發(fā)布時(shí)間：2020-05-08所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:國(guó)土資源數(shù)據(jù)具有時(shí)間相異、基準(zhǔn)相異、平臺(tái)相異等多源異構(gòu)性，給國(guó)土資源信息化建設(shè)造成障礙。針對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)拷貝、局域網(wǎng)共享等簡(jiǎn)單共享方式的不足，本文提出了一種基于不同平臺(tái)的國(guó)土異構(gòu)數(shù)據(jù)共享方法。該方法首先利用中間件技術(shù)和動(dòng)態(tài)投影技
摘要:國(guó)土資源數(shù)據(jù)具有時(shí)間相異、基準(zhǔn)相異、平臺(tái)相異等多源異構(gòu)性，給國(guó)土資源信息化建設(shè)造成障礙。針對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)拷貝、局域網(wǎng)共享等簡(jiǎn)單共享方式的不足，本文提出了一種基于不同平臺(tái)的國(guó)土異構(gòu)數(shù)據(jù)共享方法。該方法首先利用中間件技術(shù)和動(dòng)態(tài)投影技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)異源整合，然后利用ArcGISAPIforFlex和SuperMapiClientforflash構(gòu)建服務(wù)平臺(tái)，相互調(diào)用共享多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)表明，兩個(gè)平臺(tái)通過(guò)服務(wù)調(diào)用和聚合可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫共享多源異構(gòu)國(guó)土數(shù)據(jù)，圖形沒(méi)有偏移錯(cuò)誤和拓?fù)溴e(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)跨平臺(tái)服務(wù)共享。
關(guān)鍵詞:異構(gòu)數(shù)據(jù);拓?fù)潢P(guān)系;異構(gòu)數(shù)據(jù)中間件;數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng);國(guó)土資源數(shù)據(jù)
0引言
地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSystems，GIS)已廣泛應(yīng)用于各級(jí)政府土地資源信息管理，在土地利用、分析、評(píng)估，災(zāi)情的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)評(píng)估，環(huán)境保護(hù)，制定土地政策和電子政務(wù)等方面起到重要作用[1]，因此，近年來(lái)相繼出現(xiàn)了各類土地資源管理信息系統(tǒng)[2-3]、信息服務(wù)系統(tǒng)[4]、執(zhí)法監(jiān)察信息系統(tǒng)[5]和電子政務(wù)辦公系統(tǒng)[6]，實(shí)現(xiàn)了國(guó)土資源科學(xué)管理，極大推進(jìn)了國(guó)土資源信息化建設(shè)。結(jié)合遙感影像、土地利用現(xiàn)狀、基本農(nóng)田、土地利用總體規(guī)劃、礦產(chǎn)資源、基礎(chǔ)地理以及遙感監(jiān)測(cè)等多源信息，近年來(lái)許多學(xué)者提出了國(guó)土資源“一張圖”建設(shè)理論與方法[7]。雖然對(duì)“一張圖”認(rèn)識(shí)各有不同[8-11]，但通常認(rèn)為，“一張圖”是一個(gè)容納各類國(guó)土資源數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)，通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)或挖掘數(shù)據(jù)分析獲得業(yè)務(wù)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)和交互[12]。由于“一張圖”倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)種類繁多，且數(shù)據(jù)間具有時(shí)間相異、基準(zhǔn)相異、結(jié)構(gòu)相異、平臺(tái)相異等多源異構(gòu)性，因此多源數(shù)據(jù)的整合集成與共享就成為首要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
