论文部分内容阅读
为了拓宽GIS的应用领域，提高GIS的空间分析功能，解决复杂地理问题，GIS与应用模型或模型管理系统MMS(ModelManagementSystem)集成是必然趋势。目前，GIS与应用模型或MMS集成包括松散集成、紧密集成和无缝集成三种模式，在具体集成策略上，分为GIS环境内部集成与GIS环境外部集成两种方案。这些集成方法存在如下问题：1)系统集成产生明显功能冗余，且用户很难对模型进行修改，灵活性差；2)由于模型表示方法不同、模型元数据等无统一标准、模型与数据的链接规则复杂、模型抽取集成方法不同，应用模型复用困难；3)GIS与应用模型集成，解决复杂地理问题，用户操作界面复杂，集成实现困难。
为了有效实现GIS与应用模型集成，应用模型复用与集成方法研究是重要研究问题之一。本文在MS/OR(ManagementScience/OperationResearch)与DSS(DecisionSupportSystems)领域面向对象结构建模与建模语言、分布式模型管理、组件式模型软件复用、模型属性信息管理、HLA系列标准等研究成果基础上，结合地理信息科学领域GIS与应用模型集成理论与方法、开放的分布式处理参考模型RM-ODP[ISO/IEC10746]、OpenGIS系列规范、ISO/TC211系列标准、WebServices等技术，分析了应用模型表示、应用模型服务生成、应用模型服务集成等相关问题，提出了基于服务模式的GIS应用模型复用与集成方法。本文研究解决了目前系统集成功能冗余的弊端，可实现了领域间异构环境下应用模型复用，简化了集成实现的过程。
论文主要研究工作包括：1)给出了GIS应用模型的概念以及七元组的表示方法，建立了应用模型分类体系，探讨了应用模型复杂性，建立了GIS应用模型复用体系；2)以RM-ODP为基础，建立了GIS应用模型表示体系，扩展了OpenGIS空间信息服务体系的内容建立了应用模型服务体系；探讨了应用模型服务集成模式、服务链表示方法、服务集成实现过程等问题；3)初步建立了应用模型元数据标准，分别定义了应用模型陈述元数据与服务元数据核心内容；4)定义了GBMDL的BNF范式，建立了基于XMLSchema的应用模型实体模式、数据模式、约束模式、元数据模式、组件字典模式，从而定义了GIS应用模型描述语言GBMDL，支持应用模型组件、应用模型服务抽取与集成。5)以小流域地貌演化模型(MCGEM)管理为例，利用GIS应用模型的七元组、GBMDL分别定义了MCGEM，开发了小流域地貌演化模型服务MCGEMS，实现了MCGEMS与OpenGIS的WCS服务集成，完成了基于服务模式的小流域地貌演化问题计算。创新点如下：
1)提出了基于服务模式的应用模型复用与集成方法，支持跨平台、异构环境下、领域间应用模型复用与集成，解决了系统集成功能冗余、模型复用困难、集成界面复杂等问题；
2)定义了应用模型陈述元数据与服务元数据核心内容，初步建立了应用模型元数据标准；
3)定义了应用模型描述语言GBMDL，完整描述了应用模型定义、应用模型元数据、应用模型组件信息、以及应用模型服务信息。
随着GIS应用领域的进一步扩展，GIS将成为各领域解决复杂问题的必要工具。本文基于服务模式的应用模型复用与集成研究实现了跨平台、领域间、异构环境下应用模型复用与集成。该研究为最终实现应用模型互操作以及面向问题的分布式复杂问题计算奠定了基础，具有一定的理论与现实意义。