网格GIS体系结构及其实现技术

网格 GIS是实现广域网络环境中空间信息共享和协同服务的分布式 GIS软件平台和技术体系。将地理上分布、系统异构的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等 ,通过高速互连网络连接并集成起来 ,形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境就是网格地理信息系统。本文在分析网络空间数据特征的基础上 ,提出了网格 GIS的 5层体系结构模型,分析了空间(元)数据标准、空间服务标准、分布空间对象技术、构件与构件库技术、基于框架的互操作技术、中间件技术等 ,它们是实现该系统的关键技术。     

网络地图服务中空间查询与分析的栅格化实现

地理信息获得了越来越广泛与深入的应用.空间查询与空间分析是GIS(Geography Information System,地理信息系统)的核心特征之一,也是空间信息服务(如Web Feature Service)实现中的关键问题.如何在网络地图服务场景下提供高效能的空间查询与空间分析功能是网络地图服务器设计与实现中的...     

面向GeoData Service的矿产资源规划信息服务系统

 通过对当前矿产资源规划信息化建设现状,以及GeoData Service技术特征和优势的基础上,提出面向服务理念架构3层B/S模式的矿产资源规划信息服务系统。着重对系统的逻辑结构、空间数据库、系统功能进行了详细设计,并对封装了矿产资源规划成果数据的GeoData Service服务的构建要点、处理方法及该种处理方法的技术优势进行了阐述;同时给出了在Dotnet框架下,采用ArcGIS Server.NET ADF开发技术,开发实现的矿产资源规划信息服务系统的运行实例。最后,剖析了Web ADF异步回调技术、基于JavaScript的Web动态导航技术、ADO.NET数据访问技术、系统性能的整体优化方法等关键技术在系统中的具体实现。系统运行表明,矿产资源规划信息服务系统为矿产资源规划信息化建设领域系统建设的架构方式从Web GISystem到Web GIServices的转变及矿产资源规划成果数据信息的同步更新与管理、远程提取、网络分布式共享拓展了一种新的应用模式。     

地理立体视频Web服务框架设计与接口开发

地理立体视频是对视频帧扩展了内外方位元素等地理空间参照的立体视频,支持基于位置的视频查询和影像量测,提供了地理空间表达的一种新形式。随着Web服务技术的广泛应用,地理立体视频Web服务将进一步拓展视频GIS应用。本文重点讨论了地理立体视频Web服务原理和系统设计。通过分析服务功能,设计了由数据层、服务层及表现层构成的地理立体视频Web服务框架;利用REST风格的Web服务技术,从资源确定、URI定义,以及资源操作接口、表述格式等方面进行了服务设计,详细定义了检索服务、视频播放服务,以及影像量测服务接口及其HTTP交互机制,以WCF框架和ArcGIS Server平台实现了相应的服务接口。本文以河南大学金明校区为例,开发了地理立体视频Web服务原型系统并进行了应用实验。结果表明,地理立体视频Web服务实现了可视化、检索及量测等功能,适合于Web环境下视频GIS应用开发,对新型可定位多媒体Web服务的标准化具有参考价值。     

基于SOA的数据服务中间件的研究与实现

农业信息化建设过程中,各信息系统数据源的异构性、分布性和自治性限制了农业信息资源的有效共享。为了解决这一难题,结合面向服务体系结构和Web服务技术,设计一种可以共享普通数据,地理信息系统空间数据和移动设备通过全球移动通讯系统传输的数据的服务中间件,并成功应用于海南热带农业信息服务系统的开发应用中。通过实际使用证明,该中间件有效地解决了该地区农业信息资源的共享问题。     

基于Web服务的海洋矢量场远程可视化研究

目前,GIS大部分空间数据的静态网络可视化共享及其服务器端数据集中管理提供底层数据服务的方式,不仅难以满足与日剧增的多源异构海量空间数据共享需求,同时从应用角度也难以满足对动态性较强的海洋环境信息进行实时可视化共享的需求。而网络Web服务和网格技术的快速发展及其与网络GIS的有机结合,使得分布式、一站式的空间数据实时动态网络可视化共享成为可能。因此,本文针对海洋矢量场信息,深入分析其网络实时动态可视化需求及相应的技术难点,并以Web服务为基础,探讨了在Web服务与网络GIS技术基础上建立一站式海洋环境矢量场网络动态可视化共享系统的技术方法和具体系统结构。文章最后以海洋流场数据为例,具体采用ArcGIS Server的网络服务技术,以及Arc Engine的高效可视化技术,具体实现海洋流场的网络动态可视化共享平台。实践证明,基于Web服务的海流网络可视化系统较好地满足了用户对矢量场数据网络共享与可视化的需求。     

