WebGIS中可约束的实时协同编辑系统的研究与实现

论文摘要

随着Internet的迅速发展,GIS网络化成为了GIS的发展趋势,WebGIS应运而生。面向WebGIS的协同编辑也成为了WebGIS快速发展以及编辑任务扩大化后的一个重要研究课题。然而由于WebGIS数据表现形式和数据渲染方式的独有特点,很多在其它领域成熟的协同设计方法,在WebGIS领域无法直接使用,甚至无法使用。因此研究如何借鉴已有的协同设计研究成果,使其能够解决WebGIS中协同编辑存在的问题,有其现实意义。在系统的体系结构方面,本文根据WebGIS中矢量地图的特点,以图层为粒度进行数据和任务的分配,将同一图层的数据交由同一图层服务器进行管理,然后采用一个中心服务器来协调各图层服务器。图层内部问题可以由图层服务器自主解决,图层之间的问题才交由中心服务器协调解决,加大了协同编辑的并发力度。采用编辑节点监控策略来监控节点状态,编辑节点允许动态的加入和退出,使得系统的适用性增强。系统运行时,合法操作实时进行广播,使得各节点可以第一时间同步到最新的编辑状态。在协同编辑并发控制策略方面,本文采用了基于并行操作矩阵的隐藏对象加锁机制。用户在操作时,根据并行操作矩阵来判断是否需要加锁。加锁时,对编辑对象隐藏加锁,用户在不知情的情况下,自动被系统加锁,避免了加锁粒度和加锁时机难以用户自主抉择的弊端。根据编辑往往存在条件限制的情况,本文引入了约束的概念。采用约束模型,在协同编辑的同时考虑约束,进行约束检测和面向约束的冲突消解。并设计了集成冲突消解流程,通过冲突检测、基于规则的消解、基于事例的消解、协商消解、仲裁的次序来逐步多策略地进行消解。在约束管理和消解上,都采用了层次结构,即先在图层服务器中处理,处理完成后,再提交给中心服务器处理。最后本文根据前文的分析和设计,实现了一个面向WebG IS的协同编辑系统,通过系统的实际运行来验证理论的可行性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究目标和主要工作
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 主要工作
• 1.4 论文的组织
• 第二章 相关技术综述
• 2.1 WebGIS的相关研究
• 2.1.1 WebGIS概述
• 2.1.2 SVG概述
• 2.1.3 莫卡托投影
• 2.2 协同编辑的相关研究
• 2.2.1 协同编辑系统的体系结构
• 2.2.2 协同编辑的并发控制模型
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于SVG的WebGIS
• 3.1 基于SVG的WebGIS概述
• 3.2 WebGIS体系结构模型
• 3.3 瓦片金字塔模型的实现
• 3.3.1 瓦片金字塔模型
• 3.3.2 瓦片数据的分布式存储与获取
• 3.3.3 利用SVG实现栅矢一体化
• 3.4 矢量数据存储结构的设计及数据的传递
• 3.4.1 空间数据存储结构的设计
• 3.4.2 SVG数据的传递
• 3.5 基本空间分析算法的实现
• 3.5.1 区域查询
• 3.5.2 叠置分析
• 3.5.3 缓冲区分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 协同编辑系统的设计
• 4.1 系统设计的目标
• 4.2 系统体系结构和处理流程
• 4.2.1 系统体系结构
• 4.2.2 系统处理流程
• 4.3 节点动态进出的处理策略
• 4.4 操作快速回滚
• 4.4.1 逆向操作
• 4.4.2 状态栈
• 4.4.3 满足约束的回滚策略
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于锁机制的协同编辑并发控制策略
• 5.1 冲突的产生
• 5.2 并行操作矩阵
• 5.3 锁机制分析
• 5.4 基于并行操作矩阵的隐藏对象锁机制
• 5.5 本章小结
• 第六章 协同编辑中的约束管理与冲突消解
• 6.1 约束管理
• 6.1.1 约束的意义
• 6.1.2 约束的组织与分配
• 6.2 面向约束的冲突消解
• 6.2.1 基于约束的冲突检测
• 6.2.2 基于规则的冲突消解
• 6.2.3 基于事例的冲突消解
• 6.2.4 集成冲突消解流程
• 6.3 本章小结
• 第七章 原型系统的实现与运行
• 7.1 系统关键技术的实现
• 7.1.1 系统体系结构的实现
• 7.1.2 约束管理的实现
• 7.1.3 冲突消解的实现
• 7.2 系统的运行
• 7.2.1 系统运行环境
• 7.2.2 系统运行效果
• 7.3 系统对比
• 7.4 本章小结
• 总结与展望
• 总结
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文