協(xié)作共享,共同構(gòu)建地理信息 服務(wù)平臺

1、武漢吉奧公司武漢吉奧公司 總工總工武漢大學(xué)武漢大學(xué) 教授教授國家國家863-13主題主題 專家專家 中國中國GIS標(biāo)委會(huì)地理信息共享與管理工作組標(biāo)委會(huì)地理信息共享與管理工作組 組長組長龔健雅龔健雅 地理信息系統(tǒng)從最初的項(xiàng)目級應(yīng)用，到部門級、企業(yè)級應(yīng)用，再到目前要求的跨部門、跨行業(yè)、跨地區(qū)應(yīng)用,支持?jǐn)?shù)字城市、數(shù)字省、數(shù)字中國、數(shù)字地球的應(yīng)用，從局域網(wǎng)的應(yīng)用到廣域網(wǎng)的地理信息服務(wù),需要經(jīng)歷技術(shù)上的質(zhì)的飛躍。 1. 選平臺的風(fēng)險(xiǎn)太大選平臺的風(fēng)險(xiǎn)太大2. 信息共享信息共享 困難困難3.不利于打破壟斷不利于打破壟斷4.不能適應(yīng)當(dāng)前不能適應(yīng)當(dāng)前Web Service技術(shù)和技術(shù)和GRID技術(shù)技術(shù)的需要的需要

2、. 從九十年代國際上成立開放地理信息系從九十年代國際上成立開放地理信息系統(tǒng)聯(lián)盟（統(tǒng)聯(lián)盟（OGC）和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織成立地理）和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織成立地理信息標(biāo)準(zhǔn)化工作組信息標(biāo)準(zhǔn)化工作組ISO/TC211以來，兩個(gè)組以來，兩個(gè)組織為地理信息共享和互操作進(jìn)行了大量研究，織為地理信息共享和互操作進(jìn)行了大量研究，解決了一系列技術(shù)問題，制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)。解決了一系列技術(shù)問題，制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)。使地理信息共享和互操作技術(shù)達(dá)到了實(shí)用水使地理信息共享和互操作技術(shù)達(dá)到了實(shí)用水平。平。 保持各部門現(xiàn)有系統(tǒng)基本不變，在現(xiàn)有保持各部門現(xiàn)有系統(tǒng)基本不變，在現(xiàn)有系統(tǒng)中增加一個(gè)信息共享與互操作的插件，系統(tǒng)中增加一個(gè)信息共享與互操

3、作的插件，當(dāng)其他部門需要時(shí)，可以調(diào)用和操作本部門當(dāng)其他部門需要時(shí)，可以調(diào)用和操作本部門的信息，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的互操作。這樣，既的信息，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的互操作。這樣，既可以保護(hù)已有投資，又可以實(shí)現(xiàn)信息共享。可以保護(hù)已有投資，又可以實(shí)現(xiàn)信息共享。 1. 基于直接訪問模式的互操作方法基于直接訪問模式的互操作方法2. 基于公共接口訪問模式的互操作方法基于公共接口訪問模式的互操作方法 GIS AGIS BGIS CDB 1DB 2DB 3Driver ADatabase ADriver CDriver BDatabase CDatabase B公共接口協(xié)議公共接口協(xié)議GIS 1GIS 1GIS 1GIS 1

4、2. 基于互操作協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方法基于互操作協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方法虛擬公共數(shù)據(jù)庫互操作平臺虛擬公共數(shù)據(jù)庫互操作平臺DB 2Sybase Oracle SpatialInformixGeoStar systemArc/Info systemMapinfo systemGeomedia systemGIS系統(tǒng)系統(tǒng)1已已有有接接口口函函數(shù)數(shù)GIS系統(tǒng)系統(tǒng)3GIS系統(tǒng)系統(tǒng)4GIS系統(tǒng)系統(tǒng)2已已有有接接口口函函數(shù)數(shù)公公共共接接口口函函數(shù)數(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)包包裝裝 基于基于SQL,OLE/COMSQL,OLE/COM的空間數(shù)據(jù)互操作的接口關(guān)系的空間數(shù)據(jù)互操作的接口關(guān)系 接口接口轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換已有已有接口接口函數(shù)函數(shù)公共公共接口接口

