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。     

地理空间信息网格中间件功能设计与组件模型

中间件是地理空间信息网格的关键技术之一.研究的目的是为用户提供具有统一编程接口的虚拟机器,支持复杂应用问题的求解和广域网上各类资源的共享.设计地理空间信息网格中间件要具备资源动态监测、屏蔽节点异构、优化资源选择和协同计算等功能.地理空间信息网格中间件的组建模型包括:资源监测组件、计算服务组件、网格安全组件、容错服务组件、信息服务组件和应用调度组件.     

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。     

海洋信息网格服务平台的设计与实现

本文针对海洋信息的分布性、信息类型及格式的多样性、数据的海量性,以及数据处理的计算量大等特性,对地理信息系统、网格技术、Web服务技术,以及远程可视化技术等进行了综合研究。首先,探讨了海洋信息网格服务平台构建的关键技术,包括海洋信息网格技术、网格环境下海洋信息的集成方法,以及远程可视化技术,并提出了海洋信息网格服务平台的系统架构;其次,选定南海海域为实验区,以Argo数据、海温和海流数据为实验数据,实现了海洋信息网格服务平台原型系统。该平台可以集成异构、分布式环境中的数据服务和应用服务,为用户提供透明的、"一站式"的海洋环境信息Web应用。该系统为海洋用户充分利用各种海洋环境信息,提高海洋工作的效率,减少重复性投资、充分合理利用现有设备和资源提供了借鉴。同时实验表明,本文所提出的技术路线是可行和正确的。     

基于网格的海量分布式空间信息搜索研究

提出了基于网格调度和服务实现海量分布式空间信息的快速搜索技术,设计了基于网格的空间信息搜索引擎。利用网格开发工具ProActive实现了海量分布式空间信息搜索的网格调度服务,实现对中国300个城市的空间信息的快速搜索。     

地理空间信息网格安全问题解析及安全体系结构研究

计算机网络是地理空间信息网格的载体,二者之间有着密切的联系。其关联性主要表现在互连互通、基于协议、交互接口和虚拟组织几个方面。因此,计算机网络遇到的安全威胁,地理空间信息网格也同样会遇到。此外,地理空间信息网格还要面对自身特征带来的诸如攻击核心设施,导致整体瘫痪或破坏局部计算等各种安全威胁。针对这些问题,本文基于用户、通信网络、应用程序、网格资源四个环节,研究设计了地理空间信息网格安全体系结构,并论述了各模块功能和相互之间的关系,以及整体协同运行程序。     

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。     

空间信息网格SIG:新一代的空间信息基础设施和服务框架

空间信息数据量大、处理复杂、难以共享的问题对其研究和应用提出了挑战。空间信息网格(Spatial Information Grid,SIG)作为创新性的网络空间信息基础设施和技术体系,集成并拓展信息网格、空间信息系统、Web服务等前沿技术,以"服务"为中心,实现一体化、智能化的空间信息获取、存储、组织、分发、分析处理、集成与应用,实现基于网络的空间信息资源共享与空间信息服务。     

发展我国地理空间信息网格技术的探讨

网格技术发展迅速,从网格技术的发展轨迹和我国社会经济发展的需求来看,构建地理空间信息网格势在必行.本文介绍了网格的技术背景与发展进程,提出地理空间信息网格的结构层次应该是开放的、可扩展的、面向对象的,基于此设计了地理空间信息网格的结构层次,并针对我国构建地理空间信息网格提出了从局部到整体、政府支持与协调、完善规划和法规的建设性意见.     

网格GIS数据信息发布的关键技术

网格GIS数据信息发布是通过网格计算环境发布存储在数据库中的信息,是实现网格GIS的关键技术之一。网格GIS数据信息发布的特点是其发布方法的通用性、高效性、高自主性、易实现性以及软件的复用性。在传统的WebGIS数据信息发布中,常用的CGI、API、JDBC、ASP、JSP等方法在实现网格GIS数据信息发布过程中均存在局限性。软件Agent技术以及中间件技术为解决网格GIS数据信息发布提供了新的技术保障,本文针对网格GIS数据信息发布的要求和特点,讨论了利用Agent和中间件来实现网格GIS数据信息发布,利用Agent的思路和方法对传统的方法封装成数据信息发布中间件,从而用来进行网格GIS数据信息发布。     

海量城市空间数据资源汇集模块的设计与实现

研究了OGSA-DAI网格中间件技术,设计了一个基于OGSA-DAI的海量城市空间数据资源汇集模块,实现了城市地理空间信息的共享应用.本模块的创新之处在于扩展了OGSA-DAI的数据资源,实现网格环境下多源异构空间数据的访问与集成,对相关研发工作的开展起到了很好的借鉴作用.     

