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随着地理信息技术的迅猛发展,地理空间数据具有广泛分布,即分布式的新特征,此种新特性使得空间数据的组织和分析也必须由集中式向分布式转化。但是由于一般的分布式技术难以在海量空间信息的共享和互操作、系统效能提升等方面做出贡献,难以适应GIS大型化、企业化、社会化的发展要求,因此借助第三次互联网浪潮中的网格技术就成为应对这一难题的有力技术支持。
Grid GIS是应网格技术而生,构建空间信息网格计算环境和空间信息服务体系的技术系统。Grid GIS为空间信息用户对空间数据进行信息获取、共享、访问、分析和处理提供技术支持,为空间信息应用提供一个强大的空间数据管理和信息处理的基础设施。本文将针对空间数据的分布式、海量、异构性等特征,采用目前相对成熟的网格中间件GlobusToolkit4.0,充分利用网格计算及与之相关的OpenGIS,WSRF、GML、地理元数据等规范和关键技术,研究并试图建立网格环境下的空间数据流服务体系,研究WSRF框架下多源异构空间数据的查询、集成和传输技术,为上层应用和服务提供透明的数据服务和相关功能服务,更好地服务于更上层得空间数据互操作、异构资源聚合、空间分析并行化等应用。本文从实际项目出发,设计具有数据标识一致性、规范化数据访问、可扩展性和高可用性、安全、分布式数据跨域的协同管理特性的空间数据查询与传输的网格服务系统。
本文将网格技术应用到空间信息服务领域,研究利用网格技术解决空间信息共享的问题。论文首先分析了当今国内外网格技术及其在空间数据共享应用中的研究现状;论述了基于网格技术的空间数据流服务研究的意义,重点研究了基于资源代理模式的网格空间流服务系统的设计与实现。其主要工作如下:
其一,深入研究了地理信息共享与传输的相关技术和规范后借助网格中间件GlobusToolkit4.0核心组件。设计并实现了基于网格环境下较为成熟的发布订阅代理模型的空间数据流网格服务系统。其通过网格目录服务(MDS)提供全局及本地网格节点的资源信息的聚合,使用元数据片断进行资源的订阅匹配。使用代理的概念,使订阅者和生产(发布)者中的资源不需要显示的相互作用,从而满足网格系统松散耦合的特点,而且可以独立地改变它们之间的交互关系,满足网格服务的动态性。
其二,研究网格环境下空间数据的管理与传输技术,依照网格环境下网格空间数据共享的特性及矢量、栅格数据模型,利用GML以及元数据对空间数据的完备表达,并以此为消息传输方式,研究基于网格服务的空间数据共享技术,设计并实现了通过SOAP以及GML搭载小规模空间数据以及使用GridFTP技术以多条并行数据流传输大规模空间数据的服务系统。