基于元数据的地理空间信息Web服务及其开发研究

地理空间信息Web服务的基础是元数据,通过元数据接口可以有效地发现和提供地理空间信息服务。基于CSDGM标准,分析和扩展地理空间信息服务模块,包括1个复合元素和11个数据元素。提出2种基于元数据的地理空间信息Web发布模式,并从服务角度对二者进行了比较。结合第2种模式分析了地理空间信息服务的关键技术,并进行了应用实例验证。     

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.     

面向服务的地理信息公共服务平台研究

信息技术的日益发展,使得异构信息资源不断涌现,如何将这些异构信息进行集成成为迫切需要解决的问题。为了解决异构地理空间信息源的共享问题,本文研究了一种面向服务的地理信息共享模式,采用符合OGC标准的WFS、WMS等建立各种标准的服务,使得用户不但可以在网络上方便地调用各种地理空间信息,还可以通过标准的接口将各种标准的数据服务和功能服务与自己的应用系统进行集成,以及将来自不同软件提供的接口的数据进行共享。以武汉市为例,开发并实现了面向服务的地理空间信息公共服务平台,说明了通过标准的服务接口访问服务的方法,该平台在武汉市政务专网上得到了广泛应用。     

数字区域应用基础设施研究

针对当前数字区域工程建设普遍存在的一些问题,提出“数字区域”应用基础设施的概念,对其研究背景、参考模型和面向信息共享的公共应用服务平台进行了论述。数字区域应用基础设施是在区域网络基础设施和数据基础设施上层的基础设施,它为电子政务、电子商务、数字城市等各种数字区域信息化应用工程提供基础性的应用服务支撑,由专业信息服务机构、管理办法、标准规范、关键技术和公共应用服务平台构成。信息服务机构是数字区域应用基础设施的主体,是有效联系信息需求方和信息拥有方的桥梁;公共应用服务平台是数字区域应用基础设施的核心,为区域信息共享和交换提供了统一的构架和解决方案。其中,元数据管理和目录服务平台为信息的发布和查询提供了“一站式”入口;信息共享与协作服务平台实现了分布式数据库的信息共享和交换;地理空间信息网络服务平台实现了地理空间信息的集中式共享。最后,总结了“数字福建”应用基础设施建设的成果,对“十一五”“数字福建”工程的需求和发展作了展望。     

面向电子政务的空间信息资源共享平台的设计与实现

本文综合分析了电子政务的发展现状,为解决目前电子政务建设中的“信息孤岛”问题,结合以“数字城市”为代表的整合阶段的特点,以提供数据互操作和功能互操作为出发点,提出了一种以空间元数据为核心,采用XML描述元数据标准和Web服务的架构模式,搭建面向电子政务的空间信息资源共享平台,为电子政务信息资源的整合提供统一标准和空间基准框架,并结合“数字合肥”的空间信息共享交换平台建设实践,证明了该模式的可行性。     

基于本体和Agent的地理空间信息语义共享

地理空间信息语义共享是地理信息系统的重要研究内容。语义参照系统主要用于在地理信息的生产者和用户之间解释专题数据的意义，实现对不同语义数据的集成。本文分析了地理空间信息共享的含义和层次，借鉴语义网研究思想，建立了地理空间信息语义共享的总体框架。提出采用本体概念和方法，形式化定义领域知识，解决地理空间信息研究和应用中存在的地理实体语义不明确问题。采用基于Agent的信息查询和语义映射，实现在不同用户间对地理空间信息的共同理解和认识。     

Web环境下异构地理分析模型的标准化和形式化研究

Web环境下分布着大量的地理分析模型资源,但模型的异构性限制了对现有地理分析模型的共享和重用。本文立足于地理分析模型自身研究的需要,论述了标准化和形式化方法在异构地理分析模型共享和重用中的重要意义,分析地理分析模型元数据的研究现状,设计地理分析模型元数据的标准框架,并提出利用XMLSchema技术表达模型元数据标准框架结构的方法,从而实现了语法和结构层次上的标准化。提出知识本体的语义映射模型,即利用本体语言对地理分析模型元数据进行形式化表达,而在语义层次上将各模型元数据进行映射。最后结合地理分析模型共享门户的应用实例,研究了在该门户中实现异构地理分析模型标准化和形式化的体系架构,为Web环境下异构地理分析模型的共享和重用提供新的思路。     

面向虚拟地理环境的多源异构数据集成方法

当前,虚拟地理环境(VGEs)的发展已经走向以数据库和模型库为双核心的知识共享平台阶段。地理数据及模型共享研究是虚拟地理环境发展过程中,不可逾越的难点问题;由于对地学分析及地理建模的研究还处于探索阶段,故适合于VGE下模型集成共享的多源异构数据集成研究还鲜有涉及。本文针对地理数据异构的特殊性,分析了虚拟地理环境中多源数据的异构特性,主要体现在数据含义、模式、数据模型、词法及语义等五个方面。另外,提出了面向虚拟地理环境的数据表达模型(DRM),该模型提供了一种公共的数据组织方法,使用户可以无歧义地定义地理数据,解译其他各种数据,并研究了多源异构数据的集成方法;同时,提出了多源异构数据集成的流程及体系框架,主要包括地理数据解析、地理模型与数据的交互、模型解析、运行及结果输出等;并重点分析了多源异构数据,及其到模型集成的转化过程。最后,开发了原型系统和多源异构数据的集成验证。实验结果表明,该方法能够较好地集成多源异构数据。     

