地理共享平台的关键技术

地理信息共享平台的关键技术和发展

摘要：在经济全球化的背景下，地理信息共享技术的发展也渐渐成为全球竞争热点。本文对地理信息共享平台的三个关键技术进行了研究，它们分别是基于语义的异构空间数据集成、基于SOA的Service GIS 空间数据共享以及地理信息服务聚合。最后，阐述了地理信息共享平台在未来发展中需要解决的问题。

关键词：地理信息；共享平台；服务聚合；SOA

Key Technology and Development of Geographic Information

Sharing Platform

Abstract: In the background of economic globalization, geographic information sharing technology development is also becoming a hot topic of global competition. This paper do some research on the three key of technologies geographical information sharing platform，including the semantic heterogeneity spatial data integration technology, the Service GIS spatial data sharing technology based on SOA and geographic information service composition technology. In the last, this paper elaborates the problem need to solve in the future development of the geographic information sharing platform.

Key words: geographic information; sharing platform; service composition; SOA

0 引言

随着经济的发展，人们对地理信息数据的需求与日剧增。但是不同行业、部门生产的地理数据彼此封闭、孤立、缺乏统一标准，无法实现空间地理信息数据和服务的最大共享。地理信息共享平台能有效地消除信息孤岛[1]，避免重复建设，使得区域内的地理信息更加快捷、方便地实现共享。此为，它增强了地理空间信息资源的可用性和可获得性，让用户随时随地都能获取需要的地理空间信息服务，最终起到提高政府或企业的信息化水平，达到促进政府或企业综合决策的目的。

要实现地理信息共享需要几个前提条件：一是参与共享的地理空间数据都要符合一个统一的技术标准；二是要为地理信息用户提供使用，访问地理信息的技术手段。计算机和网络技术是符合这一要求的重要手段之一。三是要提出一系列相关的政策，法律法规措施来规范地理共享行为。目前世界各国都在加速推进地理信息共享标准、政策的制定以及地理信息共享技术的研究工作。

城市地理空间信息资源的共享，是城市信息化发展的重要组成部分。虽然目前我国地理空间信息资源日益丰富，地理空间信息产业不断发展壮大，为社会经济发展发挥了重要作用，但仍存在一些亟待解决的问题，如重复建设严重、信息应用普及率低、信息共享机制不完善、信息服务社会化程度低等。

1 地理信息共享平台关键技术

在地理信息共享平台建设过程中，有三个关键技术问题需要解决。第一，面对来源众多，格式不一的异构空间数据，如何进行数据的转换和集成。第二，如何进行数据的共享，数据的共享模式是什么，需要为用户提供怎样的地理信息服务。第三，如何进行服务的聚合，使得系统各个服务间的调用更加的高效合理。下面就这三个关键技术问题进行深入的研究和阐述。

1.1 基于语义的异构空间数据交换

传统地理数据交换原理是对数据的直接访问[2]。它是基于数据结构的交换，这种数据交换方式是面向特定的数据结构和数据格式的。由于不同地理信息数据格式及模型的不同，容易造成信息的丢失。

基于语义的地理信息格式转换是语义层次上的空间数据转换，它除了数据结构的转换外，更重要的是对数据模型的转换和操作。在转换器中不仅有与数据相关的信息，还有语义信息。语义转换具有以下特点：定义了数据集间的相互映射、使用要素操作语言、允许转换方案的重定义、提供查找、复杂计算的函数、提供从原始数据生成过程数据的方法。地理信息共享平台中基于语义转换的数据交换模型如图1-1所示。

图1-1：语义转换模型

Figure 1-1: Semantic transformation model

如图1-1所示，通过语义转换模型，实现异构空间数据的转换。数据之间的转换引申为数据模型之间的转换，通过引入语义映射文件，进行源数据模型到目标数据模型的映射。模型转换的过程是基于语义层次的转换。在考虑数据模型的基础上，映入语义信息，如元数据、转换的规则与规范、转换的机制与原则等，来解决模型之间的冲突。

在地理信息共享平台的交换系统的开发中，可以使用FME提供的一套API来进行开发。FME(Feature Manipulate Engineering)是加拿大Safe Software公司开发的空间数据转换处理系统，它是完整的空间ETL解决方案。该方案基于OpenGIS组织新提出的转换理念“语义转换”[3-4]。它通过提供在转换过程中重构数据的功能，实现了超过250种不同空间数据格式（模型）之间的转换，为进行快速、高质量、多需求的数据转换应用提供了高效、可靠的手段。

1.2 基于SOA的Service GIS构建地理信息服务平台

在地理信息共享平台中，空间数据共享方式是一个关键问题。为了确保平台的可持续发展，需要采用先进技术以确保平台的技术架构和技术体系长期不落后。

根据地理信息服务平台公用性和基础性的特点，系统软件架构必须采用面向服务的软件架构（Service-Oriented Architecture），即SOA。SOA是一种组件模型[5]。它通过应用程序功能单元（称为服务）之间定义完善的接口和契约，来联系应用程序中的不同服务。基于SOA 的空间数据共享的核心思想是将地理信息数据如地图信息以地理信息WebService的方式分发给用户使用。