GML在中国的研究进展

第10卷第6期2008年12月地球信息科学GE O 2I N F OR MATI O N SC I E NCE Vol 110,No 16Dec 1,2008收稿日期:2007-12-24;修回日期:2008-11-10.基金项目:国家自然科学基金项目“G ML 空间数据存储索引机制研究”(040401045),国家“863计划”项目“G ML -GI S 及其关键技术研究”(2006AA12Z221)。

作者简介:张书亮(1974-),男,博士,副教授,主要从事G ML 、地理信息共享技术和AM /F M /GI S 方面的研究工作。

E 2Mail:zhangshuliang@njnu 1edu 1cnG ML 在中国的研究进展张书亮,闾国年,苗立志,干嘉彦,黄家柱(南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,南京　210046)摘要:凭借其开放和可自我描述的格式体系、完善丰富的空间数据表达技术、灵活多变的应用模式生成方法,经过短短几年时间的发展,G ML 迅速在空间数据的建模、传输与交换、集成与共享和空间互操作等诸多GI S 研究与应用方向中发挥着重要作用。

本文从国内与G ML 相关的研究课题、博、硕士学位论文和公开发表的核心期刊中文论文等几个方面,深入分析了G ML 在中国的研究进展,并就G ML 规范研究、G ML 技术研究和G ML 应用研究三个方面提出了国内G ML 研究与应用面临的挑战、急需解决的问题。

研究结果表明:目前国内形成了众多特色鲜明和高水准的G ML 研究团队与研究成果,但随着G ML 研究与应用的逐步开展,国内G ML 低水平重复性研究工作的弊端也日益暴露出来。

因此,丰富与完善G ML 规范,深化G ML 技术研究,建立多层次的G ML 应用技术模式,开展基于G ML 的空间服务应用,发展G ML 软件工具,积极参与G ML 国际规范的修订,将是未来我国研究人员开展G ML 研究工作的重点。

关键词:G ML;G ML 2GI S;G ML 索引;G ML 技术;G ML 规范研究1　G ML 在中国的研究现状从OGC 推出地理标记语言(Geography Mark 2up Language,G ML )开始,中国学者就紧跟G ML的发展步伐,在G ML 的理论、方法、技术和应用的研究方面做了大量的开创性工作,产生了一大批高质量的研究成果。

这些成果对于改进和丰富地理信息共享的技术与方法起到了非常明显的效果。

针对近几年我国地理信息资源获取与处理的现状,科技部在“十五”和“十一五”初期相继组织推动和实施了一系列“863”项目,如“网络空间信息标准与共享应用服务关键技术”、“基于SI G 的资源环境空间信息共享与应用服务”、“基于移动Agent 和G ML 的分布式空间信息集成研究与实现”和“G ML -GI S 及其关键技术研究”等。

这些课题都围绕G ML 直接或间接的开展了相关的技术与应用研究,为G ML 在国内的发展起到了至关重要的作用。

中国国家自然科学基金委也对G ML 相关的研究主题进行大力支持,资助了包括“G ML 空间数据存储索引机制研究”,“本原G ML空间数据库理论及G MLGI S 与传统GI S 集成研究”和“面向G ML 的空间聚类分析与异常检测方法研究”等一批G ML 基础性研究课题。

鉴此,G ML 的研究在最近几年呈现出“百花齐放”和“百家争鸣”的局面,形成了各具特色的G ML 研究体系,产生了一大批丰硕的研究成果,为G ML 技术在我国的发展与应用研究奠定了良好的基础。

表1为近年来国家资助的和G ML 相关的部分研究课题。

北京大学的李琦教授是我国较早从事X ML 和G ML 研究的学者。

自1997年开始,李琦教授和她的研究团队就开展了基于X ML 的地理空间编码语言Geo ML 的研究,这一研究要比OGC 的G ML 规范早三年[1]。

Geo ML 的研究主要集中在Geo ML 编码、转换和传输等几个方面,这些研究成果为国内学者开展G ML 的研究起到了很好的示范作用。

北京大学的程承旗教授在863重点项目支撑的基础上,基于X ML 制定了中国地理无线标记语言CG 2WML (Chinese Geographic W irelessMarkup Lan 2grage ),从而为我国的移动位置服务建立统一信息标准奠定了基础[2]。

作为OGC和I S O/TC211相关标准建设的国内参与者,武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室对于推动中国G ML的普及起到了积极的作用。

2003年12月,龚健雅教授参加了在德国柏林举行的第十七届国际标准化组织地理信息专门委员会(I S O/T C211)全体大会和工作组会议,并在第四工作组(地理信息服务工作组)会议上就G ML310的汉语语言和属性项组表达等几个方面分析了中国对于G ML310应用过程中所存在的问题,以及这些问题的解决思路[3]。

通过“863”项目“网络空间信息标准和共享应用服务关键技术”的研究,龚建雅教授认为:我国空间互操作的研究应以OGC和I S O/TC211有关互操作的规范与标准为依据,通过对这些标准的适当改造,使之成为我国的国家标准(龚健雅,2002)。

