分布式GIS组件平台的研究与实践

分布式GIS组件平台的研究与实践

吴升[1]2001年在《分布式GIS组件平台的研究与实践》文中研究指明近年来,IT技术,特别是Internet技术、分布式计算技术、组件技术、软件工程技术的发展对地理信息系统(GIS)产生了深远的影响。从桌面GIS到分布式GIS、从集成式GIS到组件式GIS、从“单片机”的封闭系统到开放的GIS,从面向少数的GIS专家、GIS专业人士,到面向众多的企业、Internet用户等等,GIS发生了巨大的变化。如何适应当前GIS技术和应用的变化,是每一个从事GIS的研究人员所必须考虑的。本文在分析和研究这些变化以及国内外相关领域研究成果的基础上,提出了分布式GIS组件平台的概念,并且从理论到实践进行了较为全面系统的研究和探讨。其主要内容包括:1.从地理信息的分布式本质出发,以分布式计算平台为基础,提出了分布式GIS组件 平台的基本概念,对分布式GIS组件平台的研究内容、研究现状进行了初步探讨。2.对分布式GIS组件平台的技术背景作了全面的总结。回顾了组件式GIS、分布式 GIS的发展趋势和历程,就可用于建立分布式GIS组件平台的关键技术作了深入的 探讨。3.在研究各种软件工程开发方法的基础上,提出了适合于分布式GIS组件平台的开发 方法——统一软件开发过程(USDP)。并就USDP应用于分布式GIS组件平台的 开发过程进行了详细的论述和实践。4.从设计目标、开放和互操作策略、技术方案、服务模式等角度,分析和探讨了分布 式GIS组件平台的设计和开发策略。5.在上述研究的基础上,以军事地理信息系统基础软件平台(MGIS)为基础,提出了 开发分布式军事地理信息系统组件平台的解决方案。设计并初步实现了原型系统— —MGIS.Net。对MGIS.Net的体系结构和部署进行了详细的论述。6.提出了建立军事地理信息网络(MTGIN)的设想,就MTGIN的概念模型和实施步 骤进行了初步的探讨、研究和实践。

吴功和[2]2006年在《分布式地理信息服务研究与实践》文中认为IT技术,特别是Web技术、分布式计算技术、组件技术的发展对GIS产生了深远的影响,对地理信息服务的需求则促使GIS的应用和研究不断地从新的技术中汲取动力,传统的地理信息系统软件模式正发生着从“系统与功能”到“服务与应用”的演变,分布式地理信息服务的概念也应运而生。当前基于分布式计算技术的地理信息服务研究已经不算少了,但是目前还没有关于分布式地理信息服务的清晰论述。地学计算服务的计算能力、异构服务的互操作和服务融合等仍然是分布式地理信息服务研究的软肋。本文对此做了大量研究,结合自己的多年思考,系统地阐述了分布式地理信息服务的理论体系以及依靠目前的软件技术建立分布式地理信息服务及应用的方法,并提出一种面向服务的分布式地理信息服务应用架构。本文的主要研究内容和创新点如下: 1.分析了分布式地理信息服务的研究背景和现状,指出了当前存在的主要问题,明确了本文的研究范围和基本思路。 2.剖析了地理信息和地学计算的分布特性,提出了网络节点间地理信息和地学计算迁移模型,使之成为分析分布式地理信息服务体系结构的一种新手段,并根据该模型将分布式地理信息服务的研究分为静态服务体系和动态服务体系两大部分;围绕分布式地理信息服务的体系结构的发展和变化,深刻剖析和总结了各种可资利用的体系结构,在此基础上提出一种静态服务和动态服务相融合的面向服务的分布式地理信息服务体系结构。 3.分析总结了分布式计算技术的发展及最新进展,并探讨了基于不同分布式计算技术的地理信息服务实现方法,分析其优势和局限性。并首次全面总结了XML在分布式地理信息服务中的应用,分析其给分布式地理信息服务带来的突破以及XML对于分布式地理信息服务进一步发展的意义。 4.从研究基于COM组件创建分布式地理信息服务和应用入手,对基于Client/Server架构的典型静态分布式地理信息服务做了深入的分析和研究。以一个完整的项目应用作为实例,详细剖析了基于ArcObjects组件的静态分布式地理信息服务创建过程,并分析总结了此类服务的优势和缺点,提出将此类服务作为分布式地理信息服务数据的组织、存储以及创建动态地理信息服务的基础。 5.论述了传统WebGIS技术创建的分布式地理信息服务的静态特征,通过基于ArcIMSHTML Viewer的栅格网络地图服务的研究和实践,分析总结了此类分布式地理信息服务在技术上的突破以及局限性,并对此类服务性能的优化、功能的增强、服务的快速开发以及服务向移动终端的扩展等方面做了研究和改进,实现了基于脚本语言的客户端标注功能;将客户端请求和服务器端相应封装为便于用户二次开发的ASP.Net服务器控件,并通过一个实例验证了基于该服务器实现服务的快速开放的可行性;提出了一种以成熟的WebGIS软件创建服务器平台并开发嵌入式客户端向移动终端用户提供移动地理信息服务的应用

