地理信息服务建模理论与方法

在智慧城市、地理国情普查、物联网等地理信息技术相关应用领域和技术水平快速发展的时代背景下，地理信息学科发展和应用深化对地理信息服务相关理论研究和技术研发提出了新的需求。基于国际开放地理信息联盟（OGC）标准规范实现 GIS 服务的建模和互操作，是本学科主要的研究方向之一，也是为各行业提供智能服务的重要技术基础。《地理信息服务建模理论与方法》借鉴国际组织的标准和规范提出地理信息服务的链式建模模型，在基本术语定义、应用模式研究等理论研究的基础上，介绍基于工作流技术的地理信息服务建模可视化技术和流程管控技术。

目录
前言
第1章 地理信息服务建模概述 1
1.1 GIS服务 1
1.2 GIS服务链与工作流技术 11
1.3 GIS服务链模型及基于工作流技术实现的研究现状 15
1.4 本书研究内容 18
第2章 GIS服务链理论基础 21
2.1 GIS服务和服务链相关术语 21
2.2 GIS服务链参考模型 28
2.3 GIS服务链分类 30
2.4 本章小结 35
第3章 GIS服务链相关技术及实现模型 36
3.1 GIS服务链应用模型 36
3.2 GIS服务链实现模型 39
3.3 GIS服务链技术框架体系 42
3.4 本章小结 51
第4章 基于工作流技术的GIS服务链集成模型 53
4.1 工作流和GIS服务链 53
4.2 分布式GIS集成研究现状 56
4.3 基于工作流的GIS服务链集成模型 65
4.4 两步式空间数据检索机制 69
4.5 大数据量影像数据处理算法设计 72
4.6 基于版本机制的协同编辑数据模型 74
4.7 本章小结 77
第5章 基于工作流和扩展ECA规则的GIS服务链建模 79
5.1 建模要素及关系 79
5.2 建模研究现状 80
5.3 基于关系数据库和扩展ECA规则的服务链建模方法 85
5.4 本章小结 92
第6章 服务链性能评价初步研究 93
6.1 面向用户的QoS评价指标体系 93
6.2 服务链性能分层评价模型 101
6.3 GIS空间数据评价指标 102
6.4 本章小结 103
第7章 GIS服务链应用实验系统设计与实现 105
7.1 规划业务的新需求 105
7.2 GIS服务链的解决方案 107
7.3 基于服务链的UPGIS系统 110
7.4 基于关系数据库和扩展ECA规则的服务链模型设计和实现 114
7.5 基于工作流技术的GIS服务链执行追踪与监控实现 120
7.6 本章小结 123
参考文献 124

　　《地理信息服务建模理论与方法/靖常峰》：
　　第1章 地理信息服务建模概述
　　地理信息系统（geographic information system，GIS）技术已进入GIS 服务（GIS services）时代。20 世纪末始，开放地理空间信息联盟（Open GIS Consortium，OGC）、国际标准化组织地理信息技术委员会（ISO/TC211）等研究结构和国内外学者对GIS 服务进行了广泛的研究，GIS 服务在理论和技术上逐渐成熟。随着近年来GIS 服务的广泛应用，GIS 服务应用方式从独立服务的简单调用，向多个服务组合完成复杂任务转变，GIS 服务建模理论与技术研究被提上了日程，成为新的研究热点。
　　1.1 GIS 服务
　　1.1.1 GIS 服务概念
　　20 世纪末以来，GIS 技术从GIS 系统逐步转入GIS 服务的阶段，这已经成为GIS 领域很多学者的共识（贾文珏，2005；邬群勇，2006；Castronova et al.，2013；Gong et al.，2015）。关于GIS 服务的定义，目前并没有达成一致。OGC 的规范中定义GIS 服务为：GIS 服务是用于解决不同函数级别的应用系统访问和使用地理信息的解决方法。在不改变原有系统中函数、功能的基础上，GIS 服务提供一系列通用标准接口实现系统间数据和功能的互操作。GIS 软件系统和开发者能够使用这些标准接口提供用于GIS 行业的通用或专用服务，同时能够实现与其他IT相关行业应用系统的集成（ISO19119 and OGC，2002）。贾文珏（2006）认为，GIS 服务可以定义为：网络环境下的一组与地理信息相关的软件功能实体，通过接口暴露可供用户使用的功能和数据。GIS 服务包括GIS 数据服务和GIS 功能服务，GIS 数据服务通过接口向外提供空间数据，GIS 功能服务通过接口向外提供空间数据处理功能。
　　作者认为GIS 服务是具有以下功能的Web 服务：①能够操作或访问地球表面及地下相关GIS 数据；②具有基于网络的互操作能力，能够实现多种GIS 数据和多个GIS 平台的通信和操作。
　　GIS 服务的出现为GIS 注入了新的活力，改变了GIS 应用模式。GIS 用户可以不必购买数据库和整套的GIS 软硬件，只需在网络上缴纳所租用的空间数据和地学处理功能模块的使用费即可，直接的效果就是GIS 应用走向地学信息服务（李德仁，2003）。
　　GIS 服务是GIS 和Web 服务的结合，具有良好的互操作性、松散耦合性，以及高度的可集成能力等特征，实现了分布式环境下异构系统异质数据的操作并能提供服务，为不同的分布式应用之间的按需动态结合开辟了一种新的、充满希望的途径，为GIS 行业带来了技术和应用的创新性发展。
　　1.1.2 GIS 服务发展
　　GIS 应用的深入发展使GIS 服务需求越来越迫切。20 世纪60 年代始，GIS经过40 多年的发展，在行业内或者组织内的应用相对成熟，已经建立了较好的数据体系和应用系统，但在跨行业、跨组织的应用方面发展比较滞后，主要表现在异质数据集成和异构系统互操作等方面。例如，伴随Internet 的普及应用，人们在使用多个站点的数据或者多个不同GIS 平台的数据时出现了数据模型等引起的异构异质问题，而且问题暴露得越来越明显。GIS 服务即在此背景下产生。
　　GIS 服务使得GIS 由传统的数据紧耦合、集中、封闭系统向松耦合、分布式、开放系统的方向发展；从面向数据应用到面向服务应用；从面向数据重用到面向功能重用，GIS 逐渐发展为开放网络环境下的易于集成的地理信息服务（Gunther and Muller，1999；Schade et al.，2004；Yue et al.，2009）。
　　GIS 服务技术是在组件技术基础上，融合通用协议和标准发展而来的。传统（现有）的GIS 软件大多采用组件技术构建，将GIS 的各大功能分解为若干组件或控件，用户可以根据现实需要，组合不同的组件或者构件，在通用的开发环境中进行二次开发，并可以与其他功能组件集成，具有高效性和灵活性（龚健雅等，2004a）。但是各种分布式组件技术采用的组件模型和传输协议不同，使得不同类型组件之间很难集成，难以满足分布式、异构、网络环境下集成应用需求。因此，分布式GIS 集成需要网络环境下的新的集成和互操作技术平台。GIS 服务正是这样的一种技术方法。
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