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随着数据共享思想的不断发展和各种开放式数据标准的制定,大量分布式的空间数据源不断涌现,并通过网络为全球用户提供数据共享服务。但这种共享主要还是处在数据共享水平,尚没有达到决策应用阶段。在海量空间数据被采集的同时,处理空间数据的模型也不断丰富,涉及到各种算法和不同行业的背景知识的模型被构建出来,这些模型采用不同的开发和运行标准,并且存放在网络上的不同位置,这就使得空间决策支持系统所需要的空间数据模型的获取和共享变得非常困难。面对海量空间数据,人们缺乏通用的分析工具;面对异构的空间数据处理模型,人们缺乏对模型通用集成工具。这使广大用户往往感觉无所适从,从而形成了资源的巨大浪费。
为了解决这一问题,本文引入了WebSDSS的概念,将WebSDSS作为Internet环境下、具有通用和开放的系统结构模式、能够对空间数据和空间处理模型等网络资源共享、具有很强的跨平台运行能力的决策环境为研究对象。以理论研究和技术实现并重,重点从基于Internet空间决策支持资源的共享与复用;基于WebServices工作流的灵活、高效地使用共享状态下的空间决策支持资源进行空间决策支持;支持互操作的网络决策支持空间信息可视化服务三个方面展开了研究工作。本文的主要研究内容如下:
1.在Internet环境下,根据W3C的Web Services和OGC的空间数据服务相关标准,设计WebSDSS的总体结构。包括空间数据服务管理、空间分析模型服务管理、决策支持实例工作流灵活生成与可控运行、工作流服务语义解析引擎、服务工作流管理、空间决策结果相关空间信息可视化等功能模块的设计。
2.实现WebSDSS中决策支持资源的可扩展和标准化。根据空间决策资源的语义描述,考虑决策支持资源注册的灵活性和扩展性,同时保证资源注册后分类体系结构的不变性,建立有规则的可扩展的决策支持资源分类体系。研究了决策支持资源标准化,包括模型、数据、实例、系统功能等决策支持资源分类编码标准化、决策支持资源服务元数据方案制定和决策支持资源Web Services的数据接口设计。
3.研究了模型和数据的Web Services封装、发布、注册机制,并将这些Web Services作为资源共享和决策支持实例组合生成的主要部分。基于UDDI在服务器端建立(空间)决策支持资源管理库,实现模型、数据、实例、系统功能等决策支持资源的发布、搜索、管理和共享。根据决策支持资源的元数据描述对UDDI数据库进行扩展,并建立统一规则下的资源注册机制,进行体系化的决策支持资源注册。
4.自定义了决策支持实例工作流描述模型,完成Web Services与工作流的匹配,实现了决策支持实例工作流的图形化生成、组合和编辑。另外,研究了BPEL4WS(Business Process Execution Language for Web Services),实现将自定义XML文档转换为BPEL文档,生成基于BPEL的决策支持实例工作流。在自定义决策支持实例工作流描述模型的基础上,构建了Web Services工作流引擎,实现工作流的可控执行。同时也将开源BPEL工作流引擎集成到系统中,以此按照工业化的标准实现Web Services工作流的可控执行。
5.研究和分析了OGC的Web Services规范的地理信息服务。利用WebService技术实现地图服务的封装、利用开源SharpMap项目的Map渲染类库实现空间数据的渲染、利用Ajax技术实现地图显示的异步刷新从而提高用户体验,实现了同一个浏览器地图服务容器中的多种空间数据和空间决策支持结果可视化服务。
6.根据系统总体结构设计和关键技术的研究,采用W3C的Web Services和OGC的空间数据服务相关技术标准,以SOA架构实现了WebSDSS平台的系统开发和集成。为了验证该系统平台,基于专题问题决策支持应用,对WebSDSS平台进行实例化,形成专题空间决策支持系统。