面向环境数据集的Spatial OLAP系统集成

SOLAP是以空间数据仓库为基础,针对特定问题的联机空间数据访问和分析,实现SOLAP的前提是解决空间数据与非空间数据在空间数据仓库中的集成问题。首先,论文结合混合数据仓库架构模式,采用多层体系结构设计,提出和构建了一种面向环境数据集的空间OLAP系统的体系架构,包括"生产数据库—数据仓库层(基础业务库-主题数据库)-中间件层—BI综合分析层"等4个层次。接着,分析了环境数据集成和空间数据仓库建模过程,采用Oracle 11g来构建环境空间数据仓库,通过使用ODI工具的ETL功能实现环境属性数据集成。分析和构建了环境数据空间维度扩展的方法和模型,通过扩展行政区划维度表,使用Oracle Spatial sdo_geometry抽象几何数据类型存储环境空间数据,实现了空间数据和数据仓库数据的一体化存储。分析了SOLAP系统中OLAP和GIS的集成问题,采用OBIEE作为OLAP工具,Oracle Mapviewer作为GIS组件、GIS服务和OLAP服务在Web服务器中进行业务逻辑集成,对外提供统一的访问接口,实现OLAP和GIS的完全集成。最后,实现了一个环境数据集SO-LAP原型系统,验证了论文的框架和模型。     

空间信息服务在RFID物流管理系统中的应用研究

RFID（射频识别）中间件技术是RFID产业化的关键技术,分布式环境下的信息交换是这项技术的主要研究方向之一。随着企业对空间位置信息的关注需求日益增大,空间信息服务也成为RFID中间件中必不可少的组成部分。本文介绍了RFID中间件和空间信息服务的概念,通过一个RFID物流管理系统应用实例研究了空间信息服务在RFID中间件中提供空间信息操作,处理与交换的应用。     

基于SOA的地球系统科学数据共享平台架构设计与实现

为了能够有效整合集成分散、异构的地球系统科学数据资源,为用户提供“一站式”的数据共享服务,需要一种分布式的数据共享平台.本文首先分析了分布式地球系统科学数据共享平台对互操作的需求,然后设计了基于SOA(Service-Oriented Architecture)的分布式地球系统科学数据共享平台的总体架构.该平台由物理上分布、逻辑上统一的总中心、认证中心和分中心共同构成,采用Web Services技术将数据共享核心业务封装成一系列的Web服务:数据中心信息同步服务、元数据推送与管理服务、多源异构数据访问服务等.通过Web服务这种松散的耦合机制,不仅能够很好地实现数据中心之间的互操作,而且具有良好的开放可扩展性,可快速纳入新的异构系统作为分布式数据共享平台的节点,其数据共享核心服务,也可以方便地集成到其他应用系统中,为它们提供数据共享的功能.最后介绍了Web服务实现与部署的方法.分布式的地球系统科学数据共享平台已经应用到国家科技基础条件平台建设项目:地球系统科学数据共享网中.截止到2007年底,通过共享平台成功整合了10.23TB的分散数据资源,为3万多用户提供17TB的数据服务.     

城市环境保护信息系统的研究

本文探讨了以互联网为平台、以客户/服务器(C/S)和浏览器/服务器(B/S)三层结构模型为基础的城市环保信息系统(GIS)。在分析比较两层与三层系统体系结构的基础上,提出系统构建的总体思路,并着重强调了构件技术在系统建设中的特殊作用。在网络环境下增强了客户端对于城市环保信息的可操作性,除实现对环保信息远程查询检索之外 ,还增加了远程数据录入、处理与分析的功能。在城市环保GIS中还引入环保专业分析模型 ,通过通用的接口平台,将专业分析模型与环保信息有机融合,实现了污染分析模型在地理空间上的三维可视化,为环保管理和环境保护决策提供了形象而定量化的依据。     

