專利名稱：一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息技術(shù)中的空間信息服務(wù)領(lǐng)域，特別是涉及一種面向大眾的空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，即地學(xué)瀏覽器/空間信息服務(wù)器模式，具體涉及一種實現(xiàn)對分布在網(wǎng)絡(luò)上各種格式的空間數(shù)據(jù)進行描述、存儲、組織、管理、更新、可視化表達和分析的方法。
背景技術(shù)：
第3次hternet浪潮下，3G的出現(xiàn)、Web2. 0理念以及相應(yīng)技術(shù)體系(Grid， Ajax, CSS+XHTML)為各種應(yīng)用帶來了全新的技術(shù)和運維支撐，同時也要求為用戶提供的各種服務(wù)具備體驗性(Experience)、溝通性(Communication)、差異性(Variation)、創(chuàng)造性 (Creativity)和關(guān)聯(lián)性(Relation)等特性，空間信息的應(yīng)用正在從地理信息系統(tǒng)走向空間信息服務(wù)，主要表現(xiàn)在(1)從面向數(shù)據(jù)到面向服務(wù)傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)以數(shù)據(jù)為中心，對空間數(shù)據(jù)進行采集、存儲、檢索、操作和分析，最終生成并輸出各種地理信息；空間信息服務(wù)將地理信息系統(tǒng)拆分成若干完成待定功能的服務(wù)，這些服務(wù)可以獨立存在，也可以按需任意組合。(2)從面向數(shù)據(jù)重用到面向功能重用傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)面向數(shù)據(jù)的重用，GIS之間僅通過數(shù)據(jù)連通，如數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和基于簡單要素接口規(guī)范的互操作；空間信息服務(wù)是面向服務(wù)的重用，不僅要求數(shù)據(jù)的重用和集成，而且要求功能的重用和集成(3)從面向數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)到面向服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)主要通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的共享?？臻g信息服務(wù)既能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享也能實現(xiàn)功能的共享，基于接口規(guī)范的互操作方式為空間信息服務(wù)提供了有效的解決方案。(4)從面向?qū)I(yè)用戶到面向大眾用戶傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)要求使用者具有一定的專業(yè)知識，普通用戶難以使用空間數(shù)據(jù)；空間信息服務(wù)讓大眾都能像使用普通信息一樣容易地使用空間信息。目前，空間信息的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)主要采用基于C/S或B/S的計算模式?；贑/S模式的空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)充分利用客戶端和服務(wù)器端硬件環(huán)境的優(yōu)勢， 將空間信息服務(wù)分別分配到Client和krver端來實現(xiàn)，客戶端通常要安裝專用的軟件系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)與用戶的交互并能完成應(yīng)用系統(tǒng)提供功能的計算，服務(wù)器端負責(zé)數(shù)據(jù)的存取和管理，這種“請求一響應(yīng)”式的計算模式使得基于C/S模式的系統(tǒng)具有響應(yīng)用戶要求的速度較快、操作界面美觀、強大的事務(wù)處理能力等優(yōu)點，但因Client端和krver端通常都需要特定的軟件支持，所以系統(tǒng)在分布功能、兼容性和開發(fā)成本等方面存在不足?；贐/S模式的空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)用簡單通用的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器(Web Browser)替代了 Client，而義！^吐端的功能由Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器共同承擔(dān)。其中瀏覽器完成用戶的接口功能、Web服務(wù)器提供用戶所需的各種應(yīng)用功能、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器完成數(shù)據(jù)的管理和存取功能。這種“請求一服務(wù)一響應(yīng)”的計算模式使得基于B/S模式的系統(tǒng)易于分布式布置，可以隨時隨地進行查詢、瀏覽等業(yè)務(wù)處理，同時通過增加網(wǎng)頁即可增加服務(wù)器功能、而只需通過改變網(wǎng)頁，即可實現(xiàn)所有用戶的同步更新，信息共享程度較高。但由于B/S模式的瀏覽器B弱化了 C/S模式中客戶端C的功能，且增加了 Web服務(wù)器，所以系統(tǒng)的響應(yīng)速度明顯降低，很難實現(xiàn)具有個性化的功能要求，同時操作是以鼠標(biāo)為最基本的操作方式，無法滿足快速操作的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述方法的不足，提供一種基于hternet和下一代互聯(lián)網(wǎng)(NGI)的分布式環(huán)境下的、能對地理空間信息進行瀏覽、操作和分析的瀏覽器/服務(wù)器體系，即地學(xué)瀏覽器(G，Geo-browser)/空間信息服務(wù)器群(S，SpatialInformation Servers)模式(G/S 模式)。