王太宁[3]2010年在《基于GeoTools的开源GIS应用的研究与实践》文中研究指明近年来,随着计算机技术和因特网的快速发展,我国政府、企业信息化程度不断提高,GIS在“电子政务”、企业管理、大众生活中的应用更加广泛。当前主流的GIS应用开发方式为基于商业GIS软件平台之上进行二次开发,以满足应用的需求。而传统商业GIS软件具有结构复杂、平台依赖性、费用高、功能固定、扩展性差等问题,不能很好满足政府、企业的中小型GIS应用的需要,而开源GIS系列系统、类库、数据库等产品经过20多年的发展逐步发展成熟,一些产品在功能、性能上已经可以和商业GIS软件相媲美,许多已经在实际项目中得到应用,而且利用其开源、免费的特征,可实现用户功能的定制,功能模块化的组织结构也有利于与其他信息系统的融合和扩展,因此,利用开源GIS产品进行中小型GIS应用的开发相比于商业GIS软件更加经济、高效。本文在对GIS的发展历程,体系结构的变迁,开源GIS的发展进行研究的基础上,总结出基于开源GIS产品进行应用开发的独特优势;然后重点对开源GIS中间件GeoTools的功能、结构进行分析,研究了利用GeoTools进行空间数据可视化的方法,并设计出一种基于GeoTools开发GIS应用的通用框架;该框架基于MVC模式设计,具有良好的可扩展性和松散耦合关系,适合与其他信息系统的融合;最后基于该框架设计并实现了公路管理信息发布平台,在实际GIS应用中利用该框架进行应用的开发和实现,检验了利用开源GIS产品构建应用的可行性,对于开源GIS应用的发展具有一定的指导意义和实践经验。

