（地球探测与信息技术专业论文）基于web+service的空间信息服务关键技术研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 基于w 曲s e r 、r i c e 的空间信息服务关键技术研究 摘要 随着信息技术的发展和w e b g i s 应用领域的不断扩大，广大用户对在复杂、 开放、动态变化的分布式网络环境下的空间信息共享和互操作的要求也越来越 高。w e bs e r v i c e 是一种与平台无关、与语言无关，可以通过w e b 发布、查找和 调用的自包含、自描述的模块化应用。g i s 和w e bs e r v i c e 的结合，使得不同地 域、不同平台、使用不同格式空间数据的服务可以在网上任意节点上分别实现并 对外提供服务。0 g c 提出的基于互操作的w e b 服务和相关规范的制订，把基于w e b 的空间信息发布引入了一个更高的层次。利用0 g cw e bs e r v i c e s 中制订的一系 列开放标准，可以真正地实现地理信息的互操作，并且可以利用松耦合的模式来 使用和扩展各种数据和服务资源，动态绑定不同的服务来完成特定的功能。 本文深入研究了w e bs e r v i c e 技术和o g c 的标准规范，研究了空间信息服务 的关键技术，基于j a v a 平台实现了符合0 g c 标准的w e b 地图服务( 删s ) 、w e b 特征服务( w f s ) 和w e b 栅格影像服务( w c s ) ，把这些服务的操作接口以w e b s e r v i c e 的形式进行了封装和部署。同时，基于n e t 平台采用a s p n e t 、c # 技术 开发了一个w e b 应用系统，通过调用空间信息服务的w e bs e r v i c e 接口来获取空 间数据，并且实现了一个基于g d i + 技术的空间数据可视化引擎，包括矢量图和 栅格图的叠加显示和同时缩放，图层的特定风格显示等。整个系统展示了在w e b s e r v i c e 架构下的空间信息服务及其应用，表明了其跨平台性和可互操作性。 关键词：w e bs e r v i c e ，o g c ，空间信息服务，w m s ，w f s ，w c s ，j a v a ，n e t 浙江大学硕士学位论文基于w 曲s e r v i c e 的空间信息服务关键技术研究 a b s t r a c t w i t l lt l l er e c e n td e v e l o p m e n to fi n f o m a t i o nt e c l l l l o l o g y 锄dt l l ee x t e n do f w e b g i sa p p l i c a t i o nf i e l d s ，u s e r sp r o p o s ea1 1 i 曲e rd e m 锄df o rg e o s p a t i a li 廊m a t i o n i n t e r o p e r a b i l i t ) ra n ds h a r i i l gi i lt h e1 1 1 t e m e t 。so p e mh e t e r o g e n e o u se n v i r o 衄e n t w e b s e r v i c ea r es e l f c o n t a i n e d ，s e l f - d e s c 抽i n g ，m o d u l a r 印p l i c a t i o n st l l a tc a nb ep u b l i s h e d ， l o c a t e d ，a i l di n v o k e da c r o s st h ew 曲w 曲s e i c ee n a b l e sa l l 硫e r o p e r a b l ep l a t f o 肌 f o rg i s i to 舵r sar e l a x - c o u p l i n gt e c h n o l o g ) rf o r l l s i n g o re x p a i l d i n gv a r i o u s g e o s p a t i a li 甜b 衄a t i o ns o u r c e s ，w k c hc 觚d ”锄i c a l l yn e g r a t e m u l t i s o u r c e d i s 舶u t e dg i ss e i c e si n t oa p p l i c a t i o l l s b e c 蹦eo ft h ev e 巧g o o df o r e g r o u n do f g i sw 曲 s e r v i c e s ，o p e ng e o s p a t i a lc o n s o r t i u m ( o g c ) i s s p e c i 匆i n g t h e i n t e r o p e r a b i l i t ) rs t 锄d 莉sf o rg e o s p a ；t i a lw e bs e r v i c e s t h u s ，w