5、函數(shù)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)包裝包裝公共公共接口接口函數(shù)函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)中間中間件件應(yīng)用應(yīng)用系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)瀏 覽瀏 覽器器G I S 空空間 數(shù) 據(jù)間 數(shù) 據(jù)庫 管 理庫 管 理系統(tǒng)系統(tǒng)1G I S 空空間 數(shù) 據(jù)間 數(shù) 據(jù)庫 管 理庫 管 理系統(tǒng)系統(tǒng)2基于基于JAVA/CORBAJAVA/CORBA中間件體系結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)互操作的接口關(guān)系中間件體系結(jié)構(gòu)的空間數(shù)據(jù)互操作的接口關(guān)系 GIS空空間數(shù)據(jù)間數(shù)據(jù)庫管理庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)1GIS空空間數(shù)據(jù)間數(shù)據(jù)庫管理庫管理系統(tǒng)系統(tǒng)2空間數(shù)空間數(shù)據(jù)服務(wù)據(jù)服務(wù)組組 件件空間數(shù)空間數(shù)據(jù)服務(wù)據(jù)服務(wù)組件組件基 于基 于XML的 空的 空間 數(shù)間 數(shù)據(jù) 操據(jù) 操作 方作 方法 與

6、法 與描 述描 述語 言語 言（GML）空間空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)瀏覽瀏覽器器數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換基于基于Web Service(XML)Web Service(XML)技術(shù)的空間數(shù)據(jù)互操作實(shí)現(xiàn)方法技術(shù)的空間數(shù)據(jù)互操作實(shí)現(xiàn)方法 GIS應(yīng)用客應(yīng)用客戶程序戶程序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)層層服務(wù)層服務(wù)層中間件中間件部署管部署管理工具理工具客客戶戶層層Web 瀏覽器瀏覽器終端終端觸摸屏觸摸屏終端終端專用瀏覽器專用瀏覽器終端終端WebWeb服務(wù)器 空間數(shù)據(jù)處理服務(wù)器空間數(shù)據(jù)處理服務(wù)器空間數(shù)據(jù)庫服務(wù)器空間數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 空間信息應(yīng)用服務(wù)器空間信息應(yīng)用服務(wù)器PDA手機(jī)手機(jī)無線網(wǎng)有線網(wǎng)計(jì)算機(jī)信息設(shè)備Windows操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)Unix操作

7、系統(tǒng)操作系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)互操空間數(shù)據(jù)互操作公共函數(shù)接作公共函數(shù)接口（口（COM或或Java,http）接口驅(qū)動(dòng)接口驅(qū)動(dòng)模塊模塊接口驅(qū)動(dòng)接口驅(qū)動(dòng)模塊模塊接口驅(qū)動(dòng)接口驅(qū)動(dòng)模塊模塊接口驅(qū)動(dòng)接口驅(qū)動(dòng)模塊模塊接口驅(qū)動(dòng)接口驅(qū)動(dòng)模塊模塊接口驅(qū)動(dòng)接口驅(qū)動(dòng)模塊模塊接口驅(qū)動(dòng)接口驅(qū)動(dòng)模塊模塊接口驅(qū)動(dòng)接口驅(qū)動(dòng)模塊模塊接口驅(qū)動(dòng)接口驅(qū)動(dòng)模塊模塊DB2GeomediaMapINFOARC/INFOGrowSuperMapMapGISGeoStarOracle Spatial主要技術(shù)內(nèi)容空間數(shù)據(jù)互操作技術(shù)空間數(shù)據(jù)互操作技術(shù) 開放地理信息系統(tǒng)聯(lián)盟（開放地理信息系統(tǒng)聯(lián)盟（OGC）和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）和國際標(biāo)準(zhǔn)