王建涛[4]2005年在《基于Web的地理信息服务的研究与实践》文中研究指明Web技术的飞速发展将地理信息系统带入一个崭新的发展阶段。地理信息技术与Web技术的结合,也推动了地理信息以更快的步伐部门化、产业化和大众化的进程。当前,网络技术在分布式技术的基础上,向网格技术延伸,给Web创造了新的契机,也使地理信息系统有由系统向服务转变的趋势。Web地理信息服务的研究也成为较为重要的一个分支。 本文在总结目前网络地理信息研究成果的基础上,指出了地理信息由GISystem向GIServices拓展的趋势。论文分析了网络地理信息系统与Web技术发展的沿革,总结了国内外对地理信息服务的研究动态和实例。在对当前网络通讯和不同应用需要交互的基础上,对Web服务技术重点进行了阐述。利用Web服务的理念,结合目前地理信息系统存在的一些问题研究了Web服务与地理信息服务的关系,最后提出了开放条件下Web地理信息服务的概念和按需分配的地理信息应用原则。 论文阐述了Web地理信息服务的服务结构体系、框架,按照Web环境提出了广义和狭义Web地理信息服务的概念和研究范畴,并分别就这两种地理信息服务进行了分类和实例分析,着重介绍了基于C/S,B/S等经典Web地理信息服务方式,基于分布式、Anent和网格技术等当前开放环境下研究较多的地理信息服务。同时,分析了影响地理信息服务的服务能力的叁个指标:服务质量、服务效率和服务功能。按照地理信息服务的服务能力,论文提出了强(Strong)和弱(Tiny)Web地理信息服务分类,并分析了它们的类型范畴和应用。同时,在开放Web环境下,介绍了W3C的基于开放的XML技术,在XML基础上扩展图形技术的SVG与地理信息服务的关系及它们对与地理信息服务的重要意义。详细介绍了开放地理组织OGC的Web地理信息服务体系、OWS计划,叁种基本分类WMS、WFS和WCS,OGC的地理信息服务基础GML。 论文总结了基于XML的Web地理信息服务的实现机制和交互规范,包括为了XML文档有效性而定义的各种级别的文档定义格式和方法。论文阐述了基于XML的Web地理信息服务的实现机制和交互规范,阐述了XML的地理编码和解析流程,重点说明了XML与DOM解析,分析了通用地理数据表现模型后,按照XML数据表达模型的规范,在对地理数据进行CyberXML地理对象标签设计、编码的基础上,利用J2EE体系架构了自定义CyberXML的Web地理信息服务实例。论文介绍了W3C的SVG技术,SVG作为XML的矢量图形扩展,对建立Web地理信息服务具有重要意义。介绍了SVG规范的特征,适合构建地理信息的矢量图形特点。论文分析了SVG技术对Web空间数据发布的意义,阐述了地理信息格式与SVG、可视化实现的可能性,提出了基于SVG的地理数据编码原则,包含分层编码、地图符号编码实现、地理实体编码,并分别对空间几何数据和属性数据进行了编码得出SVG编码地图。在阐述了利用SVG的DOM方法对SVG编码地理数据进行解析的基础上,按照实现的DOM解析方式,利用这客户端语言进行了标准IE浏览器下的

