论文部分内容阅读
城市是人类文明高度集中的区域，包含着大量与地理空间位置相关的信息。如何有效管理和利用这些空间信息资源是提升人们生产、生活水平的重要途径。随着数字城市、智慧城市建设的广泛深入，人们逐渐认识到城市范围内的地理信息共享与集成是解决上述问题的关键，而现有的地理信息应用因为软件平台、数据模型、数据组织、存储策略、开发模式和实施人员的不同，导致彼此之间很难进行有效的共享与互操作，从而形成“信息孤岛”。传统的基于数据转换、数据库的共享模式不能很好地解决异构资源和环境带来的诸多问题，而Web服务跨平台的特点则使其能够迅速融入到各种架构中。如何集成各类地理信息服务，使用户能够以统一的方式对其进行调用，满足复杂的空间分析或业务流程是新一代地理信息共享技术的核心问题。因此，研究面向服务的城市地理信息共享集成机制及其关键技术，基于面向服务架构(SOA)来构建城市地理信息共享环境，能够为数字城市、智慧城市的建设提供强有力的技术支撑，具有十分重要的意义。
本文旨在解决异构城市地理空间信息资源的共享与集成问题，从实际应用需求出发，研究构建基于服务架构的城市地理信息共享架构及其关键技术。论文首先从服务概念的辨析入手，研究地理信息服务相关理论和方法；分析和总结实现地理信息服务SOA架构的三种途径：SOAP服务、OGC服务和REST服务；系统研究了地理信息服务的分类体系。在此基础上，提出包含基础支撑层、异构资源层、GIS服务层、服务联网层、应用系统层五层结构的面向服务的城市地理信息共享框架，并详细分析框架中各层所包含的主要内容。在此框架的指导下，研究城市地理信息服务注册中心的构建方法、地理数据服务的Mashup以及基于工作流的地理信息服务组合等关键技术。最后，通过开发城市地理信息共享服务原型系统并在项目实践中加以应用从而有效验证了本文提出的理论方法和技术的可行性。
本文主要特色和创新点体现在如下几个方面：
(1)指出实现地理信息服务的三种不同模式：SOAP服务、OGC服务和REST服务；提出一种面向应用的地理信息服务分类方式：地理数据服务、地理功能服务和地理流程服务；在国内外相关标准的指导下，研究服务元数据的内涵，初步设计了城市地理信息服务元数据的结构。
(2)提出面向服务的城市地理信息共享框架。该框架完全基于Web服务构建，以服务为最小单元，符合SOA架构设计原则，给城市分布式、异构地理空间信息资源的共享、集成与应用带来新的思路。
(3)提出一种混合式城市地理信息服务注册中心构建方案。解决目前单一服务注册中心技术(如UDDI、CSW等)无法集成不同类型地理信息服务的兼容性问题；设计和实现针对不同类型服务的元数据自动采集方法。
(4)提出了采用LDAP目录协议构建城市地理信息服务分类目录的集成方法。指出基于LDAP目录协议构建的目录服务具有查询速度快、易扩展的特点，是有别于采用传统关系数据库技术建设目录服务的一次有效实践。
(5)研究基于工作流的地理信息服务链构建关键技术。针对目前服务组合只能组合SOAP服务，研究利用BPEL语言组合OGC服务和REST服务的方法，初步解决了异构服务组合应用的问题。