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地理信息科学的发展始终与信息技术进步息息相关,传统的地理信息系统软件模式正从“系统与功能”向“服务与应用”的趋势演变。近年来,通信网络技术逐步从第二代(The Second Generation,简称2G)电路交换向第三代(TheThird Generation,简称3G)软交换演进,网络承载能力得到前所未有的提高,网络结构和接口变得更为开放与标准,这为在通信网中提供地理信息服务创造了十分有利的条件。国内外许多地理信息技术研发机构和学者已经关注到通信产业高速发展的状况和广阔前景,并预见到以通信网络作为地理信息服务发布平台的重要性,基于通信网络的地理信息服务技术成为当前地理信息科学的研究热点。目前,研究人员已经探索出一些在通信网络上提供地理信息服务的技术,部分成果已经进入实用阶段。从实际应用情况来看,当前研究成果存在以下问题:(1)提供地理信息服务的方式不够灵活。(2)地理信息服务的功能十分有限。这些问题制约着基于通信网络的地理信息服务应用的深度与广度。
本文以构建具有开放性与标准化特征的地理信息服务平台为主线,针对在软交换核心网中提供地理信息服务所面临的有关技术问题,沿着“概念与对象—模型研究—技术实现”这一技术路线,对基于软交换核心网的地理信息服务模型进行了系统的研究。概念模型研究有助于从较高的抽象层次上描述具有一般性的技术框架。论文引入概念模型研究的相关理念,目的是解决当前地理信息服务模型中系统结构与服务功能高度关联,从而导致系统不具有通用性的问题。在模型实现时,运用了标准化设计方法,采用PARLAY规范、SIP和MGCP协议作为构建地理信息服务平台的技术手段,目的是保证应用层接口的开放性以及实现应用层与核心网络的无缝集成。主要研究内容如下:
⑴地理信息服务概念模型研究。概念模型描述了提供地理信息服务的通用技术框架。概念模型包括地理信息服务层、地理信息服务总功能层、地理信息服务分布功能层和地理信息服务设备层,从抽象到具体地描述地理信息服务模型的体系结构。概念模型独立于具体服务,也与实现技术无关,从而提高了该技术框架的通用性,解决了当前地理信息服务平台的系统结构与具体服务功能高度关联,以致服务平台不具有通用性的问题。
⑵基于概念模型的地理信息服务应用层实现。应用层提供地理信息服务生成环境和运行环境。现有服务模式中,地理信息服务逻辑与系统结构高度耦合,新增和修改地理信息服务逻辑必须升级系统软硬件,这导致成本高、周期长。本研究中首先抽象出地理信息服务的基本服务特征,然后将基本服务特征按照一定的逻辑关系来生成完整服务逻辑,运行环境则提供服务逻辑的加载和运行功能。在具体实现时,采用PARLAY规范作为模块内软件设计和模块间接口设计的标准,使系统具有标准化和开放性的特征。
⑶地理信息服务平台与软交换核心网集成研究。网络承载能力管理模块提供地理信息服务平台和软交换核心网的接口,其位置处于应用层和承载网络之间.网络承载能力管理模块提供两个主要功能:(1)网络承载能力管理与定位功能,即将网络承载能力抽象为满足PARLAY规范的标准应用编程接口(Application Programming Interface,简称API),使应用层无须了解具体网络结构,通过简单的API调用就可以利用网络能力。(2)提供与具体承载网络设备的接口适配,包括SIP、MGCP等适配接口,从而对应用层屏蔽了承载网络的复杂性和异构性,增强了服务逻辑利用承载网络功能的能力。
本研究得出如下主要结论:①地理信息服务概念模型研究为地理信息服务平台系统设计和实现提供了通用性技术架构。②基于PARLAYAPI规范来实现应用层能够保证平台开放性。PARLAYAPI接口比较全面地定义了网络能够为应用层提供的服务,并以与应用层实现技术无关的方式来提供服务接口。③采用标准协议构建的核心网接口能够使应用层充分利用网络能力。本研究中设计的网络适配层,集成了SIP、MGCP等标准的核心网络协议接口,使应用层能够与网络中多种设备通信,从而能够充分利用网络的承载能力。④软交换核心网能够为地理信息服务提供合适的计算环境。软交换核心网具有开放、标准的网络结构,并采用分组交换方式提供语音、数据和视频等媒体流的传输服务,这些特性为开发和提供地理信息服务创造了十分有利的条件。