相關(guān)期刊推薦：《測(cè)繪與空間地理信息》是黑龍江測(cè)繪局主管、黑龍江省測(cè)繪學(xué)會(huì)主辦的反映測(cè)繪學(xué)科及地理空間信息科學(xué)前沿理論和技術(shù)并指導(dǎo)地理信息工作者從事科研、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的技術(shù)性、知識(shí)性刊物，主要刊載測(cè)繪高新技術(shù)、地球空間信息和地理信息系統(tǒng)的前沿理論與技術(shù);地理信息系統(tǒng)工程建設(shè)的技術(shù)總結(jié)與經(jīng)驗(yàn)交流;測(cè)繪行業(yè)管理與改革的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn);測(cè)繪生產(chǎn)技術(shù)交流、科研成果推廣及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)介紹等;測(cè)繪學(xué)和地理信息學(xué)中的理論探討;國(guó)內(nèi)外地理信息學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)及測(cè)繪科技報(bào)道與介紹;測(cè)繪科普知識(shí);測(cè)繪儀器最新發(fā)展等。
為了解決多源數(shù)據(jù)整合和共享問(wèn)題，辜寄蓉等人利用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行異構(gòu)國(guó)土地籍?dāng)?shù)據(jù)提取與匯交，建立多級(jí)異構(gòu)國(guó)土地籍?dāng)?shù)據(jù)交換系統(tǒng)框架，保證了數(shù)據(jù)一致性[13];于華等人提出一種分布式與數(shù)據(jù)中心相結(jié)合的集成模式異構(gòu)數(shù)據(jù)整合方法，實(shí)現(xiàn)新老系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)無(wú)縫集成與統(tǒng)一管理，提高了系統(tǒng)可擴(kuò)展性[14];繆謹(jǐn)勵(lì)等人采用中間件技術(shù)和動(dòng)態(tài)投影技術(shù)，屏蔽數(shù)據(jù)的多格式性和多投影方式，開(kāi)發(fā)出國(guó)土資源多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，得到了較好的應(yīng)用效果[15]。本文基于中間件技術(shù)和動(dòng)態(tài)投影技術(shù)對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并基于ArcGISAPIforFlex和SuperMapiClientforflash創(chuàng)建服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的云共享服務(wù)，取得了較為滿意的訪問(wèn)效果。
1多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合
1.1中間件技術(shù)
中間件技術(shù)建立了異構(gòu)數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行了語(yǔ)義統(tǒng)一，在數(shù)據(jù)訪問(wèn)中重構(gòu)中間信息數(shù)據(jù)，可以根據(jù)用戶訪問(wèn)要求提取數(shù)據(jù)內(nèi)容，減少了由語(yǔ)義不同造成的數(shù)據(jù)信息損失。中間件技術(shù)將計(jì)算機(jī)軟硬件分為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和統(tǒng)一操作界面兩層結(jié)構(gòu)，其中，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)多個(gè)數(shù)據(jù)源驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)源統(tǒng)一管理，而統(tǒng)一操作界面負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)源到客戶端的動(dòng)態(tài)雙向訪問(wèn)。中間件技術(shù)搭建了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)客戶請(qǐng)求與數(shù)據(jù)訪問(wèn)中間平臺(tái)，用戶可根據(jù)自身要求訪問(wèn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。
多源異構(gòu)數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)，首先由客戶端產(chǎn)生數(shù)據(jù)訪問(wèn)要求，將需要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)通過(guò)操作界面?zhèn)鬟f給數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，操作界面判斷數(shù)據(jù)訪問(wèn)是否為異構(gòu)數(shù)據(jù)，如果不是異構(gòu)數(shù)據(jù)，由客戶端經(jīng)操作界面直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)源，訪問(wèn)結(jié)束;如果是異構(gòu)數(shù)據(jù)，則根據(jù)客戶端異構(gòu)數(shù)據(jù)請(qǐng)求，驅(qū)動(dòng)異構(gòu)數(shù)據(jù)源，構(gòu)造中間件，經(jīng)由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器訪問(wèn)多個(gè)數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)源啟用驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)，將其結(jié)果反饋至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。