8、化組織ISO/TC211多年來為地理空間數(shù)據(jù)的互操作制作了一系多年來為地理空間數(shù)據(jù)的互操作制作了一系列接口規(guī)范，包括簡單要素的列接口規(guī)范，包括簡單要素的SQL實(shí)現(xiàn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)規(guī)范，COM/OLE實(shí)現(xiàn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)規(guī)范，CORBA實(shí)現(xiàn)規(guī)范。但是這些規(guī)范實(shí)現(xiàn)規(guī)范。但是這些規(guī)范的推廣應(yīng)用都不太理想。雖然有許多的推廣應(yīng)用都不太理想。雖然有許多GIS軟件商都參加軟件商都參加了規(guī)范的討論和制定，但是實(shí)現(xiàn)的并不多。其主要原因了規(guī)范的討論和制定，但是實(shí)現(xiàn)的并不多。其主要原因可能有以下三個(gè)方面的問題：一是接口規(guī)范不太成熟，可能有以下三個(gè)方面的問題：一是接口規(guī)范不太成熟，應(yīng)用起來有些困難；二是這種提供公共接口的方法需要

9、應(yīng)用起來有些困難；二是這種提供公共接口的方法需要每個(gè)廠商包裝一個(gè)接口程序，這個(gè)程序通常要提供給其每個(gè)廠商包裝一個(gè)接口程序，這個(gè)程序通常要提供給其他他GIS軟件商，使它嵌入到另一個(gè)軟件商，使它嵌入到另一個(gè)GIS軟件中，這樣不僅軟件中，這樣不僅影響了某些影響了某些GIS軟件商的利益，而且接口之間出現(xiàn)問題，軟件商的利益，而且接口之間出現(xiàn)問題，難以分清責(zé)任。其三，這種基于二進(jìn)制接口的組件存在難以分清責(zé)任。其三，這種基于二進(jìn)制接口的組件存在部署復(fù)雜，不能穿過防火墻，不適合分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的部署復(fù)雜，不能穿過防火墻，不適合分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)基于缺點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)基于Internet上的上的GIS互操

10、作互操作. . 地理空間數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)Web 服務(wù)服務(wù)地理空間信息處理地理空間信息處理Web服務(wù)服務(wù)Web Map Service Specifications(WMS)Web Feature Service Specifications(WFS)Web Coverage Service Specifications(WCS)“The WFS specification defines a web interfaces for describing data manipulation operations of geographic features”Data manipulation op

11、erations include the ability to:Get or Query features based on spatial and non-spatial constraintsCreate a new feature instance Delete a feature instanceUpdate a feature instanceWFS-TA WFS must implement the following operations:GetCapabilitiesDescribeFeatureTypeGetFeatureA WFS may implement the fol

12、lowing operations:TransactionLockFeature地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)地理信息處理功能服務(wù)服務(wù)中介服務(wù)中介服 務(wù) 請 求服 務(wù) 請 求者者服 務(wù) 供 應(yīng)服 務(wù) 供 應(yīng)商商2發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)1發(fā)布發(fā)布3綁定綁定 Web服務(wù)模型（角色與操作）服務(wù)模型（角色與操作）擴(kuò)展標(biāo)識語言（擴(kuò)展標(biāo)識語言（XML)XML)WebWeb服務(wù)描述語言（服務(wù)描述語言（WSDLWSDL）簡單對象訪問協(xié)議（簡單對象訪問協(xié)議（SOAPSOAP ）統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)與集成協(xié)議統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)與集成協(xié)議 （UDDI)UDDI) 互操互操作協(xié)作協(xié)議棧議棧通用服務(wù)交互協(xié)議（這些層尚未定義）通用服務(wù)交互協(xié)議（這些層尚未定義

13、）通用描述、發(fā)現(xiàn)和集成（通用描述、發(fā)現(xiàn)和集成（UDDIUDDI）簡單對象訪問協(xié)議（簡單對象訪問協(xié)議（SOAPSOAP）可擴(kuò)展標(biāo)記語言（可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XMLXML）通用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（通用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（HTTPHTTP， TCP/IPTCP/IP）互操作協(xié)議棧互操作協(xié)議棧 工作流服務(wù)工作流服務(wù) 查詢查詢 構(gòu)建構(gòu)建 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 調(diào)用調(diào)用 查詢查詢 持有持有 調(diào)用調(diào)用 存儲和獲取存儲和獲取 包含包含 更新更新 指向指向 創(chuàng)建創(chuàng)建 描述描述 持有持有 識別識別客戶服務(wù)客戶服務(wù)目錄和目錄和注冊服務(wù)注冊服務(wù)關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)容器容器處理服務(wù)處理服務(wù)元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)服務(wù)服務(wù)名稱名稱空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù) 應(yīng)用客戶應(yīng)用