刘灿由[5]2013年在《电子海图云服务关键技术研究与实践》文中研究说明电子海图云服务是一种新兴的技术应用,旨在实现全球电子海图大数据的高效管理,提供个性化、弹性化的高可用性服务,是一个较为复杂的系统工程。本文在已有云平台基础上,立足大规模电子海图网络服务的特点,对电子海图云服务的框架结构、技术方法、数据模型、存储策略、索引机制以及可视化方案等关键技术做了比较详细的研究,主要工作及成果如下:1.提出了电子海图云服务的概念,确定了本文的研究核心。通过对当前计算机技术发展特点的分析,指出地理信息软件产品不再享受硬件提升所带来的免费性能提升,GIS的设计需要一个新的思维模式;通过对电子海图服务发展的背景分析,尤其是对国际电子海图标准的变化分析,指出一个新的海洋地理大数据时代即将来临,电子海图服务需要一个新的技术平台;在对云服务相关概念深入研究的基础上,对国内外研究现状进行了详细分析,指出了GIS在高性能计算领域的研究特点及存在的不足,明确了本文的研究目标、内容与方法。2.创建了基于SC2012+L2H的MGCS模型架构。在详细比较当前云服务平台的基础上,指出了SC2012+L2H技术平台的优势,提炼出了电子海图云服务技术支撑的两个关键问题:框架构建问题与应用实现问题。创建了MGCS模型的云平台架构,分析了架构中的硬件虚拟化与应用虚拟化的核心技术以及服务模板管理与资源动态扩缩的关键机制;研究了云计算环境下的面向服务技术,着重分析了云服务中L2H的编程模式以及DSC存储结构的数据查询、集合创建及相关算法接口。3.设计了云环境下的海图集合论数据模型。根据云计算环境的特征要求,通过对海图要素概念与结构的定义,实现各种复杂海洋地理现象的拆分与组合,设计了一种具有共性的要素结构,用这种要素结构的组合构成海图集合,以表达所有海图内容;通过对海图集合元素属性关系与空间关系的逻辑分析,提出了海图集合论,指出海图集合数据模型是基于笛卡尔积映射的属性模型与点集拓扑映射的空间模型的有机结合。在此理论基础上,对IHO S-57标准中的组合要素与聚合要素进行重定义,确定了海图属性集合具有187种关系模式;分析了海图空间集合的模式结构,给出了点线面及几何聚集的集合定义、约束以及操作算子的形式化表示方法,以适应云计算环境中的数据处理。4.提出了海图集合的云存储策略。实现全球电子海图源数据文件集合到海图要素集合的映射,形成云服务环境中海图数据的基础集合;面向不同的海图服务应用,实现了属性集合、空间集合、图幅信息集合以及地理要素集合的存储映射。重点研究了地理要素集合的数据划分算法,提出了基于外切八面体投影的全球格网划分方案与基于Hilbert变阶编码的集合划分算法。在4.3.1实验环境下,对7886幅全球电子海图共17.8G数据进行了载入划分实验,载入耗时17.28分钟,划分耗时9.81分钟,并通过对比试验,验证了算法的有效性。5.建立了云环境下的空间索引模型,包括索引空间的分解与索引规则的制定,利用层次Hilbert编码关键字构建了Cloud-B树索引,结合云计算环境的特点建立了主索引与二级索引机制,研究了基于Cloud-B树索引的多种空间查询算法以及索引节点的插入删除等基本算法,并通过实验测试了不同索引规则参数对海图地理要素集合查询性能的影响,结果表明在4.5节的测试环境下,取最大单元数参数为16,首级网格单元数为32*32其余各级为64*64所建立的索引性能最高,不加比例尺控制的查询平均耗时在5秒以内。6.提出了全球电子海图的云可视化服务方案,将可视化服务分解为数据服务与渲染服务的聚合,研究了多尺度海图要素的自适应选取算法,满足了全球电子海图多尺度显示的要求;提出了海图要素可视化集合的映射机制,实现了海图数据与海图符号的分离、可视化参数与具体用户的绑定,使得云计算环境下能够根据不同用户参数可视化同一海图集合;设计了基于可视化目录与图片迭加机制的符号并行渲染方案,保证了实时可视化对性能的要求;设计了客户端的并行访问实验,结果表明服务响应时间基本保持在1秒以内,验证了海图云可视化服务方案的可行性,形成了一个完整的云+端服务平台。7.研究了云计算环境下电子海图网络服务的部署方法,包括电子海图私有云的创建、相关服务算法的模板化封装、电子海图云服务的硬件监控与服务监控,以及资源节点动态扩缩对数据集合存储影响的实验分析,并对海图集合数据服务的个性化与云可视化服务在B/S、C/S等系统中的应用做了简要介绍。

刘英敏[6]2006年在《基于GIS和RS的数字流域构建关键技术研究与实践》文中提出数字流域是综合运用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、虚拟现实(VR)、网络和超媒体等现代高新技术,对全流域的各种信息进行数字化采集与存储、综合管理与传输分发、深层融合与挖掘基础上构建的全流域可视化的基础信息平台。它的建立可以实现流域不同部门、不同层次之间的信息共享、交流和综合,实现全流域资源在空间上的优化配置、在时间上的合理利用,减少资源浪费和功能重迭,为相关职能部门制定可持续发展战略和宏观决策提供科学依据。 本文主要介绍了数字流域的建立流程、涉及的关键技术及其详细解决方案。具体内容如下: (1)数字流域信息的提取与处理技术; (2)数字高程模型DEM的建立及应用; (3)面向对象流域数据模型(OVDM)的设计与实现; (4)基于对象一关系型空间数据库(ORDBMS)技术和面向对象流域数据模型(OVDM)的流域空间数据库的设计与实现; (5)提出了一种解决多源空间数据集成新策略——数据中间件模式:并基于OLE-DB技术自主设计开发了空间数据库引擎; (6)基于COM技术从底层自主设计开发了组件式GIS平台VCOMGIS; (7)实现了完全集成式水土保持决策支持系统的开发; (8)对密云水库上游流域水土保持状况进行了研究。