客戶端發(fā)送檢索、查詢、修改、顯示等請(qǐng)求，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器將前述反饋結(jié)果進(jìn)行處理，將處理結(jié)果反饋給客戶端，完成多源異構(gòu)數(shù)據(jù)訪問(wèn)，其具體流程如圖1所示。
1.2動(dòng)態(tài)投影
基準(zhǔn)相異是異構(gòu)數(shù)據(jù)的一個(gè)基本特征，因此，多源數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)需要構(gòu)建一個(gè)暫時(shí)統(tǒng)一投影，僅實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示和查詢功能，這種方式稱之為動(dòng)態(tài)投影。動(dòng)態(tài)投影實(shí)質(zhì)是數(shù)據(jù)源投影的引用，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與表現(xiàn)相隔離，建立投影坐標(biāo)系引用，實(shí)際數(shù)據(jù)源的投影并未發(fā)生變化[16]。動(dòng)態(tài)投影是以第一個(gè)加載到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)管理器的投影為基準(zhǔn)，當(dāng)加載后續(xù)數(shù)據(jù)時(shí)，若投影與當(dāng)前投影相同，坐標(biāo)保持不變;若相異，則進(jìn)行動(dòng)態(tài)投影變換，后載入的數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換為當(dāng)前投影。如此實(shí)現(xiàn)投影的動(dòng)態(tài)變換與統(tǒng)一，解決異構(gòu)數(shù)據(jù)空間基準(zhǔn)不一致問(wèn)題。
2數(shù)據(jù)云共享
基于中間件和動(dòng)態(tài)投影技術(shù)，在ArcGISAPIforFlex和SuperMapiClientforflash平臺(tái)下進(jìn)行WebService調(diào)用與服務(wù)聚合。
2.1ArcGISAPIforFlex與SuperMapiClientforflash
ArcGISAPIforFlex(以下簡(jiǎn)稱API)是ESRI公式發(fā)布的基于Flex的組件，用于開(kāi)發(fā)REST客戶端程序。它通過(guò)WebService訪問(wèn)ArcGISServer，是一種基于ArcGISServer的二次開(kāi)發(fā)組件，可在短時(shí)間內(nèi)快速定制開(kāi)發(fā)程序。ArcGISAPIforFlex提供20余種開(kāi)發(fā)類庫(kù)，常用的是ags類庫(kù)和layers類庫(kù)。其中，ags類庫(kù)包含F(xiàn)eature、Graphic、Map、SpatialReference、timeExtent和Units;layers類庫(kù)包括ArcGISDynamicMapServiceLayer、ArcGISImageServiceLayer、ArcGISTitledMapServiceLayer、WebTitledLayer、WMSLayer、WMTSLayer、FeatureLayer和GraphicLayer。
SuperMapiClientforflash(以下簡(jiǎn)稱flash)是超圖公司開(kāi)發(fā)的基于AdobeFlex的客戶端開(kāi)發(fā)程序，共提供5個(gè)類庫(kù)，核心開(kāi)發(fā)類庫(kù)是swc，包含9個(gè)開(kāi)發(fā)包。在9個(gè)開(kāi)發(fā)包中，最常用的是mapping開(kāi)發(fā)包，它包含6個(gè)屬性，其中，action用于獲取地圖當(dāng)前操作狀態(tài);CRS用于讀寫(xiě)坐標(biāo)系;bounds用于獲取邊界范圍，scales用于訪問(wèn)或設(shè)置比例尺;resolution用于分辨率讀寫(xiě);layers用于圖層操作。API和flash均可嵌入到Flex中，通過(guò)構(gòu)造URL、發(fā)送URL、接收服務(wù)器響應(yīng)、解析服務(wù)器4個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)FlexAPI調(diào)用GISService，其訪問(wèn)過(guò)程如圖2所示。
2.2多源異構(gòu)數(shù)據(jù)共享
