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分布式城市空间信息系统的关键技术研究与实现

作　者: 任明
导　师: 王成道
学　校: 华东师范大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: 数字城市 GIS 分布式系统元数据本体论面向对象互操作 Agent MAS Web Services技术 XML 网格计算对等计算
分类号: TP399
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
下　载: 733次
引　用: 6次
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内容摘要

数字城市是当今城市信息化建设的发展趋势。在信息科学支撑下，城市GIS系统得到了迅速发展，已经在城市的各个管理部门中获得了一定程度的应用。如何利用已建立的应用服务系统，建立整个城市范围的可扩展的分布式的协作服务体系，为用户提供一致的、透明的、综合服务，是目前重要的研究课题。由于各种GIS软件采用的信息模型与处理技术不同，基于这些技术实现的应用服务系统存在很大差异，因此实现这个研究课题，主要解决信息互操作和系统集成两方面的问题。本文在分析了国内外流行的GIS系统的地理信息类型和数据格式的基础上，提出基于本体论的，面向用户应用、面向多源异构信息系统的城市空间语义信息实体的描述方法，提出基于本体的城市空间实体拓扑关系及语义关系，确立了本体驱动的空间信息的综合查询模型，以及语义信息集成方法。同时，为解决整个分布式信息协作系统的信息共享与服务共享，实现分布式系统集成，论文研究了Agent、P2P、Web Services、网格计算等多种分布式系统的前沿技术，分别提出了不同分布式技术下的城市空间信息服务系统的体系框架，以及综合信息服务的实现途径。结合城市空间信息系统的特点，论文将C／S的多层结构与P2P对等模式相结合，综合运用Web Services技术和Agent技术，构造出了协作与协同相呼应的纵横相交的网状信息服务体系。在此基础上，为了验证系统体系框架的可实现性，论文基于上述内容及相关技术，实现了本体驱动的城市空间信息服务的原型系统。原型系统由用户端应用程序、综合信息服务平台框架软件以及面向不同空间信息服务系统的接口程序和空间数据库系统多层结构组成。采用Web Services及Agent接口技术，系统实现了基于广域网通信的，多源信息与服务集成的，面向多用户的分布式应用服务功能。