e bs 训c et e c l l i l o l o g y a n do w ss t 觚d a r d st o g e t h e rp r o v i d eav e n d o r - n e u t r a l ，m t e r o p e r a b l e 行a m e w o r kf o r w e b - b a s e dd i s c o v e a c c e s s ，i n t e g r a t i o 玛雒a l y s i s ，e x p l o i t a t i o n 锄dv i s u a l i z a t i o no f m u l t i p l eo i l l i l l eg e o d a t as o u r c e sa i l dg e o p r o c e s s i i l gc 印a b i l i t i e s t h ew e bm a ps e i c e ( w m s ) ，w e bf e a t u r es e r v i c e ( s ) a i l dw e bc o v e r a g e s e n r i c e ( w c s ) a r ei i i l p l 锄e n t e do nm ej a v ap l a t f o 咖b a s e do no g cs p e c i f i c a t i o i l s t l l eo p e r a t i o n so ft 1 1 e s es e i c e sa r ee n c a p s u l a t e da i l dp u b l i s h e do nt h et o m c a ts e e r b yu s i n gj a v aa x i sw 曲s e r v i c et e c h n o l o 肼i na d d i t i o n ，aw e ba p p l i c a t i o ns y s t e mi s i m p l e m e n t e do n 岫n e tp l a t f o 肌u s i i l ga s p n e ta l l dc 舟，t h i sw e bc l i e mc a i lg e tm e g e o s p a t i a ld a l a 矗o mt 1 1 ew 曲s e r v i c e 舨r ：f a c e s f u n l l e m o r e ，av i 删e n 西n eo f g e o s p a t i 甜d a t ai si i n p l e m e n t e d b a s e do ng d i + t e c l l i l o l o 阱i tp r 0 v i d e sm ed i s p l a yo f t l l ev e c t o ra i l dr a s t e rd a t 如d i a 、析n ga _ b u n d 趾ts t y l e so ff e a t u r e u s e r sc 锄z o o mt 1 1 e v e c t o rl a y e 幅a n dt l l er 舔t e ri m a g el a y e r ss i m u l t a n e i 够o nt l l ew e bb r o w s e f a l lo ft 1 1 e s e s y s t e m ss h o 、du st l l ei n t e r o p e r a b i l i t ) ra n dt l l ea b i l 埘o fa c r o s s i n gd i 虢r e n tp l a t f o m o fg e o s p a t i a li i l f o m l a t i o ns e r v i c e sb u i l to nw 曲s e r v i c ea i l do g cs t a l l d a r d s k 呵w o r d s ：w 曲s e r v i c e ，o g c ，g e o s p a t i a li n f o m a t i o ns e r v i c e ，w m s ，w f s ，w c s ， j a v 钆n e t h 浙江大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 研究生签名：盥日期：二! 鲻乡 浙江大学学位论文使用授权声明 浙江大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复 印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容 和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以 公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权浙江大学研究 生部办理。 研究生签名：盗耋缢一导师签名： 日期；巡多! 