該方法針對空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)領(lǐng)域的海量、多源、多分辨率、多時相空間信息的大眾化應(yīng)用要求,采用基于XML的超地理標(biāo)記語言HGML(HyperGeographic Markup Language) 對分布在網(wǎng)絡(luò)上各種格式的空間數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一描述和可視化表達，以增強了地學(xué)特征的瀏覽器一地學(xué)瀏覽器作為客戶端，以通過HGML組織、管理空間數(shù)據(jù)的分布式空間信息服務(wù)器群作為服務(wù)器端，通過“請求-聚合-服務(wù)”的計算模式實現(xiàn)空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這樣地學(xué)瀏覽器(G)既具有了 C/S模式中C端的復(fù)雜計算能力，也具有了 B/S模式中B端的通用性和易于分布性；而空間信息服務(wù)器群(S)既具有了 C/S模式中S端的快速性，又具有了 B/ S模式中S端的功能多樣性，同時地學(xué)瀏覽器G既實現(xiàn)了對地學(xué)環(huán)境的多分辨率三維表達， 也允許用戶顯示和發(fā)布自定義的地理相關(guān)數(shù)據(jù)(geo-referenced data)。本發(fā)明作為一種新型的空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的架構(gòu)方法，不僅可以提高空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)領(lǐng)域的整體技術(shù)水平，還可以對空間信息在其他領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用有很大的借鑒和參考價值。為能達到上述發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于包括超地理標(biāo)記語言、空間信息服務(wù)器群和地學(xué)瀏覽器三部分。超地理標(biāo)記語言對空間數(shù)據(jù)進行分布式集成和管理，對分布在網(wǎng)絡(luò)上各種格式的空間數(shù)據(jù)進行描述和可視化表達；空間信息服務(wù)器群分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)器群與行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)器群，用于存儲、組織、管理和更新具有超地理標(biāo)記語言格式的數(shù)據(jù)；地學(xué)瀏覽器對超地理標(biāo)記語言進行解析處理， 提供在三維地學(xué)環(huán)境下加載展示超地理標(biāo)記語言格式的空間數(shù)據(jù)、地理標(biāo)注、場景漫游、圖層疊加和個性化應(yīng)用的功能。按照本發(fā)明提供的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于所述超地理標(biāo)記語言對分布在網(wǎng)絡(luò)上各種格式的空間數(shù)據(jù)進行描述和可視化表達，完成對空間數(shù)據(jù)進行分布式集成和管理。按照本發(fā)明提供的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于所述空間信息服務(wù)器群，用于存儲、組織、管理和更新位于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)器群與行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)器群中的具有超地理標(biāo)記語言格式的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)。按照本發(fā)明提供的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于所述地學(xué)瀏覽器，通過對超地理標(biāo)記語言進行解析處理，提供在三維地學(xué)環(huán)境下加載展示超地理標(biāo)記語言格式的空間數(shù)據(jù)、地理標(biāo)注、場景漫游、圖層疊加和個性化應(yīng)用的功能。
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通過上面的敘述可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點在體系架構(gòu)上，以HGML為核心， 將應(yīng)用邏輯交由地學(xué)瀏覽器完成，數(shù)據(jù)處理邏輯則放在空間信息服務(wù)器端，不僅提高了 G 端的功能和效率，還優(yōu)化了數(shù)據(jù)管理方式，節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)開銷。在實現(xiàn)方式上，以“松散耦合” 的分布式數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)的獲取與更新分別由各種應(yīng)用服務(wù)器承擔(dān)，不但使數(shù)據(jù)維護變的更加高效、容易，而且保障了數(shù)據(jù)的實時性、及時性和準(zhǔn)確性。在適用性上，采用基于XML 的、開放的HGML集成各種格式的空間數(shù)據(jù)，不僅支持多種客戶類型，還拓展了空間信息大眾化服務(wù)的范圍。