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随着地理信息系统应用范围的扩展和应用需求的深化,对于空间应用的组成和实现方式提出了新的要求,对于数据的共享能力和数据间的互操作性提出了新的要求,而传统的应用系统间的数据共享比较困难,数据集成方面也存在缺陷,传统的应用模式和软件组成模式限制了地理信息系统向更深层次的发展.数据存储模型在一定程度上决定了地理信息系统上层的应用模式.传统的应用很多是单节点的,面向特定应用的系统,在分布式网络环境下缺乏应用间以及与其他系统应用间的交互能力;对于空间数据和属性数据的存储,不同的系统采用不同的存储方案,如采用特有的文件格式存储,或存放于关系数据库表中,或者是两者的混合模式.存储模式的差异,也造成了数据共享的困难.各种存储模式描述能力不一样,实现复杂度差别大,各个平台间的数据很难共享.数据之间的转化代价高昂,面对数据采集方式的革新带来的数据膨胀,这些矛盾将更突出.传统的应用开发模式是针对特定的应用领域的,针对应用的特点,构建数据的存储方式,并开发其上的具体应用.虽然也发展了形如C/S、B/S模式一类能在一定情况下能满足简单网络应用环境的模式,但应用间差别很大,不同的应用系统没有通用的开发模型和成熟的工具类库的支持.大型的GIS软件提供商提供了开发GIS应用的基本平台和用户进行二次开发的工具软件支持,但是没有从根本上解决数据交换共享、应用间的互操作的问题.这种应用结构、开发模式不能解决数据的互操作性问题.针对以上问题,该文主要讨论基于Web Service的空间数据交换软件的设计与实现,包括组成和实现技术.分析了如何基于开放的规范和协议构建开放的数据存储一体化模式,并在此基础上,提出基于Web Service数据节点互操作方案,以及其上统一的应用开发模式,包括提供以面向对象的思想定义的对其上构建应用的组件支持.该文结合以往课题的实践,设计与实现了一个Geo Service的原型.重点研究了在空间数据文本化之后对数据的查询问题,提出了结合元数据和GML的两阶段查找方案;参照Web Service的思想,提出了分布式环境下,数据节点集群交换空间数据的模型;以及通过Web Service屏蔽了不同应用系统底层的差异,通过公共统一的上层数据表示,提供统一接口的各类服务,满足上层应用开发遵循统一的模式;最后定义在构建一个空间数据交换、共享软件所需的工具、环境支持一Geo Component.对于数据共享中的问题,在参考一些已有的解决方法之后,该文提出了一些模型,提出了改进的办法,做了分析,也对提出的解决方案做了评估,讨论了适用的环境和存在的不足.最后,该文对于地理信息系统的发展和近期的热点问题做了讨论.