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地理信息系统经过近半个世纪的研究和发展，逐渐从专业研究领域走向社会生产领域，从桌面系统走向网络环境，呈现出网络化、分布式和面向服务的发展趋势，由原来的封闭、紧耦合的单机系统演变成为开放、松耦合的地理信息服务。特别是在国家级行业部门内的地理空间信息系统建设中，往往呈现出一个广域网范围内、横向跨地区、纵向跨多级管理部门的松散分布状态。为了有效的组合这些资源，实现一体化的管理和使用，避免重复建设带来的资源浪费，迫切需要对这些网络上松散分布的地理空间信息资源进行集成，对用户提供统一、透明的空间信息访问接口。WebServices技术的发展和成熟，为分布式的空间信息集成提供了新技术手段，Web Services与GIS(Geographic Information System)的结合成为分布式GIS服务的主要研究方向和实现途径。OGC(Open Geospatial Consortium)、ISO/TC211(International Organization for Standardization)等国际标准化组织对GISWeb服务进行了研究，提出了一整套相关的规范，并得到了业界广泛的认可和采纳，为异构空间信息集成提供了有力支持。
本文主要从分布式地理空间信息集成框架的概念模型设计、体系结构设计、关键技术、原型系统实现四个方面做了重点研究，主要的内容包括：
1)在概念设计阶段：对分布式地理空间信息集成的实现方法和策略做了理论上的研究和探讨，提出了集成框架研究的主要内容，所要达到的目标，以及必须遵循的基本原则，为后续工作指明方向。
2)在结构设计阶段：依据建立的概念模型，提出了分布式地理空间信息集成框架的五层体系结构。
◆资源层(ResourceLayer)执行具体的空间数据访问和空间计算工作；
◆原子服务层(FundamentalServiceLayer)实现符合OGC规范的原子地理空间信息Web服务，并以此屏蔽下层的异构GIS环境，实现互操作。
◆服务联网层(ServiceConnectionLayer)通过分布式地理空间信息服务资源目录的联网注册，把所有分散的空间信息原子服务连接成一个虚拟的服务网络。
◆服务聚合层(ServiceAggregationLayer)通过研究实现分布式资源查询路由技术和空间计算结果缝合技术，给用户提供了对服务网络的透明访问接口。
◆应用层(ApplicationLayer)提供丰富的服务访问接口和人机交互系统。
3)在关键技术研究阶段：在分布式地理空间信息集成框架的五层体系结构基础之上，针对每层功能在实现过程中的技术难点分别做了专项研究与讨论，提出具体算法和技术解决方案。
◆在资源层，主要针对异构空间数据源的访问问题，依据OGC的简单要素对象模型，设计了一套编程接口来实现对异构空间数据源的访问；
◆在原子服务层，主要研究了面向Web服务的GIS服务分类法，并实现了基于LIDDI注册中心的GIS服务分类法的扩展。
◆在服务联网层，主要研究空间信息资源中心的联网理论基础和实现策略，以及如何建立的空间信息服务网络，提出了分布式环境中的空间服务资源查询路由算法，并从内部资源发现和服务网络内的路由迭代查询两个方面进行了深入技术探讨。
◆在服务聚合层，主要研究了基于虚拟四叉树的海量空间数据组织策略，并将该策略与集成框架相融合，实现对海量空间数据的分布式组织。对于空间计算结果的缝合问题，从基于GML的矢量数据缝合技术和分块遥感影像数据缝合两个方面做了研究。
4)在原型系统实现阶段：基于关键技术的研究成果，针对集成框架的五层体系结构，分别实现了对应层次上的原型系统。并通过原型系统在实际工程项目中的成功应用，对集成框架设计的正确和可用性进行验证。
本文的创新体现在以下几个方面：
1)针对分布在广域网范围内、横向跨地区、纵向跨多级管理部门的分布式地理空间信息的集成共享问题，提出了基于五层体系结构的分布式地理空间信息集成框架模型。
2)在集成框架的研究过程中，提出了原子地理空间信息Web服务(FundamentalGeospatialInformationWebServices)的分类方法，在此基础上提出了通过原子服务建立地理空间信息服务网络(GeospatialInformationServiceNetwork，GISN)的概念，并详述了该服务网络建设的技术方案和拓扑结构分析，以及基于该网络环境的分布式资源查询路由算法(DistributedQueryRoutingAlgorithm)。
3)针对海量栅格化空间信息的分布式存储与松散组织问题，提出了基于虚拟四叉树模型的多级海量空间数据的松散组织体系(LooseArchitectureofMulti-levelMassiveGeospatialDataBasedonVirtualQuadTree)，并把该理论与集成框架相结合，实现了广域网范围内的海量栅格化空间信息的分布式存储、组织与共享。