在有效性上，數(shù)據(jù)都是建立在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上的數(shù)據(jù)交互與整合，降低了數(shù)據(jù)的重復(fù)率，從根本上節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源，降低了空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的計算復(fù)雜度和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。在功能實現(xiàn)上，以三維地球環(huán)境作為整合地理標(biāo)注、加載展示、飛行漫游、信息查詢與分析等功能的界面，并支持用戶的個性化應(yīng)用，不僅實現(xiàn)了地學(xué)信息的多維瀏覽，還簡化了空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在提高系統(tǒng)開發(fā)效率的同時，系統(tǒng)的各項功能也更易于實現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明提供的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式基本架構(gòu)2為本發(fā)明提供的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式的詳細架構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述圖1是本發(fā)明提供的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式的基本架構(gòu)圖。如圖1中所示， 一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于包括超地理標(biāo)記語言、空間信息服務(wù)器群和地學(xué)瀏覽器三部分。圖2為本發(fā)明提供的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式的詳細架構(gòu)圖。如圖2中所示， 一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于包括超地理標(biāo)記語言、空間信息服務(wù)器群和地學(xué)瀏覽器三部分。超地理標(biāo)記語言對空間數(shù)據(jù)進行分布式集成和管理，對分布在網(wǎng)絡(luò)上各種格式的空間數(shù)據(jù)進行描述和可視化表達；空間信息服務(wù)器群分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)器群與行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)器群，用于存儲、組織、管理和更新具有超地理標(biāo)記語言格式的數(shù)據(jù)；地學(xué)瀏覽器對超地理標(biāo)記語言進行解析處理，提供在三維地學(xué)環(huán)境下加載展示超地理標(biāo)記語言格式的空間數(shù)據(jù)、地理標(biāo)注、場景漫游、圖層疊加和個性化應(yīng)用的功能。實施該方法時，空間數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)集都可以通過HGML文件集中表示，其中空間數(shù)據(jù)包括點、線、多邊形矢量數(shù)據(jù)、組合要素、影像數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)等。HGML文件以分層的方式存放在本地或遠程服務(wù)器上，可在本地或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送到地學(xué)瀏覽器，由地學(xué)瀏覽器實現(xiàn)服務(wù)聚合。結(jié)合圖1和圖2，一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式的具體實施包括以下三個方面的內(nèi)容 在超地理標(biāo)記語言(HGML)方面，具體實施時應(yīng)包括1)以標(biāo)準(zhǔn)XML為基礎(chǔ)，定義HGML的語法和規(guī)則。實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)描述、交互操作描述和分布式集成描述。其中空間數(shù)據(jù)描述包括空間對象數(shù)據(jù)和場對象的描述；2)交互操作描述通過定義視點LookAt元素對場景的漫游和交換進行描述，如視點的位置、視線傾角、方向角和視線長度等；3)分布式集成描述具體分為兩個層次第一，對分布在不同位置的空間數(shù)據(jù)文件進行集成；第二，對較大規(guī)模的空間數(shù)據(jù)集或者服務(wù)進行集成，最終采用HGML文件描述，把分布在網(wǎng)絡(luò)上的空間數(shù)據(jù)或服務(wù)集成起來，進而實現(xiàn)可視化表達或其他應(yīng)用。 在地學(xué)瀏覽器(G)方面，主要涉及超地理標(biāo)記語言(HGML)文件的集成和解析接口、解析處理模塊、三維可視化模塊和查詢分析模塊四部分。具體實施時應(yīng)包括1)超地理標(biāo)記語言(HGML)文件的集成和解析接口實現(xiàn)HGML文件的創(chuàng)建、保存和加載；2)解析處理模塊對HGML文件進行解析或其他操作，將HGML所描述內(nèi)容匹配到實際操作，如空間數(shù)據(jù)展示、漫游控制、標(biāo)注操作和服務(wù)集成等；3)三維可視化模塊實現(xiàn)三維地形、三維實體模型的可視化及三維漫游控制；4)查詢分析模塊對解析后的數(shù)據(jù)進行簡單或復(fù)雜計算，實現(xiàn)信息查詢、分析和個性化應(yīng)用。5)地學(xué)瀏覽器還具有用于二次開發(fā)的開放性接口。 