GIS过程建模与集成化研究

【摘要】：现代计算机技术,特别是软件技术的发展十分迅速,为解决各类计算机应用问题提供了有力的手段。但是,由于空间数据及空间实体相互关系的复杂性以及GIS设计思想和体系结构上的局限性,虽然GIS软件也在努力地跟上IT主流技术的发展,也取得了许多有意义的进展,但相当一部分现代软件技术至今没有能够在GIS软件实现中得到有效的使用,导致许多空间信息的应用问题无法或很难得到满意的解决。结合IT技术的发展和空间数据获取技术的快速发展以及GIS日益旺盛的应用需求,认真分析GIS软件在设计思想和体系结构方面存在的问题,求得合理的解决途径是一件相当紧迫的事情。 纵观当前GIS的发展,随着其结构与功能复杂性的不断增加,传统的整体化结构与集中式控制的设计运行方式,已越来越显示出其自身固有的局限性。从整个未来软件应用模式的发展趋势看,GIS的设计必然会越来越向着网络化、个性化以及智能化等方向发展。GIS和其他计算机信息系统的融合成为发展趋势,这种融合包括信息共享、功能互操作和过程集成。 过程建模是当前软件工程领域一个重要的研究方向,其在软件工具的支持下,通过形式化地定义软件过程、模拟过程运行,进而实现精确的过程管理、控制和过程改进,该技术在软件工程和企事业过程工程中得到广泛应用。本文研究的出发点就是基于过程建模技术实现分布式GIS应用的集成,提供空间事务处理、空间决策支持、空间动态过程模拟等应用的一体化解决方案和软件工程平台。 本文分析了GIS应用的过程本质,系统地研究了地理信息系统过程建模的概念和类型,论述了GIS过程建模系统的有关技术,从过程建模、过程集成的角度提出了基于分布式网络的GIS系统集成和应用集成的解决方案。研究内容包括: 1)、研究了过程的概念、过程模型的构造方法、GIS的过程特征、GIS过程建模系统的概念框架、特征、功能需求和相关技术。 2)、讨论了过程模型中的地理时空概念、空间数据模型的研究现状和存在的问题、空间数据类型的多样性等,以空间系统理论为依据,提出了空间数据模型表示空间结构、GIS过程模型描述空间运动的GPMS系统思想,设计了适于表达GIS过程模型的基于框架的时空对象数据模型,并探讨了空间对象的时态表示和处理操作。 3)、研究了GIS过程建模的特点,比较了目前的工作流过程建模方法,给出了基于工作流思想的GIS过程模型。该模型描述了GIS过程模型的静态结构和动态过程中信息流、控制流的逻辑表达,设计了基于信息架结构的数据集成和数据流实现方法。