论文题目: GIS动态集成框架及其UIB核心相关问题研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 摄影测量与遥感
作者: 李建华
导师: 边馥苓
关键词: 领域分析,公共集成总线,软件体系结构,基于构件的软件开发方法,地理信息服务元数据,模式,信息交换模型,互操作,动态框架,通信框架,并发模型,并行控制
文献来源: 武汉大学
发表年度: 2005
论文摘要: 分布式地理信息系统的运作过程以资源共享、任务分担和协同工作为主要目标,突出的问题是异构系统的集成、资源共享和群体协作,而有效的解决以上问题的途径是遵循开放的原则,采用标准化技术,建立集成软件环境。开放性、标准化、构件化的软件开发思路也是面向复用的软件工程化开发和工业化生产的必然趋势。目前主流软件开发技术支持这一目标的实现,并且制定了较为全面的规范和接口标准。但是由于实现厂商的差别,事实上他们产品之间集成与互操作的实现存在很多问题。另外他们可能无法满足众多领域所需的多类服务需求,因此用于特定领域的工业级公用集成总线的研究被提出并被认为是解决领域集成的可行技术。 本文拟通过GIS领域分析和多类使能技术的性能比较,将软件体系结构原理、方法与基于构件的软件开发方法相结合,从两个不同层次,探讨开放式GIS公用集成总线(GUIB:GIS Utility Integration Bus)的软件体系结构和实现技术。在此基础上,提出建立以GUIB为核心,融Agent开发策略、Web应用于软构件/软总线技术之中的分布式自适应动态集成框架,将紧耦合集成和松耦合协作的设计集成。并进一步分析了框架内GIS领域设施建设的关键技术问题(如:通信、信息交换模型、分布式空间事务管理、并发模型与并行控制等),研究建立在框架基础上的应用集成技术,解决分布式GIS系统集成的底层公共业务逻辑功能,使得GIS的开发者只关心面向不同应用领域的特定功能部件或代理的开发,从而降低系统集成的复杂度,试图为分布式GIS集成提供一种支持动态配置、支持演化、与平台无关的公共业务逻辑服务级框架,实现基于软件体系结构的更高层次的软件复用。论文主要内容如下: 1.利用领域分析方法,在详细讨论GIS环境模型、需求模型和系统模型的基础上,指出了分布式GIS领域设施建设的重点研究所在,提出了GUIB的软件体系结构。分析了建立基于GUIB核心的动态框架所面临的问题并给出了解决方法。 2.研究了以GUIB为核心构建动态框架并最终实现分布式集成应用的核心支持技术。主要成果包括四方面内容: ⅰ.以共享领域本体论为前提,参考OGC的信息交换规范,利用XML/GML等信息描述工具,建立了框架内的一致性信息交换模型,并在此基础上研究了基于GUIB的框架内及框架间的分布式GIS互操作模型。 ⅱ.在综合分析ADL、CDL、WSDL及OGC提出的地理空间服务元数据模型的基础上,提出了一种扩展的地理空间服务元数据模型。以期达到GIS软件体系结构及构件描述语意上的一致性。从而支持构件的描述、检索、
论文目录:
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
§1.1 分布式计算技术的发展
§1.2 地理信息系统的发展与演化
1.2.1 地理信息系统发展概述
1.2.2 亟待解决的问题
§1.3 GUIB概念的提出
§1.4 GUIB相关研究现状
§1.5 本文的主要工作
1.5.1 研究的目标
1.5.2 主要研究的方法
1.5.3 研究的内容
§1.6 小结
第2章 软件体系结构理论与方法概述
§2.1 软件体系结构的概念
§2.2 体系结构设计方法
2.2.1 领域驱动的体系结构设计方法
2.2.2 模式驱动的体系结构设计方法
§2.3 软件体系结构描述语言(ADL)
§2.4 DSSA的设计方法
§2.5 小结
第3章 GUIB软件体系结构
§3.1 GIS应用环境模型分析
§3.2 GIS需求模型分析
3.2.1 OpenGIS基础地理信息服务框架
3.2.2 GIS领域公共设施(GIS Common Facilities GCF)
3.2.3 GUIB服务层次结构
§3.3 GIS的系统模型分析
3.3.1 GIS体系结构分析
3.3.2 共性构件抽取
§3.4 GUIB体系结构的建立与表达
§3.5 小结
第4章 GUIB核心技术探讨
§4.1 GUIB核心支持技术
4.1.1 GIS互操作与信息交换模型
4.1.2 对服务元数据模型的扩展
4.1.3 构件的描述
4.1.4 构件容器与工具集
4.1.5 遗留系统的包装与适配
§4.2 GUIB的设计演化与求精实现
4.2.1 GUIB体系结构的层次性演化特点
4.2.2 求精过程
§4.3 小结
第5章 基于GUIB的动态框架技术研究
§5.1 框架技术概述
5.1.1 框架概念
5.1.2 框架分类
5.1.3 GUIB实例化框架的组织形式
§5.2 支撑技术分析
5.2.1 中间件(Middleware)技术
5.2.2 三类主流分布式对象技术简介
5.2.3 Web Service技术
§5.3 Agent技术的引入
5.3.1 Agent概念与特点
5.3.2 Agent技术在GUIB实例化框架中的作用
§5.4 GUIB实例化框架结构
5.4.1 基于消息中间件的GUIB实例化框架
5.4.2 基于ORB的实例化框架
5.4.3 两种机制的融合应用
§5.5 GUIB的通讯框架
§5.6 基于GUIB的分布式GIS动态框架
5.6.1 动态框架技术
§5.7 小结
第6章 GUIB的事务处理系统
§6.1 事物处理的基本概念
6.1.1 事务
6.1.2 事务的特性
§6.2 分布式事务
6.2.1 分布式事务概念
6.2.2 分布式事务的2PC协议
6.2.3 CORBA的分布式事务处理模型
§6.3 GIS事务类型及特征分析
§6.4 GUIB的事务并发模型研究
6.4.1 典型ORB并发模型分析
6.4.2 适合GIS事务特点的并发模型研究
6.4.3 长事务处理模型的优化
§6.5 GUIB的事务并发控制方法
6.5.1 并行控制方法简述
6.5.2 并行控制方法选择与优化
§6.6 面向R树的并行控制方法研究
6.6.1 R树
6.6.2 面向R树并行控制方法
6.6.3 基于R-link树的并行控制方法
6.6.4 分布式事务R-link树并行控制方法的实施
§6.7 小结
第7章 基于GUIB的分布式GIS集成与验证
§7.1 设计目标
§7.2 实现环境概述
7.2.1 硬件环境
7.2.2 软件环境
7.2.3 ORB产品VisiBroker简介[189]
7.2.4 Trolltect Qt简介
§7.3 GUIB服务框架的建立
7.3.1 GUIB服务端程序部署
7.3.2 GUIB客户端程序部署
7.3.3 VisiBroker的部署
7.3.4 基于VisiBroker的GUIB服务框架
§7.4 基于构件的环境构造与动态集成
7.4.1 构件的注册与检索
7.4.2 构件容器
7.4.3 集成测试
7.4.4 协作支持
7.4.5 本节总结
§7.5 空间事务服务的实验研究
7.5.1 空间事务服务的实现方法
7.5.2 并发模型测试
7.5.3 基于R-link树的并行控制方法的实施
§7.6 小结
第8章 总结与展望
参考文献
攻读博士学位期间论文与科研情况
致谢
发布时间: 2006-03-27
参考文献
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