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摘要:主要研究了異構地理信息服務集成方面的問題，探討了基于適配器原理的異構服務集成的可行性。通過實驗將切片服務、ArcGISServer以及ErdasApollo的WMS3種異構服務集成到一起，形成一個新的、面向專題的地圖服務，并與基于API的異構服務集成方法進行對比分析。該研究具有重要理論價值和實際意義，研究結果為大數據時代分布的地理空間信息服務高效集成、實現功能更加完善的WebGIS以及Web環(huán)境下在線地理空間信息應用提供一種可行的、現實的方法。

關鍵詞:地理信息服務;異構服務集成;適配器;ArcGISServer

隨著大數據時代的到來，GIS的工作模式正在朝著以Web為中心的模式演變，使得地理信息網絡服務成為研究熱點。在地理信息網絡服務不斷滲入到日常生活的過程中，越來越多的地理信息以各種不同的方式被不同機構及部門等提供，多源異構數據日益增多，不同數據的處理也比較復雜，使得地理信息的共享集成和協(xié)同應用難以實現，人們無法廣泛應用及共享地理信息［1］。同時由于不同機構及部門采用相對獨立的空間數據模型和技術協(xié)議標準，形成了異構的地理信息Web服務和應用系統(tǒng)，對更大范圍、更海量信息的共享造成一定阻礙。為解決此問題，實現地理信息的網絡共享，越來越多的部門開始采用SOA架構，利用WebServices技術來建立開放的地理空間信息訪問接口，為人們提供各種數據及處理服務［2－4］。同時，目前國內外很多部門或組織開始嘗試開發(fā)或設計服務集成模型，除多數采用SOA架構及WebServices技術外，也有少部分基于語義、基于多協(xié)議或ESB技術等各種不同的方法，但大部分是進行同構服務集成，關于異構服務集成的研究并不是很多［5－9］。而當下人們正在嘗試建立云端GIS，為廣大用戶提供一個真正意義上的內容、應用、開發(fā)、共享和協(xié)同的平臺，該網絡平臺的特點決定了異構服務集成的必要性，可更好地實現GIS數據和功能的共享，進而實現更廣泛的地理信息網絡服務，并滿足用戶更加多樣化的地理信息應用需求。

1總體研究思路

由于不同領域和部門的Web服務開發(fā)者在描述服務時，使用不同的語義模型、空間數據模型以及服務描述方式，導致對外提供的接口不同，就產生了異構服務［10］。對于傳統(tǒng)意義上的異構服務集成，請求方必須知道響應方的技術實現細節(jié)才可進行訪問，其弊端是擴展性差，無法適應靈活多變的互操作要求。與傳統(tǒng)集成方式不同，WebService系統(tǒng)在進行異構服務集成時，將現有的GIS系統(tǒng)中的功能改造成Web服務，為服務集成和管理提供了一種技術支撐，一個系統(tǒng)可以跨平臺、跨語言方便地調用遠程對象，通過WebService的對象復用實現更高層次的對象復用。例如，可以將現有的多個不同供應商提供的Web地圖服務集成起來，形成一個新的、面向專題的地圖服務。本文的重點在于研究Web環(huán)境下基于WebService體系結構的異構服務集成技術。首先，研究切片服務原理，對原始數據圖像進行分割編碼，通過編程實現對相應圖片的調用，切片服務;接著，在Erdas平臺上利用完全采用OGC的接口和參數的ApolloWeb地圖服務，在ArcGIS平臺上應用ArcGIS自定義的接口和參數的Web地圖服務，再將3個來自不同供應商提供的地圖服務集成，形成一個新的、面向專題的地圖服務。同時，為了更好地分析評價該集成模型的集成效率及處理效果等，又做了一個兩種異構服務集成的對比實驗，通過調用mapboxjavascriptAPI的方式將基于切片服務實現的mapbox地圖與通過ArcGISServer的web地圖服務集成。通過對兩種異構服務集成方式的比較，分析各自的優(yōu)缺點，進行可行性評價。該研究可以使分布的地理空間信息服務高效集成，實現功能更加完善的WebGIS，為Web環(huán)境下的在線地理空間信息應用提供一種可行的、現實的方法。同時，可將已開發(fā)的服務集成作為大型原型系統(tǒng)的一部分，通過更好的集成異構服務，為處理服務提供數據支持，為具體的地理信息工程應用的分析評價提供對比，具有重要理論和實際意義。本文的總體研究思路如圖1所示。圖1異構服務集成的總體研究思路Fig．1Generalresearchideaofheterogeneousserviceintegration通常在進行Web地圖服務集成時，其異構主要表現在顯示和操作的時候，具體有以下幾點:1)不同平臺提供的地圖不能簡單地疊加在一起顯示;2)各種地圖即使能夠實現疊加，其的操作命令，也不能得到每一個服務的響應;3)不同地圖的操作命令即使能夠得到響應，返回的消息格式也不一定相同，最終導致客戶端不能理解返回的信息到底是什么。為解決這些問題，在充分研究了適配器原理后，提出面向服務描述的適配器，開發(fā)出可以將多種不同平臺的異構服務集成的適配器模型，如圖2所示。

