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地理建模工作是地理学家长期从事的一项基础性研究工作。国内外地理学家从不同研究领域出发,已经建立了大量的、成熟的地理模型,然而,由于地理模型在领域、数据和计算平台上的异构性,造成了大量地理模型无法被复用和继承,给新的地理模型的创建和已有地理模型的完善等工作造成了障碍。从这些问题出发,我们提出构建分布式地理建模环境,建立一个符合地理学家认知习惯的地理建模环境,让地理学家根据其对地理问题解决的思路进行可视化、引导式地理建模,尽可能的复用已有的模型模块进行复杂地理模型的构建。帮助地理学家从计算机底层编程中解脱出来,在广泛的地理模型复用和地理资源共享的基础上,完成地理模型的创建和求解过程。
在此目的下,本文分析了地理学家使用分布式地理建模环境构建模型的一般过程,给出了分布式地理建模环境的基本组成框架,以及各组成部分的基本功能以及相互关系。我们将分布式地理建模环境划分为图标式地理建模环境与分布式地理模型运行环境两个部分,以地理资源库作为建模环境中的资源管理模块,并提出了模型契约的概念,作为模型在建模环境中的统一表达。
随后,针对构建分布式地理建模环境中所遇剑的问题进行了深入的分析与探讨,对一些关键问题给出了解决思路与解决方案,提出了异构模型的模块封装策略,紧耦合模块的解藕策略,实现了模块化、可配置的模型结构。我们总结了异构模型模块封装为WebServices的技术路径,给出了异构模块中对其他模块的WebServices接口的调用支持组件-InvokeSwitcher。通过模型描述文档来描述和建立模块间的依赖关系,从而实现模块的松耦合。
在使用和扩展开源组件协作的基础上构建了分布式地理建模环境的原型,包含了工作流组件,Web Services组件,Invoke Swicher支持组件以及地理信息库的原型;初步解构和封装了SWAT模型的几个主要模块,并以SWAT模型为例给出了地理模型运行环境下模型契约的主要组成,同时还以SWAT模型为实例进行了地理模型运行环境的功能性和正确性的验证,验证了该运行环境的一般工作过程:模型契约的解析、模型依赖的建立、模型执行发起。