郭婧[7]2007年在《地理信息Web服务研究与实践》文中研究指明WebGIS作为GIS发展方向之一,在推动地理信息广泛应用的同时,也存在诸如无法实现跨平台,无法实现异构空间数据互操作,开发、调试和维护困难,以及功能资源不能共享等问题。而地理信息Web服务的出现为解决传统WebGIS存在的问题提供了可能。地理信息Web服务是Web Service和GIS技术结合的产物,是新一代的WebGIS,为实现地理信息共享、互操作和集成提供了新的解决方案。本文在分析地理信息Web服务相关理论和技术的基础上,重点研究如何利用.NET构建地理信息Web服务,如何基于UDDI发布和查找地理信息Web服务,以及地理信息Web服务的应用问题。论文研究内容和所做工作主要有:1.介绍和分析了地理信息Web服务相关理论和技术包括:Web Service及其关键技术;地理信息Web服务定义和体系结构;OGC服务框架和规范。2.探讨了地理信息Web服务两种开发方式:以Douglas-Peucker压缩算法为例,从底层设计和开发了一个地理信息Web服务;在分析ArcGIS Server体系结构和内部实现机制的基础上,利用ArcGIS Server构建了道路地理编码服务。3.针对UDDI缺乏对地理信息Web服务的有效支持,提出了地理信息Web服务分类体系,实现了对UDDI内置分类法的扩展。4.构建了内置地理信息Web服务分类法的私有UDDI注册中心,实现了基于扩展分类法UDDI的地理信息Web服务发布和查找。5.设计和构建了一个地理信息Web服务应用实验系统,该系统通过对数据压缩服务和地理编码服务的应用,实现了把GIS高级功能引入到Web GIS中。

王峰[8]2008年在《两防一体化领域GIS应用模型的研究与实践》文中提出随着GIS应用领域的拓展,GIS应用模型的研究与实践是当前GIS研究与应用的一个热点领域。我国人防正由单一战时防空袭职能向兼顾防空袭与防灾救灾的平战结合一体(简称两防一体化)化转变,这种转变大大增加了该领域采用GIS技术解决领域问题的复杂性。目前我国GIS应用模型的研究存在不足,两防一体化领域GIS应用模型的研究更是落于其他领域。因此论文的目的是通过深入探讨GIS应用模型的理论与方法进行两防一体化领域GIS应用模型的研究与实践。论文首先介绍了两防一体化领域特点以及GIS应用模型的研究现状,归纳总结了该领域GIS应用模型的研究现状及存在的问题,然后从理论和方法两个角度深入探讨了GIS应用模型,并结合两防一体化领域特点建立了该领域GIS应用模型体系并且基于GIS应用模型进行了两防一体化决策支持系统的系统架构设计,重点研究了领域内具有代表性的空情预警模型、警报器空间选址模型、有毒气体扩散模型和洪水淹没模型的建立及其模型组件的构建,然后通过建立两防一体化决策支持原型系统对GIS应用模型进行了建模实践应用。最后对论文所作的工作进行总结,指出不足之处并进行了展望。论文通过对GIS应用模型的理论和方法研究提出了自己的观点,并在建立GIS应用模型解决两防一体化领域问题过程中进行了技术尝试。论文所开展的工作不仅为GIS应用模型的研究提供有益的理论和方法借鉴,而且对推动GIS应用模型在两防一体化领域的研究和应用具有重要的实用价值。

