随着行业应用（应急管理、灾害监测、物联网、智慧城市）、工程应用（探月工程、高分辨率对地观测）、社会网络与电子商务（Facebook、eBay、Google、淘宝等）等新兴应用的兴起，使得地理信息系统技术手段得到不断发展。在云服务体系架构中，诸如跨操作系统平台、数据库平台、跨开发平台的中间件研究具有重要意义。同时新的空间信息系统中往往会对数据信息有更为复杂的需求，大都呈现出处理信息量大、实时性强、可靠性与安全性需求越来越强等特点，数据传输安全性和可靠性需进一步研究。在国家倡导成本控制的今天，企业越来越重视成本支出，信息系统建设会充分考虑资产利用率，应用开发周期需严格时间控制，避免重复性投资和低水平开发建设，目前传统的软件工具或系统功能各有优势，但在上述问题的解决中存在许多不足之处。因此，中间件系统的建立为应用软件开发者把主要精力集中在具体业务上提供了重要支撑和技术支持。论文以中间件应用为切入点，针对数据传输和交换过程中可靠性和安全性需求，开展了G/S模式的云服务体系架构下具有可靠性和安全性的中间件研究，建立了数据交换消息中间件平台，实现并分析了数据传输的安全性和可靠性算法，为G/S模式下的数据交换服务提供了可靠、稳定、易用、可扩展和高效率的技术保证。论文主要研究内容如下：1．研究了云服务体系架构下可靠性和安全性数据交换消息中间件平台。采用层次模型思想，对消息中间件在云服务体系架构中的层次进行了分析，构建了可靠性和安全性数据交换消息中间件平台在云服务体系架构下应用模型。2．分析了可靠性和安全性数据交换消息中间件系统数据包格式。借鉴传统的网络接口处理数据交换模式，建立了可靠性和安全性数据交换消息中间件特有的数据包格式。3．分析了可靠性和安全性数据交换消息中间件系统的体系结构。借鉴TCP/IP协议方法[1]，建立了一种可靠性和安全性数据交换消息中间件体系结构，采用分层原则，体系结构包括消息逻辑子层、通信子层、网络接口三个层次。4．深入分析了可靠性和安全性数据交换消息中间件系统的安全结构。重点研究了应用程序安全注册过程中、节点认证过程中、点对点数据传输加密（解密）时及端对端数据传输加密（解密）时分别选取不同的安全算法。5．探索建立了一种数据可靠性传输模型。分析了数据在传输过程中有可能发生哪些异常情况，对数据发生错误的内部原因及外部原因进行了分析，在此基础上提出了相应解决办法，建立了一种数据可靠性传输模型。基于以上研究内容论文的主要研究成果和创新点如下：1．提出了一种G/S模式下实现可靠性和安全性数据交换消息中间件平台MQMP（Message Queue Middleware Platform）。MQMP为业务系统提供数据的安全、高效、可靠传输。有效地屏蔽底层传输网络的复杂性，向上层应用系统提供透明的数据传输服务，保证业务数据能够“一次且仅一次”地传递到目的地。可以兼容市场上主流的各种操作系统、网络环境、开发语言和工具的接口，有效地支撑了应用系统高效稳定地运行。2．提出了一种基于本地缓存技术的消息可靠性传输模型。通过对消息传送过程中容易出现的问题的研究，在采用事件通知机制、对队列进行监控技术、断点续传机制、活动窗口机制及流量控制技术、使用LOG技术，将内存不是永久性数据保存变为DISK上永久的数据保存、握手机制、用户可控技术及监视技术、同步及异步机制的基础上。提出了包含用户接口模型、消息传输模型、消息存储与恢复模型（及LOG模型）的消息可靠性传输模型。利用消息可靠性传输模型，可以为进程提供一个通信模型，该通信模型可以不考虑具体网络环境及具体的网络细节。3．提出了一种基于层次模型的实现可靠性和安全性数据交换的中间件系统的安全体系结构。参照设计模块的方式，借鉴分层结构思维，提出了包含应用程序安全认证实现、节点连接安全认证实现、数据传输安全实现的安全体系结构。在该体系结构上采用MD5算法、固定密码法、Diffie-Hellman密钥交换算法、RC5加密算法和密钥保存方法、本地组内密钥分发和子网密钥方法，实现了对软件开启进行审核、对软件使用进行审核，设置文件传输获取密码的主要保护措施。分层的安全体系结构能够降低程序开发的复杂性，提高相关程序的可维护性及可用性。