终 浙江大学硕士学位论文基于w 曲s e r v i c e 的空间信息服务关键技术研究 第一章绪论 空间信息( 地理信息) 是具有描述某一事物或者现象在地理空间中位置特征 能力的信息( 张超，1 9 9 5 ) 。每一类型的空间信息必须满足两个条件：一是对位 置的描述；二是对位于该位置上事物或现象的定性或者定量的描述。 据统计，在全球信息资源中，大约百分之八十以上是和地理空间位置有关的 地理信息。人们对地理信息的渴求正如戈尔在“数字地球：理解2 1 世纪我们这 颗星球”( 戈尔，1 9 9 8 ) 演讲中设想的一个小姑娘走进博物馆参观数字地球，她 首先看见地球出现在浩翰的太空中，随着“地球 向她靠近，她越来越清楚地看 到地球上的一切。她首先看到浮现在海洋中的大陆，然后是大陆上的城市和乡村， 最后还能看到一条条街道、一幢幢房屋和一棵棵树木，以及各种天然和人造景观。 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o 珊a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) 是一种采集、 存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理 数据的通用技术( 陈述彭，1 9 9 9 ) 。它在最近的3 0 多年内取得了惊人的发展，并 广泛的应用于资源调查、环境评估、区域发展规划、公共设施管理、交通安全等 领域，成为一个跨学科、多方向的研究领域。 w e b g i s 是在i n t e r n e t 或i n t r a n e t 网络环境下应用采用了w w w 协议的一种兼 容、存储、处理、分析和显示与应用地理信息的计算机信息系统( 宋关福，1 9 9 8 ) 。 它的基本思想就是在互联网上提供地理信息，让用户通过w e b 浏览器浏览和获得 一个地理信息系统中的数据和功能服务。 1 1 课题任务和研究意义 面对当前被认为是信息孤岛的空间信息应用系统，解决空间信息分布存储与 集中处理间的矛盾，需要新的方法来管理、访问、整合和分析分布的空间数据。 伴随这种需求，空间信息栅格( s p a t i a li n f o r l i l a t i o ng r i d ，s i g ) 的概念 便应运而生。s i g 是一种汇集和共享地理上分布的海量空间信息资源，对其进行 一体化组织与协同处理，从而具有按需服务能力的空间信息基础设施。s i g 是一 个分布的网络化环境，连接空间数据资源、计算资源、存储资源、处理工具和软 件、以及用户，能够协同组合各种空间信息资源，完成空间信息的应用与服务。 在这个环境中，用户可以提出多种数据和处理的请求，系统能够联合地理上分布 的数据、网络和处理软件等各种资源，协同完成多个用户的请求。s i g 以一种全 新的结构、方法和技术来管理、访问、分析、整合分布的空间数据，充分利用空 间信息系统的各种资源提供服务，实现空间信息的有效共享与互操作，提供空间 信息的联机分析处理与服务。s i g 的终极目标是使全社会能对空间信息进行充分 浙江大学硕士学位论文 基于w 曲s e r v i c e 的空间信息服务关键技术研究 的利用和共享。 国家8 6 3 课题_ s i g 关键技术与验证平台研究的目标是：( 1 ) 基于s i g 体 系框架，结合网格计算、信息集成、地理空间信息管理与处理、数据库技术等领 域的成果，在s i g 资源层、共享层、汇集层等核心层次上研究关键技术问题与现 实条件下的实现技术，主要包括：s i g 空间信息资源的表达、封装、构建与基础 运行环境；s i g 空间信息资源的组织、管理、检索、信息查询技术；s i g 空间信 息资源共享、集成、协同应用技术。( 2 ) 建立一个集成的软件平台来验证相关方 法及技术的可行性与有效性；综合集成大型g i s 系统、国产遥感处理软件、多源 空间数据整合与加工软件以及主题相关的技术成果，建立对海量分布的空间信息 资源进行共享和协同应用的s i g 关键技术与验证平台研究。 本次论文的研究背景是该课题的子课题空间信息w e b 服务基础环境的研 究。子课题的主要内容是s i g 分布式空间数据服务技术的研究和分布式遥感数据 结点的构建。目标是通过研究空间数据服务的实现技术，建立符合国际标准的服 务基础运行环境，使基于商用w e bs e r v i c e 平台和g r i d 技术的空间信息应用能 够被无缝地装载到该运行环境中，并且通过基础应用环境工具的支持，实现系统 级别的互操作。 1 2w e b g i s 的特点和发展现状 与传统的地理信息系统相比，w e b g i s 具有以下几个方面的特点： 1 ) 更广泛的客户访问范围。客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上 的最新数据，扩展了g i s 数据管理的能力，增强了对空间数据管理的时效性。 2 ) 客户端平台独立性。无论客户机是何种操作系统，只要是支持通用的w e b 浏览器，客户就可以访问w e b g i s 数据。 3 ) 操作简单。w e b g i s 用户可以直接通过w e b 浏览器获得所需的数据，不需要 专业培训即可进行，简单易用。 4 ) 平衡高效的计算负载。