林业空间数据平台技术的应用示范研究

论文摘要

随着地理信息系统、遥感和全球定位系统等地理空间信息技术在林业中的广泛应用,各个林业资源调查、管理、研究部门积累了大量不同数据格式的林业空间数据,并建立了一批业务运行系统、信息管理系统和空间数据库。这些系统通常都是运行相对独立、空间数据的数据结构和数据存储方式也不相同。由于缺乏统一的规划与协调,系统之间缺乏互操作能力,形成了一个个“数据孤岛”,各个部门的数据不能实现有效共享与集成。快速集成与共享不同来源、不同格式的林业空间数据对于林业可持续发展、决策分析具有重要意义。计算机技术的迅速发展,特别是Web服务技术的出现,为不同来源、格式的林业空间数据的共享与集成提供了可能。本研究通过对林业空间数据共享现状、各种异构空间数据共享与互操作方法、Web服务技术、开放地理空间Web数据服务规范等内容的深入研究,提出了基于OGC Web服务的林业空间数据平台框架,为数据提供者与数据需求者之间架起合作与沟通的桥梁。论文的主要内容如下:(1)对林业空间数据共享与集成的相关技术基础进行总结与分析。回顾、分析了地理信息系统体系结构的发展、网络地理信息系统的实现技术及其特点与不足、GIS空间数据管理方式和互联网标识语言的发展。(2)深入研究分析了异构空间数据共享与集成方法、Web服务技术及其体系结构、开放地理空间联盟(OGC)的Web服务框架和数据服务规范、林业空间数据GML应用模型等构建林业空间数据平台框架的关键技术。(3)提出了基于OGC Web服务的林业空间数据平台框架。该数据平台框架的数据网络层次结构为四级:国家级、省级、地区级和县级。各个节点负责管理自己范围内的空间数据,并将数据服务统一注册到中央数据注册服务器。用户可以方便地查找相关的数据服务,实现不同来源、异构林业空间数据的访问与集成。(4)利用开源软件构建遵循OGC开放标准的林业空间数据服务器,降低了系统的开发和应用成本。各节点的数据技术框架为三层体系,即浏览器/客户端应用程序、数据服务层和数据层。在平台应用示范研究中,结合开放源代码软件建立了两个应用示范实例:山东遥感综合试验数据服务系统和林业空间数据与Google Earth数据的集成。应用示范研究表明,基于OGC Web服务的林业空间数据平台框架有助于实现分布于各地的不同来源、不同格式林业空间数据的访问与集成。不同级别的森林资源数据管理机构可以建立自己的空间数据服务器,通过服务发布、注册等加入到基于OGC Web服务的林业空间数据平台框架中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 可行性分析
• 1.4.1 林业空间数据资源
• 1.4.2 网络环境分析
• 1.4.3 经济可行性分析
• 1.5 论文的研究内容和组织
• 1.6 小结
• 第二章 相关技术基础
• 2.1 网络地理信息系统
• 2.1.1 地理信息系统概念
• 2.1.2 地理信息系统体系结构的发展
• 2.1.3 网络地理信息系统
• 2.1.4 WebGIS 实现技术
• 2.1.5 现有WebGIS 的不足
• 2.2 GIS 空间数据管理
• 2.2.1 文件系统方式
• 2.2.2 文件/数据库
• 2.2.3 关系型数据库
• 2.2.4 对象关系型数据库
• 2.3 互联网标识语言
• 2.3.1 超文本标识语言（HTML）
• 2.3.2 扩展标识语言（XML）
• 2.4 小结
• 第三章 林业空间数据平台关键技术
• 3.1 异构空间数据共享与集成方法
• 3.1.1 数据格式转换模式
• 3.1.2 直接数据访问模式
• 3.1.3 对象关系型数据库
• 3.1.4 基于Web 服务的数据集成
• 3.2 Web 服务技术
• 3.2.1 Web 服务的定义
• 3.2.2 Web 服务的体系结构
• 3.2.3 Web Service 协议堆栈
• 3.2.4 Web 服务的特点
• 3.3 OGC 数据互操作体系框架
• 3.3.1 OGC Web 服务框架
• 3.3.2 OGC 数据服务体系
• 3.4 林业空间数据GML 模型
• 3.4.1 地理标识语言GML
• 3.4.2 林业空间数据GML 应用模型
• 3.5 本章小结
• 第四章 林业空间数据平台框架设计
• 4.1 平台框架的设计建设原则
• 4.1.1 开放性原则
• 4.1.2 扩展性原则
• 4.1.3 易用性原则
• 4.1.4 经济性原则
• 4.2 网络体系结构选择
• 4.2.1 网络体系结构影响因素
• 4.2.2 网络体系结构类型
• 4.2.3 林业空间数据网络
• 4.3 林业空间数据平台体系框架
• 4.3.1 数据访问模式
• 4.3.2 平台总体框架
• 4.3.3 数据节点技术框架
• 4.4 林业空间数据平台的特点
• 4.4.1 自定义范围的数据访问
• 4.4.2 数据的图形化表示
• 4.4.3 动态数据管理
• 4.4.4 数据准确且最新
• 4.4.5 数据源和数据质量
• 4.5 小结
• 第五章 林业空间数据平台应用示范研究
• 5.1 数据平台软件方案选择
• 5.2 开源服务软件框架
• 5.2.1 开放源代码软件的概念
• 5.2.2 开源地理空间信息软件
• 5.2.3 开源软件的优势
• 5.2.4 可用的开源地理信息软件
• 5.3 林业空间数据服务框架
• 5.4 应用示范研究
• 5.4.1 山东遥感综合试验数据服务系统
• 5.4.2 林业空间数据与Google Earth 数据的集成
• 5.5 小结
• 第六章 结论
• 6.1 总结
• 6.2 本文的创新点
• 6.3 问题与展望
• 参考文献
• 附录
• 在读期间的学术研究
• 致谢