基于Globus Toolkit 4.0的空间信息服务的实现

论文摘要

计算机网络技术和分布式计算技术的迅猛发展为地理系统向大众化、分布式、网络化的空间信息服务的演变提供了技术基础。空间信息的多样性、动态性、异构性、海量性、分布性等都对传统的Internet环境下空间信息服务提出了新的挑战。目前对于空间信息服务的研究,主要是以Web Service为技术框架,依据OGC制定空间信息服务的一些规范,如WMS,WFS,WCS等。它们在实现空间信息共享与互操作方面起到了一定的作用,但是在对海量分布式空间数据的处理以及为用户提供一体化和透明的服务方法上遇到了许多难以克服的困难,不能从根本上解决“数字地球”战略的实时处理和信息共享问题。网格的出现和发展为空间信息资源的有效利用和共享提供了一个可靠的环境。网格是在网络之上运行的以实现资源共享和协作为目标的软件基础设施,它提供了一种集成的资源和服务的环境。本文将网格技术应用到空间信息服务领域,研究利用网格技术解决空间信息共享的问题。论文第一章论述了基于网格技术的空间数据共享研究的意义,叙述了当今国内外网格技术及其在空间数据共享应用中的研究现状;第二章介绍了地理信息共享的相关技术和规范,主要包括Web Service、WebGIS、网格、OpenGIS以及GridGIS的基本概念和内容,并讨论了它们对空间数据共享所起到的作用和价值。第三章介绍了网格中间件Globus Toolkit4.0核心组件及其原理;第四、五章是本文的主要研究内容,包括以下两个方面:其一,设计和实现了基于网格技术的地图服务的原型系统。该原型系统的研究主要从以下几个方面来设计和实现的:(1)采用了网格中间件Globus Toolkit 4.0构建了一个分布式异构环境下的地图服务平台;(2)通过构建网格服务将OGC Web Services封装成空间信息网格服务,实现了地图服务与网格技术的结合,完成了由OGC制定的OGIS规范定义的WMS的简单功能。其二,设计了基于分布式异构环境中空间数据存储与发布的体系架构,主要完成了地理数据的存储、转换、传输和显示工作,基本实现了WFS的功能。重点研究了空间数据在Oracle 10g中存储的原理和方法。整个系统基于GML和SOAP两个技术设计和实现,为网格节点和用户提供了透明的数据访问机制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的引出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文内容与结构
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 空间信息服务的相关概念及技术
• 2.1 Web Service
• 2.1.1 XML
• 2.1.2 SOAP
• 2.1.3 WSDL
• 2.1.4 UDDI
• 2.2 WebGIS
• 2.2.1 CGI 方法
• 2.2.2 Server API
• 2.2.3 Plug-in
• 2.2.4 ActiveX
• 2.2.5 Java Applet
• 2.3 网格技术
• 2.3.1 网格定义及特点
• 2.3.2 网格系统的基本功能
• 2.3.3 网格体系结构
• 2.4 OpenGIS
• 2.4.1 GML
• 2.4.2 元数据规范
• 2.4.3 目录服务与目录接口规范
• 2.4.4 网络地图服务规范WMS
• 2.4.5 网络要素服务规范WFS
• 2.4.6 网络覆盖服务规范WCS
• 2.5 GridGIS
• 2.6 本章小结
• 第三章 网格中间件Globus Toolkit 4.0
• 3.1 Globus 的起源和发展
• 3.2 Globus Toolkit 4.0 系统结构
• 3.3 资源分配管理GRAM
• 3.3.1 GRAM 功能和服务
• 3.3.2 GRAM 调度器
• 3.3.3 GRAM 支持服务
• 3.3.4 GRAM 作业提交
• 3.3.5 GRAM 工作原理图解
• 3.4 数据管理
• 3.4.1 GridFTP
• 3.4.2 RFT（Reliable File Transfer）
• 3.4.3 RLS（Replica Location Service）
• 3.4.4 DRS（Data Replication Service）
• 3.4.5 OGSA-DAI
• 3.5 MDS
• 3.5.1 Index Service
• 3.5.2 Trigger Service
• 3.5.3 Aggregation Framework
• 3.5.4 MDS 资源属性
• 3.5.5 WebMDS
• 3.6 GSI
• 3.7 本章小结
• 第四章 基于网格的地图服务实现
• 4.1 基于Globus Toolkit4.0 的WMS 的研究与实现
• 4.1.1 搭建网格环境
• 4.1.2 GT4 编程简介
• 4.1.3 系统整体设计
• 4.2 本章小结
• 第五章 Grid GIS 中空间数据的存储与发布
• 5.1 系统总体设计
• 5.1.1 空间数据的存储
• 5.1.2 空间数据的转换
• 5.1.3 空间数据的传输
• 5.1.4 客户端的实现
• 5.2 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻硕期间取得的成果