地理信息系统(Geographic Information System,GIS)经过50余年的发展,已经从传统的资源调查、国土监测、区域规划扩展到公共交通、公共安全、国家安全等新的应用领域,开发理念也从面向过程、面向对象、面向组件逐渐进化到面向服务,GIS的服务化趋势越来越明显。随着网络中可用地理信息服务的不断涌现,面向服务的地理信息共享方式要求能够快速灵活地对现有服务进行集成以提供业务流程级别的组合服务,实现企业空间信息资产的增值。因此,GIS服务链已成为GIS服务领域的发展趋势和研究热点之一。Web Service技术的发展和完善,为GIS服务共享和集成提供了技术手段,Web Service和地理信息系统的结合成为分布式GIS服务的主要研究方向和实现途径。而OGC、ISO/TC211等相关国际标准化组织提出的一系列标准,经过实际验证后为GIS服务集成提供了规范性指导。　　 本文主要从GIS服务链相关的理论技术、GIS服务链的基础设施、GIS服务链的总体技术框架和原型系统四个方面做了深入研究,主要研究内容包括:　　 1)对分布式环境下GIS服务链组合进行了深入的理论研究和技术探讨,沿着服务、Web服务、GIS服务这条发展路线对GIS服务进行研究。提出了GIS服务链常见的表达、运行和控制模式分析方法,对GIS服务链不同生命周期阶段的主要活动进行分析,总结了常用建模语言和作为服务链运行技术的工作流的特点,为后续的研究打下理论基础。　　 2)从GIS服务链的基础设施角度对GIS服务分类体系进行了研究,确定了GIS服务的分类原则,比较国际标准化组织ISO、OGC的服务分类体系及其他分类体系各自的服务分类特点,分别研究了UDDI和Catalog两种典型的集中式服务注册中心对GIS服务的支持方式,总结了GIS服务的发布策略,为后续的GIS服务链的概念设计及规划打下基础。　　 3)提出本文设计的GIS服务链的总体技术框架,并对框架体系的组成要素深入研究和探讨。　　 (◇)在服务链的基本模式方面,筛选了6种模式作为基本组合模式,分别是顺序模式、循环模式、并行模式、排他选择模式、容错模式和嵌套模式。　　 (◇)在元模型设计方面,提出一种容错的元模型(Fault-Tolerance SupportedModel,FTSM)作为GIS服务链模型基础,模型的元素有作为服务链自身的容器对象、作为链中节点的服务、作为节点间联系描述的链接和作为链接关系约束和限制条件的规则。　　 (◇)在容错的元模型基础上提出服务链的总体框架,分别说明了框架的分析场景、建模场景、规划场景和运行场景的主要活动、基础支持设施/技术。　　 (◇)在规划场景中,以服务的可替换性为基础设计了一种容错的GIS服务链规划策略。在该策略中,每个可替换的服务节点都用一种1-Out-Of-2的容错模式复合结构替代单节点,以结构上的冗余换取运行中的容错性能。　　 最后,针对规划场景的关键技术问题,给出了详细的技术解决方案。　　 (◇)针对不在同一个服务注册中心的服务查找问题,设计了一种基于服务注册中心图搜索的跨域查询技术,这是一种从本域的服务注册中心出发,采用图的广度优先算法,搜索不同域服务注册中心构成的图以寻找匹配服务的服务动态查询技术。　　 (◇)作为容错规划策略中的一种辅助手段,设计了一种主动式无侵入的服务监控技术,对服务链中尚未执行到的实例节点采取请求一相应方式进行实时状态监控。　　 (◇)出于改进服务链规划策略的考虑,设计了基于ECA规则的异常恢复技术,将事件触发规则和面向对象、事件驱动的环境结合起来,以减轻因服务链结构上的冗余设计给服务监控带来的负载压力。　　 4)在原型系统实现阶段,结合特定的原型系统依托环境,实现可以验证GIS服务链总体技术框架的GIS服务链原型系统,并通过实际的应用案例对前文提出的总体技术框架、规划策略和关键技术解决方案的可行性、正确性进行验证。　　 本文的创新点集中在服务链的规划策略方面,可以归纳为以下几点:　　 1)跳出局部应用域的限制,提出一种基于图搜索的服务注册中心的跨域查询技术,将服务发现的范围从本域扩散到更广泛的、服务注册中心路由可达的范围,实现本域、外域服务的一体化集成发现,该技术是本文在服务发现领域的创新。　　 2)设计并实现了主动式实时无侵入的服务监控技术,应用该技术用户可以在服务链执行时对流程中的后续节点的服务状况预先了解,遇到服务失效的情况可以主动采取规避或替代方案。结合容错的结构冗余设计,该技术能够减少服务链由于服务异常而反复进行重规划的机率,对GIS服务链的动态组合研究具有一定参考意义。　　 3)对容错的服务链规划策略进行改进,设计了基于ECA规则的异常恢复技术,通过服务异常行为的预定义处理,不仅降低GIS服务链的结构复杂性,同时也减轻服务监控的负载压力,该技术对GIS服务链的规划同样具有一定的参考价值。