空间数据访问集成与分布式空间数据源对象查询

目前,针对空间数据库的访问与处理方法,无法满足分布式环境下异构数据源的服务化存取和面向空间数据源的对象查询处理需求。本文给出了数据网格环境下的分布式空间数据访问与查询的方法和实现,并在服务化查询处理过程中,嵌入符合SQL/MM查询规范的空间拓展函数,实现分布式空间数据对象查询和嵌入查询过程中的空间数据分析处理。在此基础上,给出空间数据对象查询树的构造过程,以及分布式空间查询工作流的执行流程。数据访问与集成策略在空间数据处理上的应用,对异构空间数据源协同处理等,涉及大规模空间数据存取访问的应用需求,有很好的理论和实际应用价值。     

网格GIS数据传输机制与策略

WebGIS实现了数据的分布性,而基于中间件的网格GIS的目标是实现GIS数据和GIS功能服务的分布性。本文介绍了网格GIS的信息处理流程,并根据网格GIS对数据传输功能的要求,提出了网格GIS数据传输的实现策略。在网格GIS数据传输过程中,对地理空间数据信息的描述,是通过GML语言来完成的,并利用Web services、消息中间件等构造网格GIS数据传输服务,同时对于网格GIS数据传输中的安全问题作了阐述,利用代理机制来完成数据传输过程中的安全控制。     

空间互操作框架集成模式分析

空间互操作已经成为地理信息共享领域研究的重要内容,广义的空间互操作也逐渐成为空间共享技术的代名词。虽着空间互操作研究的深入,空间互操作的模式与方法也逐步多样化起来。本文分别对基于语义空间数据互操作模式,开放式地理数据互操作规范与分布式异构数据库互操作框架,主流GIS平台互操作产品以及ISO/TC211的空间互操作服务体系结构进行分析的基础上,提出了改善各种互操作技术,以提升互操作性能的方法,指出了空间互操作技术框架的发展规律与趋势。从数据转换到开放文件格式,从标准交换格式到应用程序接口,从空间数据库到Web服务的集成,随着时间和互操作技术的发展,互操作的性能也在逐步提升。     

基于RIA技术的WebGIS研究

该文分析了目前WebGIS所存在的问题,同时介绍了RIA的有关情况,并据此提出了基于RIA构建WebGIS的思路。在分析这种方案理论可行性的基础上,着重介绍了RIA环境下地理信息组织、存储以及缓存等关键技术问题,同时也给出了RIA构建WebGIS的体系结构方案,并对客户端、服务器端以及协议方面作了详细探讨,通过系统的开发,对下一步工作,如语义挖掘、安全问题等作了分析,认为RIA在地理空间数据的发布和共享中将发挥越来越大的作用。     

基于WSRF的网格空间服务及其管理

网格技术与空间信息技术的结合,产生了空间信息网格。空间信息网格能够汇集各种空间信息资源,进行一体化管理,支持资源共享,提供"按需服务"的能力。"按需服务"要求能根据用户的要求,提供多样性服务,即能自动发现所有满足用户需求的空间信息资源或其组合,并评估各个资源或其组合,按一定目的选择资源,提供服务。但是由于网格的动态性,使得使用者较难得到现势性很好的空间信息资源的信息,直接影响了空间信息网格"按需服务"的能力。将传统的空间信息服务技术直接融入网格不能解决这一问题。为了解决该问题,提高"按需服务"的可靠性,本文根据支持资源状态和服务分离的网格框架W SRF,提出了W SRF设计网格空间服务及其管理的方案。即在空间信息资源节点,除了将信息资源以标准服务的方式提供使用,还以W SRF的方式组织资源的状态并提供访问和订阅;网格中央节点收集、维护和管理各子节点的服务和资源状态信息,提供信息访问接口以支持"按需服务"所必需的资源选择。最后按照该方案实现了一个简单的空间数据网格。     

基于网格的高性能地理信息系统初探

网格技术不仅可以解决由于WebGIS缺少"集成"和"互操作"所造成异构GIS应用之间的数据共享与互操作问题;而且可以结合高性能计算手段解决GIS扩展应用中的高密集的计算问题。Grid GIS不仅能为应用提供丰富的各类GIS资源,而且为解决分布异构环境下的GIS共享以及互操作提供了可行的解决方案。然而如何利用Grid技术为那些异构GIS应用提供高性能计算服务,成为一个值得探索的问题。为此,本文初步探讨了基于Grid的高性能GIS的体系结构、整体布局等关键技术,同时对如何构建高性能的GIS服务节点提出了相应的解决办法。     

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