w e b g i s 可将复杂的处理交由服务器执行，而对简单 的操作则由客户端直接完成，这种计算模式能灵活地在服务器端和客户端之间合 理分配处理任务，使两端负载平衡，提高网络计算资源的利用效率。 5 ) 可以大规模降低系统成本。普通g i s 在每个客户端都要配备昂贵的专业 g i s 软件，而用户使用的经常只是一些最基本的功能，这实际上造成了极大的浪 费。而通过w e b g i s ，客户端只需要通过w e b 浏览器即可获得所需的地理信息。 目前构建w e b g i s 的主要技术包括基于服务器的技术、基于客户端的技术和 基于服务器客户端的混和技术。其中基于服务器的技术包括c g i ， s e r v e r a p i ( 包括a s p ，j s p ，s e r v l e t 等方式) 等方式，基于客户端的技术包括j a v a 2 浙江大学硕士学位论文 基于w 曲s e r v i c e 的空问信息服务关键技术研究 a p p l e t ，p 1 u g i n 等方式。基于服务器客户端的混合技术一般综合使用基于服务 器和客户端的技术，以发挥两者的长处，弥补两者的缺点。 国内目前流行的w e b g i s 平台软件中s u p e r 腿p 采用的是服务器端的a s p 技术， g e o s u r f 采用的是客户端的j a v aa p p l e t 技术，而a r c i m s ，g e o b e a n s 等采用的 是基于服务器客户端的混合技术。它们都是采用了c o m 或者j a v ab e a n s 等组 件方式来构建w e b g i s 软件。 随着w e b g i s 平台软件的不断发展和成熟，基于这些平台软件之上的应用系 统也蓬勃发展起来。目前，可以提供地图发布、地图浏览和查询的网站己经数不 胜数。如n a t i o n a lg e o g r a p h i c ，u s g s ，g 0 2 m a p 等，这些应用系统从浏览功能、 使用方法、地图显示、功能、交互性、定制功能、特殊功能等几方面有着不同的 特点及性能。 1 3 目前w e b g i s 实现技术存在的问题 但是因为w e b 的种种限制，g i s 历史上的原因和本身的一些特点，目前这些 w e b g i s 的实现技术存在着很大的问题。主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 无法实现异构空间数据互操作 现有的w e b g i s 系统都是为某一特定的g i s 数据及其应用而设计的，如果用 户同时需要查看其它空间数据库中的数据，甚至想把这些数据整合起来，都是非 常困难的。因为这些w e b g i s 系统采用的空间数据技术基础决定了它们的封闭性。 虽然网络上的空间信息资源在不断增长，但由于行业管理和数据安全的原因，这 些空间信息资源大多是面向行业的、依赖于特定的支撑环境和运行环境。它们各 自独立、相对封闭、无法互相沟通和协作，形成了空间信息孤岛，难以满足 i n t e r n e t 上与空间信息相关的综合决策的需要。 ( 2 ) 无法实现跨平台 分布式的应用程序逻辑需要使用分布式的对象模型，诸如：微软的d c o m 、o m g 的c o r b a 或j a v ar m i 等。通过使用这些基本结构，开发人员可使用本地模型所 提供的丰富资源，并可将服务置于远程系统中。但是，这些系统有一个共同的缺 陷，那就是它们要求服务的客户端与系统提供的服务本身之间必须进行紧密藕 合，即要求一个同类基本结构。这样的系统往往十分脆弱，如果一端的执行机制 发生变化，那么另一端便会崩溃。因此，使用这些平台构建的w e b g i s 系统将无 法实现跨平台的数据访问。这就需要一个更通用的模型来将这些分布式对象模型 概括抽象出来，以在更高的抽象层上实现跨平台。 ( 3 ) 开发、调试和维护的困难 对于w e b 开发人员来说，要创建、测试和设置结构清晰、运行稳定的w e b g i s ， 浙江大学硕士学位论文 基于w 曲s e r v 沁的空间信息服务关键技术研究 目前还没有合适的工具和模式可以使用和借鉴。由于w e b 本身将内容的表现和运 行逻辑结合在一起，所以，w e b 软件很难实现模块化，也就无法实现软件复用， 这加大了开发和调试的工作量和难度。由于常常是针对特定应用编写特定代码， 如果应用需求和应用模式一旦改变，那么大部分的代码都必须重新修改以适应新 的应用环境，从而增加了维护的困难。基于这种w e b 开发模式开发的w e b g i s 系 统，从设计、开发、应用到维护，很难以连贯、有效的方式注重软件的整个生命 周期。 w e b g i s 软件的这些问题，有些是g i s 软件特有的问题，有些是w e b 软件特有 的问题。所以，必须从g i s 和w e b 这两方面同时入手来解决w e b g i s 的这些问题。 目前有两大类型的标准化组织在研究和解决这些问题：专注于w e b 方面的w 3 c ( w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ，万维网联合会) 等组织和专注于地理信息共享 和互操作方面的i s o t c 2 1 1 ( 国际标准化组织地理信息技术委员会) 、o g c ( o p e n g e o s p a t i a lc o n s o r t i u m ，开放地理信息联合会) 等组织。