基于OGC标准的分布式地理信息服务链构建方法研究

【摘要】：地理信息领域的发展已由空间数据的限制转向数据分析处理功能上的限制。计算机技术的发展,尤其是网络技术的发展,很好地解决了地理信息领域数据共享问题。借助面向网络的服务化思想来解决数据分析处理功能的限制问题成为研究热点。通过网络获取数据及处理分析功能,集成多方地理信息服务资源共同完成复杂任务,从单一地理信息服务向多服务集合的服务链模式迈进。本研究通过分析当前地理信息服务的研究现状及OGC标准规范,借助BPEL工作流模型,探究了分布式地理信息服务链构建方法。面向用户应用,结合暴雨洪灾实例模型,开发了地理信息服务链实例应用建模系统。本研究主要包括以下几个部分:(1)地理信息服务相关技术与规范研究。以Web Services原理、架构和关键技术为研究基础,引出地理信息服务的相关内容。从地理信息服务的概念上入手,通过对ISO/TC211与OGC组织分别提出的地理信息服务分类体系的对比分析,确定采用OGC开放标准作为服务规范,并对OGC标准下的地理信息服务的规范接口展开研究。(2)工作流技术研究。探究包括工作流管理系统和工作流模型描述语言在内的工作流技术。分析工作流管理系统组成及各自的功能,为实现地理信息服务链提供理论指导。以BPEL语言作为服务链业务流程描述的实现,分析BPEL语言构成及特点,对BPEL建模过程中的活动及控件进行研究。(3)地理信息服务链构建研究。对地理信息服务链概念和分类进行分析,对比服务链的三种分类(透明链、不透明链和半透明链),探究实现服务链动态构建方法。以暴雨洪灾模型对地理信息服务链建模实例进行分析。设计暴雨洪灾洼地提取建模过程,明确实例中所用到的地理信息服务部署过程,并搭建GIS服务器环境发布所需服务。引入Apache ODE工作流引擎和Axis服务技术,设计OGC地理空间服务的Axis服务适配中间件算法实现;基于BPEL工作流模型设计完成暴雨洪灾模型中洼地识别的服务链。(4)设计面向用户应用的测试系统。结合实例对地理信息服务链应用分析,设计实现面向用户应用的测试系统。将暴雨洪灾模型服务链集成在系统中,以实际用户操作对系统进行展示和功能测试。实验结果表明,实现面向地学建模过程的地理信息服务链是有效可行的,为分布式环境下的地理信息资源共享提供了理论支持和实践指导。研究表明,遵循OGC服务标准,支持各种不同GIS平台服务的聚合再发布,保证了地理信息服务的通用性;基于BPEL工作流技术支持的业务描述标准保证了服务链描述的规范性,动态组合方法有利于获取新的地理信息数据和地学建模分析模型;实际的地学建模分析过程验证了以上研究方法的可行性。利用OGC服务开放标准和工作流技术规范,促进分布式系统中地理空间数据及GIS高级分析模型的灵活集成和互操作,实现基于地理信息服务链的应用模型推广。分布式地理信息资源的利用率低和扩展性低的现实问题得到充分解决,实现地理信息从“信息孤岛”到分布式共享的突破性转变,促进多学科、多领域的专家协作,丰富地理学建模研究领域的理论与方法体系。