同济大学的关佶红教授在国家“863”项目“基于移动Agent和G ML的分布式空间信息集成研究与实现”的支持下,对如何使用移动Agent和G ML进行多源、分布式的空间信息的集成思路、方法进行了研究和实现(关佶红,2003)。

同济大学的童小华教授将G ML作为建模语言应用于房产、地籍行业,构建了基于G ML的房产和地籍空间对象模型的表达方法,这成为G ML行业性应用的良好示范[4]。

南京师范大学的张书亮和闾国年等教授从2000年OGC推出G ML之初,就积极开展针对G ML的相关理论、方法和技术体系的研究,在国家自然科学基金课题“G ML空间数据存储索引机制研究”和国家科技部“863”项目“G ML-GIS及其关键技术研究”等的支持下,选择G ML 解析、G ML存储、G ML查询、G ML索引以及G ML压缩与传输等关键技术作为研究重心,以G ML空间数据的索引机制与方法为切入点,研究了各G ML应用技术间的相互关系以及目前存在的互操作障碍等问题,提出了通用性、普适性的G ML应用技术构建模式,开发了“G ML-GI S”软件。

总体来看,G ML在我国的研究已经逐步展开,随着人们对G ML的认识以及OGC多种互操作规范的推出,G ML的研究焦点也在不断地发生变化,从最初的G ML可视化[5,6]、空间数据转换与集成[7～9]、行业空间数据建模等的研究,转向以G ML核心技术为主的G ML内部机制、实现方法和各应用技术间互操作等方向的研究。

表1　近年来国家资助的和G ML相关的部分课题Tab11　So m e St a te2funded subjects rel a ted to G ML i n recen t years序号批准号项目名称主持人单位名称起止年月1国家“863”项目2002AA131030网络空间信息标准与共享应用服务关键技术龚健雅武汉大学2002101～20041122国家“863”项目2002AA135340基于移动Agent和G ML的分布式空间信息集成研究与实现关佶红武汉大学2002107～20041063国家“863”项目2006AA12Z221G ML2GI S及其关键技术研究张书亮南京师范大学2007101～20091124国家自然科学基金课题40401045G ML空间数据存储索引机制研究张书亮南京师范大学2005101～20071125国家自然科学基金课题40761017本原G ML空间数据库理论及G MLGI S与传统GI S集成研究兰小机江西理工大学2008101～20101126国家自然科学基金课题40771163面向G ML的空间聚类分析与异常检测方法研究吉根林南京师范大学2008101～20101127北京市自然基金课题4052006面向G ML数据集成的通用查询语言及实现方法的研究廖湖声北京工业大学2006101～20061128中日国际合作子项目基于G ML的网络地理信息系统研究邬群勇福州大学2004101～20051122　2001～2006年国内有关G ML的博、硕士学位论文概览 近年来,我国科研院所和高等院校的研究生已成为国内G ML研究的重要力量,短短几年就形成了一大批高质量的G ML研究成果,这些成果为国内G ML研究奠定了多样化的研究思路。

基于中国科研论文网,作者整理、分析了了近年来科研467地球信息科学 2008年院所和高等院校发表的与G ML 直接相关的博、硕士学位论文,按G ML 应用研究(利用G ML 开展类似空间数据表达、空间互操作等方向的以解决既定GI S 问题的研究)、G ML 技术研究(围绕类似G ML 解析、G ML 索引、G ML 查询和G ML 存储等以完善G ML 技术体系的研究)和G ML 空间服务研究(开展围绕空间服务和G ML 的研究)三个研究主题分类,其中有52篇关于G ML 应用研究、10篇关于G ML 技术研究、4篇关于G ML 空间服务研究,具体如表2所示。

表2　近年来科研院所和高等院校发表的部分博、硕士论文Tab 12　So m e doctora l and ma ster πs degree thesis published by sc i en ti f i c research i n stitutes and i n stituti on s of h i gherlearn i n g i n recen t years年度G ML 应用研究G ML 技术研究G ML 空间服务200140020020012003600200418322005122020061251 注:在66篇博、硕士学位论文中,其中博士学位论文4篇,硕士学位论文62篇。

基于表2的统计分析,结果如图1所示。

2004年以前,G ML 的研究偏重于应用,2004年以后对G ML 技术研究及其与空间服务结合的研究呈上升趋势。

G ML 应用的研究则主要集中在W ebGI S 框架支持、空间数据互操作与共享等方面。

G ML 技术研究则偏重于G ML 的存储、索引、查询、压缩和模式匹配等方面。

图1　2001～2006年历年国内相关G ML 博硕士学位论文研究数量Fig 11　The nu mber of domestic doct oral and master πs degree thesis related t o G ML during 2001～20063　2001～2006年国内公开发表的和G ML 相关的中文核心期刊论文 通过对“中国期刊全文数据库”和公开的相关网络资源的查阅,从2001到2006的6年时间里,国内学者发表了近300篇科研论文,可以说,针对G ML 的研究已经成为地理信息系统领域的一种现象,它体现了G ML 日益重要的作用。