这两类组织都提出了 一个w e bs e r v i c e 的概念，但是这两个概念并不完全相同。w 3 c 对于w e bs e r v i c e ， 更注重于技术上的解决方案和实现等方面。而o g c 对于w e bs e r v i c e ，则更专注 于它所表达的服务的这个概念，强调了在w e b 服务中的地理信息服务的地位和作 用。也就是说，o g c 注重于w e bs e r v i c e 的框架和概念层面，w 3 c 注重于w e b s e r v i c e 的实现和技术层面。只有将两者都结合起来，才能有效地解决w e b g i s 中的问题。 1 4w e bs e r v i c e 与空间信息服务 1 4 1w e bs e r v i c e 的概念 w e bs e r v i c e 是提供特定功能元素( 如应用程序逻辑) 的可编程实体，任何 数量的、可能是完全不同的系统都可以用常见的i n t e r n e t 标准( 如) ( m l 和h t t p ) 访问它。( m i c r o s o f t ，2 0 0 2 a ) w e bs e r v i c e 是一种其他应用程序能够通过万维网来使用的软件组件。 w e bs e r v i c e 是一种技术，如同组件技术一样，可以使用w e bs e r v i c e 技术 实现一个系统。 w e bs e r v i c e 是一种体系结构，由各种协议和标准组成。遵从w e bs e r v i c e 体系的实体之间可以彼此通信并使用对方的服务。 w e bs e r v i c e 是一种服务，可以表示由这种体系所实现的服务本身。 w e bs e r v i c e 的实现包括三大核心技术：u d d i ( 统一描述、发现和集成协议 u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ) 用于规范服务的注册， 4 浙江大学硕士学位论文 基于w 曲s e r v 溉的空间信息服务关键技术研究 查找和发现过程，w s d l ( w e b 服务描述语言w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 用于规范服务的描述，s o a p ( 简单对象访问协议s i m p l eo b j e c ta c c e s s p r o t o c 0 1 ) 用于规范调用服务时采用的通信方式。 1 4 2w e bs e r v i c e 对g i s 的意义 w e bs e r v i c e 可以理解为一个可以由其它的应用程序通过i n t e r n e t 调用的软 件组件，是下一代分布式系统的核心。g i sw e bs e r v i c e 的就是提供g i s 功能的 w e bs e r v i c e 。任何人在任何地方都可以发现、集成、查询以及显示g i sw e b s e r v i c e 提供的空间数据，而本地的系统管理员只要用自己熟悉的工具维护特定 格式的空间数据就行了。基于w e bs e r v i c e 的w e b g i s 系统，系统部分组件是g i s w e bs e r v i c e ，也就是说系统的部分功能是调用g i sw e bs e r v i c e 来实现的。 在新的w e b 应用中调用已经存在的各个w e bs e r v i c e ，可以轻松地定制出一 个新的w e b 应用，而且当包含的任何一个服务发生改变时，对这个新的应用不产 生任何影响。也可以直接把这个新的应用封装成一个w e b 服务，供其它需要的系 统来调用。这样，使各个处在封闭的g i s 系统方便地连接起来，产生新的系统， 并能够方便地和其它系统进行集成，而且维护、更新和扩展这些应用也非常容易。 可见，w e bs e r v i c e 是目前最好的空间数据共享以及互操作的解决方案。 基于w e bs e r v i c e 的w e b g i s 系统允许不同的g i s 平台之间以及g i s 系统和 其它系统之间的互操作，这意味着跨越g i s 技术和跨越系统平台的空间数据和系 统方法的共享和集成。具体如下： ( 1 ) 可以构建集中的g i s 解决方案。任何可以理解) 【m l 和通过标准的网络 连接的应用程序都可以使用g i sw e bs e r v i c e ，这包括普通的桌面应用程序，w e b 页面甚至是具有网络功能的手机等。利用g i sw e bs e r v i c e 的应用程序可以轻 松实现g i s 的功能而不需要在本地安装g i s 工具以及空间数据。以此构建低成本、 可伸缩并与其它系统如d b m s 、w e bs e r v e r 等无缝集成的分布式g i s 系统，此系 统具有松散耦合的架构，并以此提供了全新的十分有前景的构建复杂的分布式系 统的解决方案。