在Flex環(huán)境中創(chuàng)建WebService，可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)共享，其創(chuàng)建過(guò)程是:分析不同平臺(tái)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異性，利用中間件技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，在數(shù)據(jù)源中提取中間件數(shù)據(jù)，通過(guò)地圖文檔或工作空間的方式表示數(shù)據(jù)，然后，進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布，將整合后的異構(gòu)數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)成遠(yuǎn)程GIS服務(wù)。在Flex環(huán)境下布置前述的API或flash類庫(kù)，通過(guò)編寫(xiě)代碼調(diào)用服務(wù)，最后，對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合服務(wù)。
3多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合與共享
3.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)是ArcGIS與SuperMap異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)為基于ArcGIS欽州市1∶500地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)和基于SuperMap的1∶10000土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，此外還有ArcGIS土地規(guī)劃數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)比例尺投影、要素分層、屬性各不相同，按照中間件和動(dòng)態(tài)投影技術(shù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，最后選用Oracle作為數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，ArcSDE作為空間數(shù)據(jù)引擎，對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。
3.2API共享調(diào)用
ArcGISAPIforFlex調(diào)用時(shí)，在FlexBuilder中配置好開(kāi)發(fā)路徑，通過(guò)動(dòng)態(tài)地圖、緩存地圖、ArcGISWTMS和SuperMapOGC4種服務(wù)調(diào)用方式，嘗試訪問(wèn)可能性。動(dòng)態(tài)地圖調(diào)用時(shí)，運(yùn)用ArcGIS動(dòng)態(tài)地圖服務(wù)圖層方法，實(shí)現(xiàn)地圖任意比例尺可視化，細(xì)節(jié)屬性可以設(shè)置固定比例尺，調(diào)用發(fā)布于ArcGISServer的欽州市動(dòng)態(tài)土地規(guī)劃地圖，實(shí)現(xiàn)結(jié)果如圖3(a)所示。運(yùn)用ArcGIS標(biāo)題地圖服務(wù)層方法，在控件中實(shí)現(xiàn)欽州市土地利用現(xiàn)狀緩存地圖調(diào)用，對(duì)相應(yīng)的比例尺和范圍屬性進(jìn)行設(shè)置，調(diào)用結(jié)果如圖3(b)所示。編程實(shí)現(xiàn)SMTS服務(wù)，重寫(xiě)標(biāo)題信息類、細(xì)節(jié)層次類和標(biāo)題地圖服務(wù)層類，同時(shí)重寫(xiě)獲取標(biāo)題URL方法，調(diào)用結(jié)果如圖3(c)所示。通過(guò)編程調(diào)用超圖OGC服務(wù)，實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)超圖iServer的WMS，欽州市地籍?dāng)?shù)據(jù)顯示結(jié)果如圖3(d)所示。
3.3Flash共享調(diào)用
在Flash中實(shí)現(xiàn)服務(wù)調(diào)用，需要在Flex工程中引用swc類庫(kù)，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)用、緩存地圖調(diào)用和REST地圖服務(wù)調(diào)用。編輯類庫(kù)中動(dòng)態(tài)REST服務(wù)層，可實(shí)現(xiàn)SuperMap地圖動(dòng)態(tài)調(diào)用，以欽州市某區(qū)城鎮(zhèn)地籍面要素為例，服務(wù)調(diào)用結(jié)果如圖4(a)所示。通過(guò)設(shè)定初始化函數(shù)和URL讀取函數(shù)，完成動(dòng)態(tài)REST服務(wù)層設(shè)置，可調(diào)用緩存地圖。實(shí)驗(yàn)中，還嘗試對(duì)ArcGIS的TEST服務(wù)進(jìn)行調(diào)用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在Flash中不能直接訪問(wèn)REST服務(wù)，將地圖服務(wù)改為超圖REST服務(wù)后，可在Flash中實(shí)現(xiàn)服務(wù)調(diào)用，以欽州市地籍點(diǎn)要素為例，其調(diào)用結(jié)果如圖4(b)所示。
