随着Intemet的普及，传统的GIS逐步从单机的“信息孤岛”步入网络的海洋，WebGIS逐步进入人们的日常生活。经过数年的发展，WebGIS的功能更加丰富，不再是简单的在线地图浏览、下载，还提供丰富的数据服务和处理功能。同时，GIS应用的推广普及使得在生产和应用过程中积累了大量的异构空间数据和独立封闭的应用系统，造成了许多的信息孤岛，给数据和应用的共享与互操作带来了困难。 SOA是一种适用于变化环境的软件开发体系架构，其遵循“软件即服务，服务即软件”的理念，将应用程序的不同功能单元通过服务之间良好定义的接口和契约联系起来，形成一个有机的整体。面向SOA的WebGIS将散落在网络中的各种软件资源以GIS Web服务的方式加以利用，能够在一定程度上消除当前WebGIS数据和操作难于共享与互操作的瓶颈。 基于上述思想，本文分析了WebGIS的概念、发展、体系以及存在的问题，探讨了SOA的相关理论，结合WebGIS的发展，将SOA的基本思想引入到WebGIS系统的设计与构建中，提出了一种面向SOA的WebGIS框架。从概念体系、层次体系以及实现框架等方面对面向SOA的WebGIS框架进行了研究与设计，并分析了框架中所涉及的相关GIS Web服务。从OGC规范与Web服务标准之间的兼容性、主流分布式平台选择、服务的实现方式以及SOA与Web2.0的结合等方面对面向SOA的WebGIS框架所面临的关键问题进行了探讨。 最后，在J2EE平台下，论文对框架中各层所涉及到的部分服务进行了设计与实现，同时，结合具体应用，在框架的基础上进行了相关原型实例系统的设计与实现，从数据的动态更新、缓存以及客户端等方面对实例系统关键实现技术进行了探讨，初步验证了框架的可实现性和有效性，对服务式WebGIS的发展进行了一次有益的探索。