系统的任一节点( 节点可以是提供w e bs e r v i c e 的服务器也可以 是享用服务的客户端) 可以在需要时动态的连接完成特定的任务譬如更新本地的 数据库或者提供一个特定的服务。 可以把封闭的g i s 系统改建，提供g i sw e bs e r v i c e ，同时一个客户端可以 同时引用多个已存在的w e bs e r v i c e ，也可以把多个w e bs e r v i c e 封装成一个w e b s e r v i c e ，这样，使各个处在封闭的g i s 系统方便地连接起来，产生新的系统， 并能够方便地和其它的系统进行集成。 ( 2 ) 可以构建g i sw e bs e r v i c e 发布自己的空间数据。在给最终用户的安 装程序中不必再把所有的数据都打包，把一些重要的或者是实时更新的数据通过 浙江大学硕士学位论文 基于w 曲s e r v i c e 的空间信息服务关键技术研究 w e b 服务的形式发布给最终用户，而在客户端的应用程序中调用此w e b 服务，对 最终用户来说这是透明的，他完全感觉不到此时它的p c 正和w e b 服务器进行交 互。 ( 3 ) 构建调用g i sw e bs e r v i c e 的w e b 页面。但比较传统的w e b g i s 实现方 案而言把g i s 功能包装成单独的w e bs e r v i c e ，这使得w e b 服务器和w e bs e r v i c e 服务器可以分开部署到不同的服务器，大大提高了系统的可重用性，一个w e b 服务器可以同时调用多个w e bs e r v i c e 的功能。 1 4 3 空间( 地理) 信息服务 国际标准化组织i s 0 技术委员会在i s o1 9 1 1 9 草案中对地理信息服务的相关 概念作了如下的定义： 服务是实体通过接口所提供的特定功能( as e r v i c ea sad i s t i n c tp a r to f t h ef u n c t i o n a l i t yt h a ti sp r o v i d e db ya ne n t i t yt h r o u g hi n t e r f a c e s ) 。 接口是体现实体行为特征的一组命名的操作( a ni n t e r f a c ea san 锄e ds e t o fo p e r a t i o n st h a tc h a r a c t e r i z et h eb e h a v i o r o fa ne n t i t y ) 。 操作是调用对象进行转换或查询的规范，每个操作都有一个名称和参数列表 ( a no p e r a t i o na sas p e c i f i c a t i o no fat r a n s f o r m a t i o no rq u e r yt h a ta n o b j e c tm a yb ec a l l e dt oe x e c u t e e a c ho p e r a t i o nh a san a m ea n dal i s to f p a r a m e t e r s ) 。( i s o ，2 0 0 2 ) 服务的方式有两种：一种是紧密藕合的服务，即服务的实例与数据集的特定 实例相关联；另一种是松散藕合的服务，即务的实例可以用于操作多个通用数据 集。服务操作可以与数据类( 或数据类型) 相关联，也可以与实例( 如数据集) 相关 联。 典型的地理服务比如：获取数据，显示数据，定位，坐标转换等。i s o1 9 1 1 9 将服务分为6 类：人类交互服务，通讯服务，用户处理服务层，业务处理服务层， 模型信息管理服务层，工作流任务服务层和系统管理服务层。并且定义了服务链 和服务元数据。 o g c 采纳i s 01 9 1 1 9 作为服务模型的抽象规范的基础。0 g c 将地理信息服务 的实现规范按照服务分为以下几类( o g c ，2 0 0 1 a ) ： ( 1 ) 核心服务( c o r es e r v i c e ) ：它们是不考虑应用领域的通用接口，用于 支持其它应用领域服务的服务。o p e ng i s 的核心服务规范包括：坐标转换规范， 目录规范，服务注册规范等。 ( 2 ) 网络制图服务( w e bm a p p i n gs e r v i c e s ) ：这些服务规范使得遵循o p e n g i s 规范的厂商或组织开发的服务器之间对w e b 上不同类型的空间信息可以进行动 态查询，存取，转换和综合等处理。目前o p e n g i s 开发的规范包括w e bm a ds e r v e r 6 ( 浙江大学硕士学位论文基于w 曲s e “i c e 的空间信息服务关键技术研究 规范，w e bf e a t u r es e r v e r 规范，w e bc o v e r a g es e r v e r 规范等。 o g c 下面将专注于制定的规范是服务注册和该注册的接口，) ( m l 编码的传感 器协议语言s e n s o r m l 以及与传感器w e b 进行交换的接口规范等。 ( 3 ) 位置服务( l o c a t i o ns e r v i c e s ) ：该服务依赖网关服务。