3.4服務(wù)聚合
在超圖動(dòng)態(tài)地圖服務(wù)中啟用ArcGIS的WMS，可實(shí)現(xiàn)要素的聚合。實(shí)驗(yàn)中超圖動(dòng)態(tài)地圖為欽州市城鎮(zhèn)地籍面要素，WMS服務(wù)為該市交通要素，二者聚合后，效果如圖5(a)所示。同理，以在ArcGIS緩存地圖中聚合超圖WMS服務(wù)，同樣可完成服務(wù)聚合。在圖5(b)中，ArcGIS緩存底圖為欽州市土地利用現(xiàn)狀圖，超圖WMS為地籍面要素圖，服務(wù)聚合結(jié)果如圖5(b)所示。
3.5異構(gòu)數(shù)據(jù)服務(wù)共享分析
分析3.2、3.3，結(jié)果發(fā)現(xiàn)API可以實(shí)現(xiàn)ArcGIS自身發(fā)布的動(dòng)態(tài)、緩存和OGC地圖服務(wù)，也能調(diào)用超圖發(fā)布的OGC服務(wù)，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)超圖發(fā)布的動(dòng)態(tài)、緩存地圖服務(wù)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)超圖REST調(diào)用。Flash可以實(shí)現(xiàn)自身發(fā)布的動(dòng)態(tài)、緩存和OGC服務(wù)，也可實(shí)現(xiàn)ArcGIS發(fā)布的OGC服務(wù)，并且可以通過(guò)修改ArcGIS服務(wù)為超圖iServer服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)用ArcGISREST服務(wù)，因此，超圖的SuperMapiClientforflash在服務(wù)調(diào)用方面具有更好的兼容性。
API和flash均支持OGC服務(wù)，理論上可以互相調(diào)用，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果并非如此，原因是ArcGIS和SuperMap對(duì)于OGC理解存在差異，最終造成超圖發(fā)布的OGC與ArcGIS的OGC并非完全一致，尤其是在調(diào)用復(fù)雜符號(hào)時(shí)，出現(xiàn)不可預(yù)見(jiàn)錯(cuò)誤。分析圖5(a)與圖5(b)，發(fā)現(xiàn)同一區(qū)域交通和地籍要素聚合后，圖形未出現(xiàn)錯(cuò)誤，且異構(gòu)數(shù)據(jù)吻合較好，未出現(xiàn)由于投影差異造成要素間偏移，說(shuō)明本文采用的中間件技術(shù)和動(dòng)態(tài)投影技術(shù)是有效的。同時(shí)在圖5(a)中對(duì)交通要素進(jìn)行拓?fù)錂z查，發(fā)現(xiàn)超圖平臺(tái)聚合后要素不但圖形結(jié)果完整，而且拓?fù)潢P(guān)系沒(méi)有被破壞，這也是基于Flash開(kāi)發(fā)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
4結(jié)束語(yǔ)
基于中間件和動(dòng)態(tài)投影技術(shù)，本文進(jìn)行了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)整合與共享分析研究，并在ArcGISAPIforFlex和SuperMapiClientforflash兩個(gè)開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行了地圖服務(wù)相互調(diào)用與聚合，所得結(jié)論如下:
1)中間件技術(shù)和動(dòng)態(tài)投影技術(shù)是多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合的一種有效方法，整合后的數(shù)據(jù)在服務(wù)調(diào)用后，未出現(xiàn)服務(wù)調(diào)用錯(cuò)誤和空間位置偏移。
2)API和flash可以相互調(diào)用，但SuperMap的兼容性更好，且線狀要素能保持自身拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，與其他異構(gòu)數(shù)據(jù)吻合較好，未出現(xiàn)空間偏移，實(shí)現(xiàn)了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的跨平臺(tái)服務(wù)共享。
然而，由于研究未實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的復(fù)雜調(diào)用，且異構(gòu)數(shù)據(jù)僅為ArcGIS和SuperMap兩種異構(gòu)數(shù)據(jù)，因此，異構(gòu)數(shù)據(jù)元數(shù)不多，中間件、動(dòng)態(tài)投影以及兩種開(kāi)發(fā)平臺(tái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。總之，本文提出的方法不失為一種有效的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合和共享方法，也為相關(guān)研究提出了一個(gè)技術(shù)新視角。