侯宏亮[9]2004年在《构件式GIS研究与实践》文中指出GIS在生产生活中的广泛应用离不开GIS软件的支撑,本文从解决GIS软件发展所面临的问题出发,对GIS软件发展的新方向——构件式GIS进行了初步研究和实践应用。构件式GIS可以使GIS软件开发以类似工业产品的方式生产GIS构件,并采用构件组装的方式进行,使GIS软件的质量、一致性、可复用性、可维护性等都将得到很大的提高。并能利用GIS软件构件迅速搭建新的GIS应用系统,使GIS软件工厂化生产成为可能。 论文主要由五个部分组成。 第一部分讲述了论文的选题背景、研究意义和国内外研究动态,并简要介绍了论文的主要内容。 第二部分研究了GIS以及GIS软件的发展,结合软件复用理论,论述了GIS软件发展所面临的问题,在此基础上提出一种新的解决问题的方法——基于构件开发GIS软件和应用系统,发展构件式GIS,从根本上解决GIS软件进一步发展所面临的问题。 第叁部分论述了构件式GIS的技术基础,具体论述了软件构件的产生、构件构架,并根据笔者对构件的理解给出了构件的具体涵义,探讨了基于构件开发的流程及意义。然后比较了当前开发构件的叁种主要技术,并得出了自己的结论。 第四部分笔者将构件式GIS的理论应用于实践之中,对构件式GIS进行实践性的研究。实践之一是将构件式GIS应用于Web Service,基于构件开发网上GIS应用系统,并结合《国家863上海构件库建设》课题,把其中的部分构件提交给上海构件库,其中有两个构件被评为优质构件。实践之二则是在第一个实践的基础上,对构件式GIS进行了更为深入的研究,将构件式GIS应用于移动通讯领域,基于构件开发空间信息移动用户服务应用系统,结合上海市科技攻关项目课题——《空间信息移动用户应用服务系统关键技术》,对构件式GIS开发做了进一步的实践,将开发出来的构件成功地应用于两个不同的服务器端的应用程序中,并且利用两种不同的构件技术开发GIS构件组装应用系统获得成功,这对于GIS构件的可复用性进行了强有力的验证,在该课题实践中,在导师的指导下,笔者与他人合作取得了一项发明专利(一种空间信息智能体,编号:200410017665.X)。通过这两个实践,说明了构件式GIS是当前GIS软件发展的一个重要方向。 论文的第五部分是论文的一个总结,对发展构件式GIS的下一步工作做了简要阐述。 本论文的创新之处在于:提出自己对软件构件的认识和理解;利用基于构件开发GIS应用软件的理念来解决当前GIS软件工程中面临的问题;分别使用两种构件技术—Active习COM技术和J拍/A技术开发GIS构件并组装GIS应用系统;将构件式GIS与移动通讯相结合。

马亚明[10]2004年在《GIS与MIS集成的研究与实践》文中指出从20世纪90年代起,地理信息系统进入快速发展阶段,分布式地理信息系统是当今地理信息系统发展的至高点。文章对地理信息系统与管理信息系统的概念、特征和信息系统集成理论与发展趋势作了简要的介绍。 随着计算机科学的发展和计算机硬件水平的提高,人们对信息系统的功能需求也越来越高,单一的封闭的信息系统再也不能满足人们的需要。实际应用中,用户需要的是开放的、全方位集成的地理信息系统,同时对系统的平台无关性的需求也越来越显得突出,在需求的驱动下,Java语言以其独特的优势成为分布式地理信息系统时代的骄儿,成为实现跨平台地理信息系统集成软件平台的首选语言。 在这种条件背景下,在地理信息系统和管理信息系统集成理论及软件开发理论的指导下,我们进行了一次管理信息系统和地理信息系统无缝集成的有效尝试。设计和实现了武警通信管理信息系统的GIS平台。并作为它的一个集成应用在其上成功设计和实现了人员管理信息系统。同时取得了一些软件开发的宝贵经验。

参考文献:

[1]. 分布式GIS组件平台的研究与实践[D]. 吴升. 解放军信息工程大学. 2001

[2]. 分布式地理信息服务研究与实践[D]. 吴功和. 解放军信息工程大学. 2006

[3]. 基于GeoTools的开源GIS应用的研究与实践[D]. 王太宁. 大连理工大学. 2010

[4]. 基于Web的地理信息服务的研究与实践[D]. 王建涛. 中国人民解放军信息工程大学. 2005

[5]. 电子海图云服务关键技术研究与实践[D]. 刘灿由. 解放军信息工程大学. 2013

[6]. 基于GIS和RS的数字流域构建关键技术研究与实践[D]. 刘英敏. 吉林大学. 2006

[7]. 地理信息Web服务研究与实践[D]. 郭婧. 解放军信息工程大学. 2007

[8]. 两防一体化领域GIS应用模型的研究与实践[D]. 王峰. 解放军信息工程大学. 2008

[9]. 构件式GIS研究与实践[D]. 侯宏亮. 华东师范大学. 2004

[10]. GIS与MIS集成的研究与实践[D]. 马亚明. 解放军信息工程大学. 2004

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分布式GIS组件平台的研究与实践
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