网关服务是 将位置应用服务与公共的移动终端，无线平台，i p 平台，移动位置确定系统集 成在一起。 ( 4 ) 地学空间融合服务( g e o s p a t i a lf u s i o ns e r v i c e s ) ：将地址，地方名 称，坐标，图像上的点，描述性方向等信息融合进一个信息管理框架，能够支持 查找，发现和共享非地图格式的空间信息。目前包括地名服务接口( g a z e t t e e r s e r v i c ei n t e r f a c e ) ，地理编码服务( g e o c o d e rs e r v i c e ) ，地理解析器服务 ( g e o p a r s e rs e r v i c e ) ，位置组织器文件夹( l o c a t i o no r g a n i z e rf o l d e r ) 等 规范，目前这些规范都处于讨论阶段( p a p e rd i s c u s s i o n ) 。 为了更好地将地理信息服务的概念扩展到网络上来，以w e bs e r v i c e 的方式 提供服务，o g c 建立了o w s ( o g cw e bs e r v i c e s ) 研究计划。o w s 指的是一个基 于开放标准的在线地理空间服务框架，这个框架允许无缝集成在线地学处理和位 置服务。o w s 将提供一个厂商无关的互操作框架，用来进行基于w e b 的发现、存 取、集成、分析、利用和可视化地理数据、传感器感知的信息、位置信息和地学 处理能力等。 由于0 g c 规范本身已经在学术界和产业界得到广泛支持，因此，基于o g c 的 w e bs e r v i c e 规范对传统g i s 软件的改造和进行空间信息服务的开发无疑是具有 重要意义的，笔者认为这将是今后的发展趋势，是解决目前g i s 数据共享和互相 操作问题的实现途径。 1 5 国内外研究现状 随着空间信息w e bs e r v i c e 概念的出现，特别是o g c 提出的基于互操作的w e b 服务和相关规范的制定，把基于w e b 的空间信息发布引入了一个更高的层次。利 用o g cw e bs e r v i c e 中制定的一系列标准，可以真正的实现地理信息的互操作， 并且可以利用松耦合的模式来使用和扩展各种数据和服务资源，动态的绑定不同 的服务来完成特定的功能。因此空间信息w e bs e r v i c e 扩展了w e b g i s 的范畴。 虽然说空间信息w e bs e r v i c e 才刚刚起步，但它由非常好的发展前景。 1 5 1w e bs e r v i c e 在w e b g i s 方面的国外研究现状 ( 1 ) e s r i 的a r c w e bs e r v i c e 在2 0 0 2 年e s r i 全球用户大会中，e s r i 总裁及创始人j a c kd a n g e r m o n d 的主 浙江大学硕士学位论文 基于w 曲s e r v i c e 的空间信息服务关键技术研究 要观点就是阐述a r c g i s 的技术战略将以服务器( s e r v e r ) 和服务( s e r v i c e ) 为 核心。他的逻辑很精辟：网络是g i s 互操作的关键，而服务是网络的灵魂，因此 解决互操作问题不仅仅是数据模型或者a p i 的开放问题，而更重要的是服务问 题，这是今后可以预见的革命性变化；分布于网络中的服务是动态的、嵌入式的， 可集成在客户端，但更重要的是可集成在服务器端。这样，用户或开发商就可以 在其应用中加入相应的g i s 数据和工具，而无需自己去维护或开发它们，因此服 务器的角色将越来越重要。 e s r i 公司已经应用最新的w e b 服务技术框架，构建了一个网络服务体系雏型 a r c w e bu s a ( e s r i ，2 0 0 2 ) ，有5 0 多家g o s 相关机构参与了a r c w e bs e r v e r u s a 的建立。目前在a r c w e bu s a 上可以提供4 0 种g i s 相关的w e b 服务，并且这 种服务还在不断增加。客户端的应用可以通过i n t e r n e t 访问远端的a r c w e b 服务， 实时执行诸如高级制图、地址匹配、地名查找、路径优化等功能，而无需在本地 设置相应的数据、应用服务环境和功能。a r c w e bs e r v i c e 通过s o a p 协议与客户 端和其他的w e bs e r v i c e 进行交流、通信，任何第三方开发的应用服务，只要支 持s o a p 等相关协议，就可以为其客户端间接地提供由a r c w e bs e r v i c e 提供的服 务。 ( 2 ) 基于n e t 的网络地理信息服务m a p p o i n t 微软的m a p p o i n t 可以提供以下的l b s 服务：基于地址、兴趣点、经纬度的 位置服务，位置相关背景( 如地图和地址) 服务，路径选择服务，邻近搜索服务， 距离计算服务等( m i c r o s o f t ，2 0 0 2 b ) 。p p o i n t 3 o 完全基于v s n e t 开发，任 何网络用户都可以通过s o a p 来存取m a p p o i n t 的) ( m lw e bs e r v i c e 接口。