WebGIS（万维网地理信息系统）是利用Web技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技术，是在网络环境下的一种兼容、存储、处理、分析和显示地理信息的计算机信息系统。基于Java Servlet模式的WebGIS具备多种其它模式所不及的优势，而采用GeoServer（地理信息系统服务器）与OpenLayers 结合是实现Java Servlet模式的WebGIS 最佳选择。　　 首先对WebGIS的多种架构模式进行比较，分析了基于Java Servlet 架构模式的优点，然后针对这种模式采用GeoServer与OpenLayers 相结合的方式进行深入研究。　　 系统包括服务器端和客户端，对于服务器端设计，采用分层架构思想，分别创建WFS服务器和地理应用服务器，阐述了地理数据转换-导入流程、SLD 文件编写以及图层组创建过程。对于客户端设计，分析了常用的基本功能，并结合实际需要拓展了高级功能，其中基本功能有地图展现、缩放、平移、显示经纬度和显示比例尺，拓展后的高级功能包括距离计算、地名解析和定位以及信息加注。　　 针对基于Java Servlet模式开发WebGIS的服务器端性能问题进行深入研究并提出了多种优化方案，在使用辅助方案的基础上，提出了JVM（Java 虚拟机）性能调优方案、建立并改进缓存服务器以及使用tmpfs（一种基于内存的文件系统）存储缓存图片等从根本上解决服务器端性能问题的方案。同时设计了一序列实验分析比较性能优化的效果。研究结果表明：优化JVM 能够提高系统垃圾收集速度进而提高地图渲染效率，建立缓存服务器能够减少客户端等待时间，并提高地图缩放的切换速度，采用tmpfs 存储缓存图片使本系统在应对大客户量时响应速度不受影响。这些方案不但有效地提升了服务器端性能，而且经济、简单、方便，具有重要的实用价值。