻接关系，“过滤”掉访问概率较低的对象。相对于基于分区和基于预取窗口的常规算法而言，新的预取算法提高了预取的命中率，从而解决了以往算法面临的两难问题；并且能随对象在地图上的分布情况动态地调整预取对象的数量，适应复杂数据对象的预取。分析和实验结果表明，新预取算法在保证预取命中率的同时可减少预取对象集合的大小，有效地降低了请求响应时间，减轻了网络带宽占有率。本文针对WebGIS开发中较突出的问题，结合实际项目，设计了一种基于组件的多层WebGIS模型，并基于J2EE架构阐述了该体系结构的设计与实现。这种多层体系结构能更好地调整应用体系，可利用中间件的特点来选择路由、平衡负载、提高整个系统的性能。本文结合多层模型与基于希尔伯特曲线的预取策略，阐述了NPE系统的实现技术与实际应用情况，并分析其性能。实际应用表明，采用预取机制的NPE系统具有较好的性能，缩短了系统响应时间；且系统的总体上具有良好的集成性与可扩展性，最终缩短了开发周期并降低了开发难度，同时系统的安全性得到了保证。最后，总结全文并指出需要进一步完善的工作和今后可能的研究方向。