全文目录

第一章绪论  14-26
  1.1 论文研究领域及背景  14-16
    1.1.1 数字城市  14
    1.1.2 开放式地理信息系统(OPEN GIS)  14-15
    1.1.3 分布式城市空间信息系统  15-16
  1.2 国内外GIS领域的研究现状  16-21
    1.2.1 GIS软件发展历程及国内外现状  16-17
    1.2.2 GIS的技术走向  17-19
    1.2.3 第四代GIS发展趋势  19-20
    1.2.4 地理信息技术的应用与推广  20-21
  1.3 分布式计算的发展历程及其计算模式  21-22
  1.4 论文研究目的与研究内容  22-23
    1.4.1 研究目的  22
    1.4.2 研究内容  22-23
  1.5 论文结构与创新点  23-26
    1.5.1 论文结构  23-24
    1.5.2 论文的创新点  24-26
第二章分布式计算与分布式系统  26-38
  2.1 分布式计算  26-28
    2.1.1 分布式计算的优点  26
    2.1.2 实现分布式计算的主要技术  26-27
    2.1.3 基于主体的分布式计算模型  27-28
  2.2 分布式计算机系统  28-32
    2.2.1 分布式计算机系统定义  28-29
    2.2.2 分布式计算机系统特征  29-30
    2.2.3 分布式计算机系统分类  30
    2.2.4 分布式计算机系统的设计要求  30-31
    2.2.5 分布式系统互操作技术  31-32
  2.3 松散耦合的分布式系统  32-37
    2.3.1 中间件系统  32-33
    2.3.2 分布式协同系统  33
    2.3.3 基于XML的分布式系统  33-37
  2.4 小结  37-38
第三章城市空间信息描述及分布式UGIS集成  38-50
  3.1 城市空间信息描述  38-42
    3.1.1 概述  38
    3.1.2 空间信息的表示方法  38-39
    3.1.3 空间信息的特征  39-40
    3.1.4 GIS空间数据模型  40-42
  3.2 分布式UGIS集成  42-45
    3.2.1 UGIS框架  42-43
    3.2.2 分布式GIS互操作  43-44
    3.2.3 分布式GIS的空间信息共享  44-45
  3.3 GIS多源空间信息集成  45-50
    3.3.1 GIS集成模式  45-47
    3.3.2 GIS集成技术分析  47-48
    3.3.3 小结  48-50
第四章 ONTOLOGY的研究与应用  50-58
  4.1 本体论ONTOLOGY  50-53
    4.1.1 ONTOLOGY的定义  50-51
    4.1.2 ONTOLOGY的研究和应用  51-53
  4.2 基于ONTOLOGY的分布式信息访问互操作问题的研究  53-57
    4.2.1 基于本体论的互操作  53-54
    4.2.2 互操作模式  54-56
    4.2.3 基于本体的互操作平台  56-57
  4.3 小结  57-58
第五章基于本体的空间信息语义模型  58-70
  5.1 拓扑关系和语义关系相结合的本体驱动的城市空间信息描述  58-62
    5.1.1 基于本体的城市空间信息模型的特征  58-59
    5.1.2 面向对象的设计方法  59-60
    5.1.3 金字塔结构下的对象类型分类以及拓扑、语义关系描述  60-62
  5.2 基于本体的信息模型到GIS数据模型间的映射  62
    5.2.1 本体驱动的城市空间信息模型到基于拓扑关系的数据模型的映射  62
    5.2.2 本体驱动的城市空间信息模型到面向实体的数据模型的映射  62
  5.3 基于本体论多源城市空间信息的语义集成  62-69
    5.3.1 面向用户访问的城市空间信息描述--用户级本体描述  63
    5.3.2 分布式城市空间子系统元目录描述--源级本体描述  63-64
    5.3.3 分布式城市空间信息综合服务平台下信息描述--共享级本体描述  64-66
    5.3.4 本体描述及本体间语义映射方法  66-69
  5.4 小结  69-70
第六章基于AGENT的分布式信息协作服务模型与实现技术  70-78
  6.1 AGENT理论  70
    6.1.1 AGENT的定义  70
    6.1.2 当前对AGENT研究的几个方面  70
  6.2 多-AGENT系统(MAS)  70-71
    6.2.1 多-AGENT概念  70
    6.2.2 多-AGENT系统的特点  70-71
    6.2.3 多AGENT技术  71
  6.3 基于联邦结构多-AGENT协作系统  71-78
    6.3.1 松散型协作模式下的多AGENT间合作方式  71-72
    6.3.2 基于多AGENT的分布式信息协作服务模型  72-74
    6.3.3 MAS下的多AGENT任务分解与协作  74-75
    6.3.4 MAS下多AGENT的任务协调  75-76
    6.3.5 MAS下的通信机制  76-77
    6.3.6 基于本体论的通信机制  77-78
第七章基于P2P的分布式对等信息服务模型与实现技术  78-88
  7.1 P2P的概念及其发展背景  78-79
    7.1.1 P2P的起源  78-79
    7.1.2 P2P带来的改变--内容转移到“边缘”  79
  7.2 P2P与C／S结构  79
  7.3 P2P的应用  79-81
    7.3.1 对等计算  80
    7.3.2 协同工作  80
    7.3.3 搜索引擎  80-81
    7.3.4 文件交换  81
  7.4 P2P的对等点定位  81-84
    7.4.1 显式点到点配置模型  81-82
    7.4.2 动态发现模型  82-84
  7.5 基于P2P的对等信息服务系统  84-86
  7.6 小结  86-88
第八章基于WEBSERVICES技术的分布式信息服务与网格计算信息服务模型  88-102
  8.1 WEB SERVICES  88-94
    8.1.1 WEB SERVICES技术  88-92
    8.1.2 基于WEB SERVICES技术的综合信息服务平台  92-94
  8.2 网格计算及其信息服务模型  94-99
    8.2.1 网格计算的产生与发展  94
    8.2.2 网格计算的概念  94-95
    8.2.3 网格计算的技术基础和发展方向  95-96
    8.2.4 网格计算的框架  96
    8.2.5 WEB服务和网格计算的集成  96-99
  8.3 小结  99-102
第九章本体驱动城市空间信息系统(ODUGIS)原型设计  102-114
  9.1 ODUGIS原型系统应用背景与实现目标  102
  9.2 ODUGIS原型系统的体系框架及功能组成  102-103
  9.3 ODUGIS原型系统的特点及关键技术  103-104
    9.3.1 原型系统特点  103-104
    9.3.2 原型系统的关键技术  104
  9.4 ODUGIS原型系统实现  104-114
    9.4.1 用户端界面  104-106
    9.4.2 综合信息服务平台  106-110
    9.4.3 源端空间应用系统接口  110-112
    9.4.4 小结  112-114
第十章总结与展望  114-116
  10.1 总结  114
  10.2 进一步的研究  114-115
  10.3 展望  115-116
参考文献  116-124
攻读博士期间发表的论文  124-125
致谢  125

分布式城市空间信息系统的关键技术研究与实现

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