在空間信息服務(wù)器群(S)方面，根據(jù)數(shù)據(jù)所屬類別分別構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)器群和行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)器群，并以HGML作為數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)?？臻g信息服務(wù)器群在具體實施時應(yīng)包括1)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)以HGML文件的形式存在，服務(wù)器群均采用“主一從”式架構(gòu)，即由一個控制服務(wù)器和若干數(shù)據(jù)服務(wù)器組成。2)控制服務(wù)器主要負責(zé)管理其所屬的各個數(shù)據(jù)服務(wù)器，并提供文件的目錄信息。 每一個文件的具體數(shù)據(jù)被切分成若干個數(shù)據(jù)塊，冗余地存放在數(shù)據(jù)服務(wù)器。3)讀、寫HGML文件時，地學(xué)瀏覽器將需求提交給控制服務(wù)器，控制服務(wù)器根據(jù)需求找到與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)服務(wù)器的相應(yīng)信息返回到地學(xué)瀏覽器，地學(xué)瀏覽器從控制服務(wù)器獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)塊的位置信息后，地學(xué)瀏覽器直接和數(shù)據(jù)服務(wù)器交互進行讀、寫操作，無需再經(jīng)過控制服務(wù)器，避免了大量讀、寫操作使控制服務(wù)器成為系統(tǒng)瓶頸。4)在數(shù)據(jù)量增長到一定程度以后，可對控制服務(wù)器進行一級“主一從”式擴充。以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的原則之內(nèi)，所作的任何等同替換、修改、 改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于包括超地理標(biāo)記語言 (HGML, HyperGeographic Markup Language)、空間信息服務(wù)器群(S， Spatial InformationServers)和地學(xué)瀏覽器(G，Geo_browser)三部分。超地理標(biāo)記語言對空間數(shù)據(jù)進行分布式集成和管理，對分布在網(wǎng)絡(luò)上各種格式的空間數(shù)據(jù)進行描述和可視化表達; 空間信息服務(wù)器群分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)器群與行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)器群，用于存儲、組織、管理和更新具有超地理標(biāo)記語言格式的數(shù)據(jù)；地學(xué)瀏覽器對超地理標(biāo)記語言進行解析處理，提供在三維地學(xué)環(huán)境下加載展示超地理標(biāo)記語言格式的空間數(shù)據(jù)、地理標(biāo)注、場景漫游、圖層疊加和個性化應(yīng)用的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于所述超地理標(biāo)記語言對分布在網(wǎng)絡(luò)上各種格式的空間數(shù)據(jù)進行描述和可視化表達，完成對空間數(shù)據(jù)進行分布式集成和管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于所述空間信息服務(wù)器群，用于存儲、組織、管理和更新分別位于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)器群與行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)器群中的具有超地理標(biāo)記語言格式的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其特征在于所述地學(xué)瀏覽器， 通過對超地理標(biāo)記語言進行解析處理，提供在三維地學(xué)環(huán)境下加載展示超地理標(biāo)記語言格式的空間數(shù)據(jù)、地理標(biāo)注、場景漫游、圖層疊加和個性化應(yīng)用的功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，包括超地理標(biāo)記語言、空間信息服務(wù)器群和地學(xué)瀏覽器三部分。超地理標(biāo)記語言對空間數(shù)據(jù)進行分布式集成和管理，對分布在網(wǎng)絡(luò)上各種格式的空間數(shù)據(jù)進行描述和可視化表達；空間信息服務(wù)器群分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)器群與行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)器群，用于存儲、組織、管理和更新具有超地理標(biāo)記語言格式的數(shù)據(jù)；地學(xué)瀏覽器對超地理標(biāo)記語言進行解析處理，提供在三維地學(xué)環(huán)境下加載展示超地理標(biāo)記語言格式的空間數(shù)據(jù)、地理標(biāo)注、場景漫游、圖層疊加和個性化應(yīng)用的功能。該方法適合于空間信息的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和數(shù)據(jù)共享，可用于涉及空間信息領(lǐng)域的軟件系統(tǒng)，具有開發(fā)簡單、靈活、高效等優(yōu)點。
文檔編號H04L29/08GK102164155SQ20101011324
公開日2011年8月24日 申請日期2010年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日
發(fā)明者冷小鵬, 劉斌, 葉成名, 苗放, 譚力, 郭曦榕 申請人:成都理工大學(xué)