空间信息格网框架体系和关键技术分析

空间信息格网 (SIG)是格网 (Grid)技术在数字城市等地球信息应用服务领域中的具体应用。本文首先分析了格网兴起的背景以及国内外在格网领域的研究进展 ,然后建立了格网三层体系结构 ,提出了格网操作系统中基于 XML 的格网资源描述语言的资源管理方法和多层格网节点分治式格网任务调度管理方法 ,最后提出了基于空间智能体的空间信息格网的体系结构 ,并且探讨了空间信息格网中空间信息连通性和一致性、空间信息格网的智能化等一系列重点问题。     

资源环境数据格网的构建及其应用

资源环境、数据共享的紧迫性需要一个全新的资源环境研究平台,在该平台上不仅需要实现资源环境数据资源的共享,而且还要实现专业应用系统、计算模型、工具软件的共享。根据上述应用需求,利用数据格网技术,提出了资源环境数据格网的概念。遵循开放式格网服务体系结构构建了三层的资源环境数据格网,探讨了资源环境数据格网构建的关键技术。以1991-2001年环北京地区土地沙化分析为例,阐述了利用资源环境数据格网的应用。     

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。     

基于SOA的税收征管网络GIS平台

 为了能直观、形象和动态地反映不同区域税收状况的空间分布规律和变化趋势,提高异构税收征管GIS系统的数据共享和互操作性能,采用GIS企业级中间件与开放地理信息联盟(OGC)规范的GIS Web服务(GIServices)相互集成的方式,构建一种面向服务架构(SOA)的税收征管WebGIS系统(STAXGIS)。STAXGIS是一致性的业务模型和信息模型,通过GIS企业级中间件提供空间数据转换、税收业务处理与税收空间分析等高级服务功能,并采用GIServices提供税源查询与定位、税收专题分析、税务查询与申报等方面的信息服务。STAXGIS采用J2EE 4层框架(即数据层、应用服务层、Web服务层和客户层)实现其部署与分层管理,这与传统税收征管GIS系统相比,STAXGIS的征管效率和可扩展性大大提高。以福建省福州市为例的研究表明,STAXGIS可增强现有分散管理的异构税收征管GIS系统在分布式环境下的信息共享能力和互操作性,提高异构环境下税收征管空间分析的整体效率,并向各级税务管理部门提供直接或间接的决策支持。     

分布式环境下矢栅一体化数据组织模型设计

随着地理信息技术与计算机网络技术的结合和发展,基于全球框架的地理信息服务对海量数据管理的要求越来越高,传统的单中心的关系数据库的管理模式已经不能满足要求。分布式文件系统、半结构化数据库和关系数据库技术优势互补,为海量数据高效管理提供了新的技术思路。本文提出了分布式环境下空间数据一体化存储管理架构,设计了矢量和栅格数据的数据逻辑组织和物理存储模型,通过统一的分层+分块的数据划分规则,实现了矢、栅数据分布式环境下的一体化管理。在该模型中,利用关系数据库和半结构化数据库的特点,对空间索引和实体数据分开管理,有效地提高了数据处理和访问效率。实验表明,该模型具有更高的数据管理能力,可为分布式环境下数据服务中心构建提供一个有效的解决方案。     

一种基于信息网格的空间数据分解算法

针对空间数据库数据海量且分布的特点,为了能从这些空间数据中更加有效的收集信息和发现知识,介绍了基于信息网格的空间数据挖掘计算模型,在分析空间数据划分一般原则和方法的基础上,针对该计算模型给出了一个数据划分的初步算法,并通过模拟实验对算法的时间性能进行了评价与分析。