南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室

虚拟地理环境教育部重点实验室依托南京师范大学建设,以地图学与地理信息系统国家重点学科、地理学博士后流动站、地理学一级学科博士点和江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心为支撑。实验室瞄准国际地理学与地理信息科学学科前沿,以服务国家和地方的经济建设和社会发展为目标,以"地理数据获取-地理数据分析-地理模型构建-地理过程模拟-地理规律探求"为主线,围绕"虚拟地理环境系统平台"、"地理规律与地理信息机理"、"地理建模与地理模拟"以及"地理环境变化动态监控" 4个研究方向,进行地理学及地理信息科学的基础理论、研究方法和新技术应用探索。     

南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室

虚拟地理环境教育部重点实验室依托南京师范大学建设,以地图学与地理信息系统国家重点学科、地理学博士后流动站、地理学一级学科博士点和江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心为支撑。实验室瞄准国际地理学与地理信息科学学科前沿,以服务国家和地方的经济建设和社会发展为目标,以"地理数据获取—地理数据分析—地理模型构建—地理过程模拟—地理规律探求"为主线,围绕"虚拟地理环境系统平台"、"地理规律与地理信息机理"、"地理建模与地理模拟"以及"地理环境变化动态监控"4个研究方向。     

地理知识云GeoKSCloud:动因、设计开发与应用

有效地发现和利用分布存储、运行的各类空间数据、空间决策分析模型和知识发现算法,已成为当前空间信息处理、知识发现与共享领域最具挑战性的前沿课题之一。首先,本文论述了空间信息处理、知识发现的关键问题、发展现状和趋势。然后,描述了地理知识云的概念特征,提出了地理知识云(GeoKSCloud)的具体实现。该平台构造了可伸缩的空间数据和知识服务存储、运行环境;平台从业务功能上划分为数据聚合中心、知识服务中心、地学问题求解中心、平台控制中心和知识云门户等5大核心模块。其为地学问题求解全过程提供了空间数据集成,知识服务发布、注册、搜索、发现、组合等功能,以及地学问题智能推理和结果可视化表达等工具。本文对海量空间数据云存储与管理、知识云服务管理与组合、地学问题智能求解等平台关键技术进行了论述。最后,本文以历史地震影响场分析为例,分析了平台各组件在问题求解中的交互过程,实例表明,该平台可实现多节点、跨平台、异构地理知识服务的协同式计算,有效地降低地学问题求解的成本和复杂度。     

开源地理信息共享平台GeoNetwork及其定制应用实践

开源地理信息共享平台GeoNetwork基于通用的元数据存储和交换标准,具有面向服务的灵活架构,成为机构、行业整合分散地理信息的有效平台。本文介绍GeoNetwork,涉及架构、关键技术、核心功能定制等;基于GeoNetwork构建了兴都库什——喜马拉雅地区(HKH地区)地理信息共享网络中国节点,实践表明,GeoNetwork满足区域及行业地理信息共享平台的功能需求,定制开发的平台为区域合作研究和生态保护提供了支持。     

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。     

面向Web的地学数据共享服务平台架构设计

针对地学数据的特点,设计了地学数据Web共享服务平台的总体架构。该共享服务平台由5个层次组织,分13个功能模块,其中元数据管理和元数据服务是该平台的基础设施。利用W3C推荐的RDF/XML设计和构建了该模块,并用ArcIMS提供的空间数据发布引擎和7个必要的元数据接口实现了空间数据的发布。平台体系通过A鄄pache+Tomcat+ArcIMS的系统部署,提供Web共享服务。     

基于OGSA-DAI扩展的空间数据访问与集成

将网格技术应用于地理信息领域,构建实现地理信息资源共享与协同工作的网格地理信息系统,是目前地理信息行业研究的热点之一。OGSA-DAI(Open Grid ServicesArchitecture-Data Access and Integration)是网格环境下进行数据访问与集成的网格中间件技术,为了实现网格环境下地理空间数据的访问与集成,提出WSRF-SDAI(Web ServicesResource Framework-Spatial Data Access and Integration)的概念,并介绍了WSRF-SDAI的实现方法。WSRF-SDAI的含义是基于网格体系结构WSRF进行地理空间数据的访问与集成,是OGSA-DAI在地理信息领域的应用与扩展。     

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。     

基于WCF的矢量数据服务安全机制的设计与实现

21世纪计算机技术和网络技术的飞速发展将地理信息产业带进了一个崭新的领域.地理空间信息服务成为解决数据异构、实现资源共享的有效途径.然而,随着地理信息服务在各领域的推广应用,传统分布式技术在开发地理信息网络服务中所面临的安全问题逐渐突显出来,已严重制约了网络服务在地理信息产业的发展.针对矢量数据服务在数据传输、服务操作...     

极地海冰-海洋参数遥感反演模型分布式共享研究

本文以SOA开放式架构与OGC标准规范,提出了极地海冰-海洋参数遥感反演模型分布式共享服务体系。服务体系以"模型服务"为核心,探讨了模型服务接口和模型服务的互操作问题。为了简化极地海冰-海洋参数遥感反演模型的分布式共享过程,提出了极地海冰-海洋参数遥感反演模型共享服务平台的概念。共享服务平台处于模型与模型应用客户端之间,可以实现两者之间的数据转化和功能协同,以及实现模型算法与其他功能的分离,使模型开发者可以专注于模型算法的设计和实现。最后,以海冰密集度遥感反演模型和冰间湖识别模型为例,实现了极地海冰-海洋参数遥感反演模型分布式共享方法。