2異構地理信息服務集成實驗與分析

2．1服務集成實驗一

1)集成框架在進行異構服務集成時，采用已設計的服務適配器模型，遵從事先定義的服務契約，將異構地理信息Web服務統(tǒng)一接口、統(tǒng)一協(xié)議、統(tǒng)一服務描述，從而為用戶提供統(tǒng)一的接口，為用戶提供更好的在線地理服務，進行更精確的服務分析。Erdas及ArcGIS的地圖服務以及切片服務雖然都是地圖服務，卻屬于異構服務。Erdas采用OGC的接口與參數，遵循OGC標準Web地圖服務;切片服務根據自身特點，進行接口參數定義，并MapService;ArcGIS為滿足用戶需求，提供更廣泛的Web服務，并未完全按照OGC標準，而是開發(fā)了自己的一套接口和參數，因此其適配器的開發(fā)相對較難。為了更詳細地闡述如何通過適配器實現統(tǒng)一接口，集成統(tǒng)一的地理信息Web服務，僅以ArcGISServer適配器為例，說明適配過程。利用ArcGISServer的適配器，把提前定義好的統(tǒng)一的接口實現，ErdasApolloWMS和切片服務也用相同的方式實現。先把每一個原子服務定義好服務接口和消息格式，定義好相關實現方式，具體包括參數和返回的數據格式，所有服務接口都應該滿足要求。2)ArcGISServer適配器處理流程及效果展示基于ArcGISServer適配器處理流程如圖3所示。

2．2服務集成實驗二

本實驗主要對開源提供的mapbox與ArcGISServer的WMS兩種異構服務進行集成，兩種地圖服務基于不同的平臺，具有各自不同的接口，通過調用應用程序編程接口API來實現服務集成。此實驗主要是為了與基于適配器模型集成的異構服務進行比較，通過對兩種不同的技術實現的異構服務集成進行比較，分析各自的優(yōu)缺點。實驗首先在ArcGISServer中已轉換過坐標系的加拿大冰層數據。然后在網上查找MapboxJavascriptAPI，選擇一張開源Mapbox作為底圖，將已的WMS加載。最后，設計IceWeeklyCharts及IceWeeklyPoints兩種數據顯示模式，加載地圖后設置圖層樣式。

2．3對比分析

實驗一與實驗二通過不同的方式進行異構服務集成，意在探索方法的優(yōu)劣性。通過開發(fā)適配器模型實現異構服務的集成，具有統(tǒng)一的公共接口，統(tǒng)一的服務描述，去除服務描述與底層技術的耦合，實現多源地理信息Web服務的集成與共享，可以集成多平臺多類型的異構服務。集成模型可用于大型平臺，為用戶提供更快捷、更全面的服務，解決了傳統(tǒng)空間數據服務在數據訪問、查詢接口和應用模式等方面存在的難題，并可以減少由于底層平臺變化導致的服務實現方式的變更。用戶可以根據自己的需求對Web服務進行按需動態(tài)集成，參考各種功能相似的服務，綜合考慮各種要素，實現最優(yōu)評價。相比較于逐一調用分布的服務，集成服務的優(yōu)勢顯而易見，不僅能在同一界面顯示，且能減少Web服務開發(fā)、集成和維護的精力、時間和開銷。將各個業(yè)務系統(tǒng)之間存在很多重復的功能與數據集成，提高業(yè)務上運作效率。功能更全面，維護更簡單，獲取更便捷。實驗二通過調用在線地圖提供的API進行集成，雖然程序更簡單一些，但限于很多地圖服務API獲取困難，應用并不廣泛，對于大型平臺的借鑒意義不是很大，與之相比，實驗一基于適配器模型開發(fā)的集成機制，具有“一次開發(fā)，永久使用”的特點。具體分析見表1。

3結束語

本文研究基于適配器原理的異構地理信息服務集成，從服務器端進行開發(fā)設計，并做了對比試驗，但限于現有技術水平，仍然還有很多的問題沒有解決，以下幾個方面可以作為本研究的進一步研究方向:1)利用適配器模型只是實現異構服務的集成的一種方法，其開發(fā)需要較高的編程技術及較扎實的理論基礎知識，可進一步研究是否存在更簡單更高效的集成模型。2)為減少重復投資，節(jié)省時間成本，將功能相似的服務進一步集成，使得這些服務能夠互相彌補彼此的不足，更好地適應當前多樣化地理信息需求，滿足區(qū)域、行業(yè)、部門間協(xié)作等方面的要求，由此可知，本研究應更注重提高開發(fā)效率。3)基于適配器的服務集成模型明顯適用于組織機構內部開發(fā)的平臺，是否適用于公有云GIS平臺還需進一步研究。

參考文獻:

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作者：熊華偉 單位：贛州水務集團有限責任公司