混合网络中空间信息服务的快速发现

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当前,地理信息系统在面向各种应用不断拓展的同时,已经向社会化、大众化的方向发展,并且从传统意义上的信息系统发展成为空间信息科学,空间信息技术网络化和大众化应用的一个显著特征是空间信息共享技术的发展,特别表现为空间信息服务的广泛应用。
  目前对空间信息服务的研究主要体现在对服务本身的研究,包括服务的构造内容、支撑数据内容及处理、服务功能等,然而随着需求的不断提高和相关技术的发展,出现了如下问题:
  1.随着Web Service技术的广泛应用,空间信息服务数量急剧增长,如何快速发现、定位和访问目标空间信息服务成为新的课题;
  2.由于空间信息的海量、异质异源等特点使得空间信息服务不同于其它一般的Web Service,这样的情况下,要使空间信息服务能够提供及时高效的服务,采用什么样的支持网络对空间信息服务更有效;
  3.为了达到在网络中快速发现服务、准确使用服务的目的,什么样的搜索算法更有效。
  本文以上述几个问题为出发点,以“混合网络中空间信息服务的快速发现”为核心,(从完善)的网络环境和快速搜索算法上进行深入研究,以期在网络中能快速定位、发现和访问空间信息服务,提高空间信息服务的使用效率,促进空间信息服务的共享。本文取得的主要研究成果如下:
  1.空间信息服务体系构架研究
  体系构架是空间信息服务研究的基础,本文对在空间信息服务发展过程中出现的多种体系构架进行了研究,分析各自优缺点,结合OGSA体系,提出了基于混合网络的空间信息服务体系构架。该体系可以有效指导空间信息服务的定义、部署和访问等。
  2.空间信息服务研究
  本文首先对空间信息服务分类和特点进行了研究,继而深入研究了空间信息服务模型,结合注册和未注册服务内容提出了基于区域注册中心的空间信息服务模型,该模型很好地解决了当前空间信息服务面临“到哪里注册”和“如何注册”的问题;随后本文对空间信息服务组合进行了研究,有效提供了空间信息服务能力;最后研究了服务的封装,本文采用了SOAP进行了空间信息服务的封装。
  3.混合网络的研究
  在对网格和P2P单一网络进行深入研究后,本文结合两种网络的优势,提出了混合网络构建模型,严格定义网络拓扑,并详细研究了混合网络的建立和维护。混合网络的提出和定义为空间信息服务提供了很好的网络支持,它既克服了网格系统扩展性不好的缺点,同时也改善了P2P系统中网络节点过分分散的特点,有效地改进了空间信息服务快速发现的网络环境。
  4.快速搜索算法的研究
  搜索算法是快速发现空间信息服务的核心,本文深入研究路由快捷的Kad算法,并在混合网络环境中进行有效改进。对于空间信息服务的搜索,本文提出了主动搜索(未注册)和被动搜索(基于注册)两种方式,并详细定义了这两种方式的内容。在改进Kad算法中,本文深入研究了网络节点查询和定位,有效改进了搜索的节点路由;同时,结合多关键字向量提出了多关键字哈希并映射到NID的方法,从而使得网络节点上存储了多个关键字的信息,实现了空间信息服务的多关键字的检索,提高了检索效率。此外,本文对已注册或已搜索到的空间信息服务信息建立了快速索引,包括中文分词和倒排索引等,使空间信息服务更快捷高效。
  5.实验仿真
  本文进行了大量的仿真实验,定义了实验场景,分别对算法中的网络延迟、网络开销、响应时间和服务能力等作了数据统计,并针对实验数据作了有效分析,实验结果验证了算法的有效性和可行性。
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