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空间信息栅格(SIG)系统框架、服务体系与服务聚合技术研究

唐宇  
【摘要】:随着空间信息应用需求的不断增长,数据海量、分布异构、处理复杂、计算密集等问题逐渐成为了制约空间信息广泛共享和应用的因素。而传统的空间信息技术已经无法解决现有的应用问题,迫切需要新的技术和方法来管理、整合、处理海量分布的各种空间信息,建立协同的空间信息应用环境,实现一体化的空间信息服务。为此,“863”信息获取与处理技术主题提出空间信息栅格(Spatial Information Grid,SIG)这一创新性的概念,旨在吸纳Grid、OpenGIS、Web Services等新技术的特点,着重在空间信息共享与互操作、空间信息应用集成、高性能空间信息分析处理等方面解决当前空间信息应用中的各种问题,满足多层次的空间信息应用需求。 空间信息栅格(SIG)是一种汇集和共享地理上分布的海量空间信息资源,对其进行一体化组织与协同处理,从而具有按需服务能力的空间信息基础设施。SIG以“服务为中心”,形成了一个全新的研究领域,相关理论和技术的研究尚处于起步阶段。在此背景下,本文从应用的角度对SIG进行了详细的分析和讨论,在总结应用问题和需求的基础上,着重在SIG系统框架、服务体系和服务聚合技术等三个方面进行深入研究,并构建了实验验证系统和典型应用,为SIG的后续研究与实际应用提供理论和技术基础。本文主要取得了以下研究成果: (1) 建立了SIG系统框架,从应用体系、技术体系、系统体系等多个方面对SIG体系结构进行描述,为SIG相关技术研究和应用系统的设计实现提供总体框架和顶层指导。 (2) 构建了SIG服务体系,研究了SIG服务协议,讨论了SIG服务分类和服务模式;此外,还探索性地提出了空间信息基础服务(SIES)的概念,以实现基于服务的功能粒度划分和应用层次划分。 (3) 基于SIG服务体系,分析讨论了SIG空间数据服务、空间分析处理服务的应用流程和实现方法,并给出了典型的服务实例。其中,在空间句法理论的基础上提出了一种新的面向空间对象的空间句法数据模型SSOODM,研究了基于R树的空间句法数据索引,为空间句法分析服务的设计实现提供底层支持。 (4) 构建了SIG服务聚合技术框架;建立了SIG本体概念体系;定义了对各种服务语义进行描述的SIG服务语义描述语言(SSDL),并基于此提出匹配度(MD)的概念


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