地球系统科学数据共享研究与实践

分布式、异构科学数据的整合集成与"一站式"共享服务是科学数据共享的关键和难点。首先,提出"创建地球系统科学数据共享联盟,共建、共享"的分散数据资源整合理念和按"总中心-分中心-数据资源点"三个层次的整合架构,然后,在组织模式上保障分布式数据资源的有效整合。即通过"元数据集中管理,数据体分散存储"的策略,从技术上保障分布式数据资源的快速整合。针对地球系统科学不同学科数据资源的特性,设计了地球系统科学数据核心元数据标准及扩展方案,利用MVC(元数据标准模型-显示视图-操作函数)模式实现多标准地学元数据的统一管理和自适应显示。最终,研究面向SOA的分布式地球系统科学数据共享平台,通过"一个总中心,认证中心和若干个分中心",形成物理上分布、逻辑上统一的分布式服务网络,从而为用户提供"一站式"的数据共享服务。     

科学数据共享实践：以国家地球系统科学数据中心为例

地球系统科学是一门综合性交叉学科,起源于全球变化研究,受益于遥感技术进步,现已进入大数据时代,人工智能技术成为解决地球系统科学前沿问题的新手段。科学数据共享是推动科学发展、提升数据价值的关键,经过长期的探索和实践,全球已形成完善的数据资源管理政策与机制、持续的数据共享服务体系、多元化的科学数据整合模式,并且新的理念不断推动数据共享创新发展,其中“可发现、可访问、可互操作和可重用”原则和数据出版备受推崇。我国颁布了国家层面的政策法规,着重推动国家级科学数据中心建设、科技项目数据资源汇交及数据出版。借鉴国外数据共享经验,结合国内实际发展情况,我国探索出具有中国特色的地球系统科学数据资源分类体系,在元数据、分布式互操作、大数据分析和共享服务等关键技术方面都取得了重大突破。本文以国家地球系统科学数据中心为例,系统梳理了国内地球系统科学领域的数据共享实践进展,详细介绍了国家在地球系统科学领域的数据共享实践及其成效。国家地球系统科学数据共享工作已探索形成成熟稳定的运行服务机制、研制出适用于多源分散地球系统科学数据的标准体系、 建成多学科多时空尺度的地球系统科学数据库群、自主研发海量异构数据共享网络技术体系与服务系统,促进了地球系统科学的科学发展,同时也推动了数据共享理念的传播与推广。然而,数据孤岛现象、共享服务系统标准化程度低、系统技术标准未对接国际规范等问题仍然较为突出,阻碍了地球系统科学数据开放与共享。未来,随着共享个性化需求被激活,定制化的“数据+知识”服务有望成为主流趋势,将给数据共享带来新的机遇和挑战。     

国家地球系统科学数据共享平台及最新发布数据简介

国家地球系统科学数据共享平台(以下简称"本平台")是以分散科研数据整合共享为重点的科技部、财政部首批通过认定的23个国家科技基础条件平台之一。1科技资源概况本平台数据资源以陆地表层系统数据为核心,涉及固体地球、日地系统数据等,总数据量     

基于云计算的地球系统科学数据共享研究与实践

数据密集型的地学研究离不开数据资源和信息平台的支撑,因此,实施地球系统科学数据共享具有重大意义。早期地球系统科学数据共享服务主要以政府行为为主,集中数据汇交,存在数据服务负载不均衡、数据整合模式单一、数据服务效果不明显等突出问题。随着Web 2.0理念的提出,以及云计算等技术的出现,数据共享模式发生了巨大的变化。本文提出基于云计算的地球系统科学数据共享概念模型。通过提供基础设施即服务（IaaS）、数据资源即服务（DaaS）,以及数据功能即服务（SaaS）实现共享服务模式的转变,将死板的数据转为灵活的服务。在“数据云”中,用户既是数据的使用者也是数据资源的提供者,通过提供数据发布、数据需求发布、数据发现与共享、需求发现与反馈等功能,解决数据共享中“用户-数据”之间的矛盾,并激励普通科研工作者贡献自己的数据,保障数据资源有效、可持续整合。最后,构建了原型系统用于验证该框架,形成了一个“人人都是数据的提供者,人人都是数据的使用者”的数据共享服务环境。     

福建省政务信息资源标准规范改造与集成

对电子政务的标准化和网络化推行,政务信息数据标准化改造和共享集成是基础。本文分析了福建省政务信息资源的现状,提出了省级政务信息资源标准化、规范化改造的信息共享、分类体系、交换接口和信息服务模式。开发了福建省政务信息共享平台,充分应用XMLWebServices技术,将政务数据库分别按空间数据库、关系数据库、文件数据和多媒体数据4种类型,将分布在各单位、各行业的异构数据库集成到共享平台,并采用面向信息服务的集成架构,将多个分布式异构数据库进行实时的XML格式化,依据不同的共享级别按4种服务方式集成到各个应用系统中,实现数据库与应用系统的整合,提高政务信息资源的共享利用与服务水平。     

