支持地理空间信息服务质量的OWS框架扩展_章汉武

第36卷第4期

测绘科学

Science of Surveying and Mapping

Vol.36No.4

作者简介：章汉武（1977-），男，2008年毕业于武汉大学测绘遥感信息工程国

家重点实验室，主要研究方向为网络地理信息系统、地理空间信息服务质量、LIDAR 数据处理等。E-mail ：zhw121@

收稿日期：2010-01-15基金项目：对地观测863计划（编号：

2007AA12Z217）；自然科学基金（编号：40971211）通信作者：吴华意

支持地理空间信息服务质量的OWS 框架扩展

章汉武①②，胡月明②，吴华意③

（①江西师范大学地理与环境学院，南昌330022；②华南农业大学信息学院，广州510640；

③武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉430079）

【摘要】OWS 是实现地理空间信息广泛共享与互操作的必然趋势，但目前尚缺乏对地理空间信息服务质量的支

持，降低了其被采用与推广的程度。本文提出了支持地理空间信息服务质量的OWS 框架，包含Q-GISD 与Q-WRS 两个核心部分，提供了描述地理空间信息服务质量与基于服务质量的服务发布、发现与选择的能力，并设计与实

现了一个基于ebXML 开源实现的原型系统。

【关键词】地理空间信息服务质量；开放Web 服务；地理空间信息服务描述；Web 注册服务【中图分类号】P208【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307（2011）04-0148-04

1引言基于Web Services 技术的空间信息服务体系框架可以实现各种空间信息资源的按需搜索、绑定、动态组合、灵活管理，是空间资源整合、集成的理想平台。OGC 在基于Web Services 技术实现空间信息互操作上做了大量的工作，

推出了OGC Web Services （OWS ）［1］

框架，该框架是一个多层体系结构，以通用接口和开放、标准协议相结合的方式实现了系统的松耦合、动态、可扩展性。

虽然已经有大量的商业空间信息服务与免费空间信息服务部署在网络上，许多公有的或者私有的注册服务也包括了空间信息服务的描述信息，但采用空间信息服务作为企业业务系统、公众应用系统的核心主体，以空间信息服务体系结构作为基础平台的实际应用项目还是不多。造成上述现象的原因有很多，如商业模式、政策等，但是，其中一个不容忽视的重要原因就是目前的空间信息服务注册中心缺乏对服务质量的支持，使得大量质量低劣的服务充斥网络，严重影响了用户使用与购买空间信息服务的信心。

吴华意［2］

最早注意到了地理空间信息服务的质量的重要性，并提出了“QoGIS ”这个概念，但受过去一直占统治地位的自定义接口WebGIS 的影响，其考虑的客体只是传统的自定义地理信息服务。在以Web Services 、XML 等开放技术为基础的今天，必需考虑基于标准访问接口与编码标准的地理空间信息服务的质量问题，这也是QoGIS 适应技术发展的必然。

虽然来自不同领域的许多研究者提出了改进OWS 以支持服务质量的解决方案，但大多存在缺陷，这些缺陷包括服务质量建模不完善、非标准性、可用性不强等。针对这种现状，本文在综合分析其他研究者研究的基础上，结合OGC 与ISO 的标准规范，提出了一种改进OWS 发布、发现与选择模型，全面支持地理空间信息服务质量的解决方案。本方案包括两个核心内容，支持地理空间信息服务质量的地理空间信息服务描述标准与支持地理空间信息服务质量的Web 注册服务。为验证提出的方法与思路，本文还设计与实现了一个基于FreebXML 的原型系统。

2地理空间信息服务质量（QoGIS ）质量要素模型

分析目前地理空间信息服务普遍接受的语义，可以发现，地理空间信息服务实际上包含两个概念：服务执行与服务实体。服务实体指具有一定能力，对外提供特定功能的软件系统。服务执行是服务实体实际发挥作用，传递价值的过程。通过服务执行，实现了价值的传递，资产的转移。对于地理空间信息服务的服务执行而言，服务执行伴随消息的传递和地理空间数据（或信息）的交换。

质量要素是质量客体所具有的满足质量主体需求的特性，通过质量要素的分析和测量可以确定质量的高低。由于地理空间信息服务既可以指功能的执行过程，也可指服务实体，所以，在确定质量要素的时候，首先必须确定质量客体的具体类型，是服务执行还是服务实体。

如果质量客体是服务执行，则与一般商业服务相同，

具有瞬时性、交互性、非触碰性等特性

［3-5］

。因此，在分析服务执行的质量要素时，可以借鉴已有商业服务质量研究的诸多成果，特别是感知服务质量理论与质量维度（要素）

模型［6］

。地理空间信息服务执行既是一个过程，也会产生一定的实际效果，因此，其质量要素模型应该分为两个部分：过程质量、成果质量。过程质量是服务执行过程中与实际成果无关的质量的总称，包括如响应速度、稳定性、安全、事务等方面。成果质量是服务执行最终结果的质量。服务执行的结果有许多种形式，如地理空间数据服务WFS ［7］，服务执行的结果是矢量数据，而对于地图绘制服

务WMS ［8］

，服务执行的结果是以栅格图像表示的电子地图。由于服务执行结果的多样性，成果质量的质量要素也大为不同。但排除与具体服务类型相关联的要素，通用的

要素可以借鉴地理空间数据质量的研究成果

［9，10］

，包括正确度（Accuracy ）、完整性（Completeness ）、一致性（Consis-tency ）、精度（Precision ）、时效性（Currency ）。限于篇幅的原因，上述过程质量与成果质量的子要素及其度量在此不展开。

服务实体是一个软件组件，因此，其质量要素可以借鉴软件质量研究的成果，特别是ISO 9126的三层质量理论。其中，使用质量是与软件用户期望之间的差距，是从用户的角度来考虑的质量，这与商业服务环境下的感知质量类似；内部质量是外部质量的基础，而外部质量是使用质量

的前提［11］

。经过分析不难发现，上述三层质量理论中的使用质量就是前面所述的服务执行的质量，由此也可以看出，商业服务质量与软件质量的理论具有共同的理论基础。

显然，虽然服务实体质量的高低会最终影响到服务执行的质量，但从用户的角度而言，服务执行质量是最重要的，在服务注册时，也应以此种质量的度量为基础。

3

支持服务质量的地理空间信息基础设施总体框架

出版、发现、绑定模型（Publish ，

Find ，Bind ，简称PFB