14、客戶地圖查看地圖查看器客戶器客戶影像利影像利用客戶用客戶增值增值客戶客戶傳感器傳感器Web客戶客戶注冊服務(wù)注冊服務(wù)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)客戶客戶數(shù)據(jù)類數(shù)據(jù)類型注冊型注冊服務(wù)服務(wù)類型類型注冊注冊地圖符地圖符號注冊號注冊 編碼編碼服務(wù)實(shí)服務(wù)實(shí)例注冊例注冊GMLXIMASLD服務(wù)元服務(wù)元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)SensorML觀測與觀測與量算量算影像元影像元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)LOF數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)例實(shí)例注冊注冊數(shù)據(jù)服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)傳感器采傳感器采集集SCSSCS矢量要矢量要素素WFSWFS柵格圖柵格圖層層WCSWCS影像分影像分析析LASLAS處理服務(wù)處理服務(wù)服務(wù)服務(wù)鏈接鏈接坐標(biāo)轉(zhuǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換換GTSGTS地理編地理編碼碼地名辭地名辭典典描繪描繪服務(wù)服

15、務(wù)WebWeb地形地形WTSWTSWebWeb地地圖圖WMSWMS柵格圖柵格圖描描繪繪GPSGPS綁定綁定發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)發(fā)布發(fā)布OGC/IP接口接口OpenGIS服務(wù)框架服務(wù)框架服務(wù)發(fā)現(xiàn)服務(wù)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式模式模式語義語義服務(wù)服務(wù)分布計(jì)算平臺分布計(jì)算平臺服務(wù)集成服務(wù)集成與工作流與工作流數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)表示與編碼與編碼服務(wù)描述服務(wù)描述通信協(xié)議通信協(xié)議連通性連通性互操作性互操作性互操作層次互操作層次互操作標(biāo)準(zhǔn)互操作標(biāo)準(zhǔn)WSFL，XLANG，ISO19119WSDL, ISO-19119,etc.OGC SF, Coverage, CoordinateTransform, WMS, etc.HTTP, S

16、OAP, COM, CORBA, SQL, J2EE, etc.UDDI，OGC-Catalog, etc.HTML, XML/S, RDF, XML, OGC-GMLOGC-WKT.WKB, etc.ASCII, ASN.1/DER, XML, etc.TCP/IP, HTTP, SSL, SMTP, FTP,IIOP, etc. 服務(wù)互操作層次結(jié)構(gòu)（摘自服務(wù)互操作層次結(jié)構(gòu)（摘自O(shè)GC）地理信息資源地理信息資源注冊、發(fā)現(xiàn)、注冊、發(fā)現(xiàn)、服務(wù)中心服務(wù)中心軟件供應(yīng)軟件供應(yīng)商商1數(shù)據(jù)供應(yīng)商數(shù)據(jù)供應(yīng)商1數(shù)據(jù)供應(yīng)商數(shù)據(jù)供應(yīng)商2軟件供軟件供應(yīng)商應(yīng)商2客戶客戶端端WMSWFSGIF,GML,ASC II服務(wù)器端服務(wù)器端: 服務(wù)組件服務(wù)組件; 組件部署組件部署;客戶端客戶端: 服務(wù)方法的調(diào)用服務(wù)方法的調(diào)用; 數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換; 用戶程序的開發(fā)用戶程序的開發(fā).多系統(tǒng)多標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)據(jù)源空間數(shù)據(jù)集成多系統(tǒng)多標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)據(jù)源空間數(shù)據(jù)集成全國全國1:1001:100萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)在線共享服務(wù)萬基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)在線共享服務(wù) 隨著隨著GIS應(yīng)用的深入和普及，以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用的深入和普及，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)正在從平臺網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)正在從平臺GIS向跨平臺互操作向跨平臺互操作GIS發(fā)展，組件技術(shù)、發(fā)展，