v s n e t 会自动为m a p p o i n t 服务产生代理类，使得开发者可以非常方便地使用m a p p o i n t 的服务。 ( 3 ) 基于n e t 平台的t e r r as e r v e r 影像数据服务 m i c r o s o f t 公司的t e r r as e r v e r 是目前i n t e r n e t 。上最大的地图服务器和卫 星影像数据仓库。在微软的n e t 平台推出后，t e r r as e r v e r 也推出了基于n e t 平台的t e r r a s e r v e r n e tw e bs e r v i c e ，简称为t e r r a s e r v i c e 。它为用户提供 了一个通过可编程的接口访问t e r r as e r v e r 影像数据的方式，从而提供更灵活 的访问形式。并且用户可以通过服务的接口来建立自己的应用系统。( m i c r o s o f t ， 2 0 0 2 c ) 1 5 2w e bs e r v i c e 在w e b g i s 方面的国内研究现状 在w e b g i s 互操作的研究方面，李新通研究了g i s 互操作与o g c 规范之间的 关系( 李新通，2 0 0 3 ) 。邬伦研究了基于w e bs e r v i c e 的分布式互操作g i s 的系 统框架( 邬伦，2 0 0 3 ) 。黄裕霞提出了语义共享的概念，利用在数据集的上增加 ( 浙江大学硕士学位论文基于w 曲s e r v i c e 的空间信息服务关键技术研究 操作集的方法来解决对不同类型数据的互操作问题( 黄裕霞，2 0 0 1 ) 。丁力则把 信息和服务统一看作i n t e r n e t 上的资源，利用) ( m l 和r d f 来实现语义w e b 中空 间信息互操作( 丁力，2 0 0 1 ) 。 在地理信息网络服务的研究方面，王兴玲研究了如何基于网络提供地理信息 服务基于w e bs e r v i c e 的网络地理信息系统的研究，并基于n e t 开发了一个实 现了1 j i m s 的原型系统( 王兴玲，2 0 0 2 ) 。周文生提出一个基于) ( m l 的开放式w e b g i s 整体解决方案，完成了二套原型系统( 周文生，2 0 0 4 ) 。唐亮针对当前基于w m s 的w e b 地图实现技术，构造了一个面向网格服务的w m s 适配器( 唐亮，2 0 0 4 ) 。 赵超根据o p e n g i s 规范，利用w e b 服务技术设计了一个地图服务系统( 赵超， 2 0 0 4 ) 。 在产品方面，2 0 0 4 年，超图公司设计并开发了基于w e bs e r v i c e 和n e t 技术的新一代网络地理信息平台s u p e r m a pi s n e t 。s u p e r m a pi s n e t 继承 了s u p e r m a pi s 的所有功能，基于新的框架，采用c # n e t 全部重写。s u p e r m a p i s n e t 由应用服务器( s u p e r m a pa p p s e r v e r ) 、w e b 服务( s u p e r m a pw e b s e r v i c e s ) 和w e b 控件( s u p e r m a pw e b c o n t r o l s ) 等组件构成。s u p e r m a pw e bs e r v i c e 和 s u p e r m a pw e bc o n t r o l s 是在s u p e r m a pa p p s e r v e r 基础上封装构建的。s u p e r m a p w e bs e r v i c e 包含：m a p s e r v i c e 提供在线交互式地图服务，a n a l y s t s e r v i c e 提 供空间分析服务，c a t a l o g s e r v i c e 提供空间数据目录服务等( 朱江，2 0 0 4 ) 。 1 6 研究内容 基于w e bs e r v i c e 给g i s 带来的革命性影响，本次研究的内容是： 深入理解w e bs e r v i c e 技术架构和原理，及其底层技术规范，如) ( m l 技术、 s o a p 技术、w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，w e bs e r v i c e s 描述语 言) 技术、u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r y ，a n di n t e g r a t i o n ，统 一描述、发现和集成协议) 技术等： 深入理解o g cw e bs e r v i c e s 的总体框架以及相关规范。设计一个空间信息 服务系统的体系结构。 基于0 g c 的标准规范，具体实现以下空间信息服务： ( 1 ) w e b 地图服务( w e bm a ps e r v i c e