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。     

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。     

数据中心集成开发平台概述

1、数据中心技术的诞生 经过几十年的发展,GIS应用的领域越来越广泛.GIS应用系统需要访问分布在多个数据源的异构数据,也需要整合诸如文档、数据库属性表等非空间数据.如何在分布式异构环境下对空间数据及非空间数据进行有效的集成管理,成为一个亟待解决的问题.     

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。     

基于Web Service的地球系统碳循环建模框架研究

在分析了现有地球系统碳循环模型后,提出了基于Web Services的建模框架方案。定义了地球系统碳循环建模框架的体系结构,设计了地球系统碳循环模型服务的元数据。最后,构建了地球系统碳循环模型服务耦合与兼容性校验方式。实验表明,基于Web Services的地球系统碳循环建模框架可以实现网络环境下异构碳循环模型服务的集成建模。     

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。     

气象目录服务系统的设计与实现

随着科学数据共享服务的发展,科学数据共享平台需要实现的不只是元数据的查询和导航,更要实现科学数据的统一访问.目录服务统一实现了数据的发现、访问和管理是科学数据共享服务技术体系的重要组成部分,它的核心技术是元数据技术.在分析气象科学数据共享服务的特点基础上建立的气象元数据目录服务系统,由元数据网关、元数据服务器、元数据目录服务及元数据库组成.它实现了分布式的数据存储、统一的目录服务和数据访问、统一认证和分布式授权等功能,丰富了气象科学数据的共享手段,提高了服务效率.元数据目录服务技术也将在其他气象信息管理平台和气候系统数据库系统建设中发挥重要的作用.     

异构数据交换与共享管理技术的发展

文章描述了异构数据交换与共享系统的技术发展和IIMS分布式数据交换与共享管理平台的目的、应用范围、主要特征、系统结构和功能。本文有助于理解如何利用IIMS为政府组织或企业管理分享分布式数据。     

遥感信息与知识交换共享元数据系统设计

随着遥感技术的飞速发展,遥感数据成为城市规划、地球科学研究、数字地球等重大科学研究和工程建设的重要数据源。但随着遥感数据量的不断增加和应用领域的扩大,如何科学有效地管理、存储、更新和重用已有的遥感数据资源,已成为当前空间信息元数据研究的热点。因此,有必要制订专门用于描述遥感数据及其相关资源的元数据系统,满足用户正确了解和使用遥感数据的需要,推动遥感数据共享。本文在研究和参考现有国家和国际地理信息元数据标准的基础上,设计了针对遥感信息与知识交换共享的元数据系统,该系统实现了遥感数据、相关辅助测量数据、应用方法模型以及传感器、平台等相关知识等信息的统一、规范表示,为遥感信息与知识交换共享搭建了元数据层次上的平台。     

视图的分布式数据共享机制与更新技术

在分布式空间数据库系统中,空间数据共享一般采用基于数据快照的共享机制来实现。该技术方法的基础是在本地数据库中保存远程空间数据的副本,因而将造成大量的数据存储冗余,并使得数据的一致性维护困难。本文提出一种基于视图的分布式数据共享方法,通过建立远程空间数据表的本地视图,再为该视图建立由更新操作触发的行级替代触发器,并在该触发器内编码,以解决远程空间表的本地视图不可更新问题;并通过所扩展的视图更新和查询功能,实现分布式环境下远程空间数据的本地共享。基于Oracle 9i的应用实例验证了本文所提出的共享机制,取得了令人满意的效果。     

地质时间本体在异构数据检索中的应用

地质时间是地球科学基础研究的重要内容,在异构数据集和文献中有多种描述方式,其语义异构问题成为影响数据共享与集成的瓶颈之一。本体(Ontology)是共享概念模型的明确的形式化规范说明,可以用来描述数据的语义信息,近年来,被广泛应用于解决语义异构问题。本文以地质时间作为研究对象,分析了地质时间这一特定领域蕴含的基本概念、属性和关系,构建了地质时间的领域本体和OWL的编码表达,并以关系型数据库为例,阐述了地质时间本体的语义映射和翻译机制。该机制能够有效地在W eb环境下为传统数据检索增强语义表达能力,识别地质时间不同表达方式中的等价、包含等隐含关系,实现语义的数据检索。该方法也适用于地球科学其他领域本体的构建和语义翻译,为解决地球科学数据的语义异构问题提供了思路。