《數字城市》：Service GIS 引發(fā)第三代地理信息共享革命
來(lái)源: 《數字城市》雜志 作者：北京超圖軟件股份有限公司 宋關(guān)福
地理信息共享一直是3S領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，近年來(lái)，由于人們對地理信息共享需求的劇增，促進(jìn)了地理信息共享平臺的發(fā)展。作為地理信息共享的三大環(huán)境，管理環(huán)境、標準環(huán)境和技術(shù)環(huán)境在地理信息領(lǐng)域各自扮演著(zhù)十分重要的角色，其中任何一個(gè)方面的進(jìn)步，都將推進(jìn)地理信息共享的發(fā)展進(jìn)程。
從軟件技術(shù)手段角度看，目前地理信息共享已經(jīng)經(jīng)歷了面向文件的第一代共享和面向空間數據庫的第二代共享兩個(gè)階段的發(fā)展，隨著(zhù)Service GIS的發(fā)展和應用，地理信息正在迎來(lái)面向服務(wù)的地理信息共享新模式。新一代地理信息共享不僅解決了當前地理信息共享中存在的諸多問(wèn)題，還帶來(lái)了數據共享和功能共享并舉的第三代地理信息共享革命，并成功開(kāi)啟了地理信息的服務(wù)聚合時(shí)代。
面向文件的地理信息共享
早期的GIS軟件一般采用文件方式管理空間數據。因此，在空間數據庫技術(shù)被廣泛應用之前，通過(guò)共享文件實(shí)現地理信息共享，是唯一可行的方式。最初實(shí)現文件存儲和傳遞的介質(zhì)包括磁盤(pán)、光盤(pán)、硬盤(pán)和磁帶等設備，幾乎所有的地理信息工作者都曾經(jīng)歷過(guò)那段抱著(zhù)這些介質(zhì)到處跑的歲月。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )應用的不斷普及，人們開(kāi)始通過(guò)網(wǎng)絡(luò )上傳和下載地理空間數據文件來(lái)共享地理信息。在局域網(wǎng)內部，人們甚至可以通過(guò)互相訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )上計算機的共享文件夾，直接讀取服務(wù)器上同一份數據文件，來(lái)保障所有終端使用者能夠獲得最新的地理信息并與其他使用者保持版本的一致性。
面向文件的共享是地理信息共享的重要起步階段，也是最簡(jiǎn)單和最基礎的方式。這種方式一直被人們沿用至今，在今后的某些場(chǎng)合，還將繼續發(fā)揮作用。
簡(jiǎn)單易用是面向文件的地理信息共享方式最突出的特點(diǎn)，但其先天性不足也是顯而易見(jiàn)的，比如存在數據損失、可視化表現的不一致、工作效率低、更新不及時(shí)以及安全等問(wèn)題。
面向數據庫的地理信息共享
盡管空間數據庫的研究很早就已經(jīng)開(kāi)始，但是直到2000年，這一技術(shù)才逐漸得到普及。目前，這種技術(shù)已經(jīng)取代了傳統文件的管理方式，成為地理信息尤其是海量地理信息管理的主流技術(shù)?？臻g數據庫技術(shù)的普及，帶來(lái)了全新的面向數據庫的第二代地理信息共享模式。
由于空間數據庫支持網(wǎng)絡(luò )上多用戶(hù)并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)，尤其是支持多用戶(hù)并發(fā)操作，因此，空間數據庫很快就成為在局域網(wǎng)內共享地理信息數據的技術(shù)平臺。目前，主要的大型GIS應用項目在管理地理信息數據時(shí)，采用的都是空間數據庫。同一個(gè)單位的多個(gè)客戶(hù)端可以直接訪(fǎng)問(wèn)統一的空間數據庫服務(wù)器，從而獲得可控的版本一致性。
前文提到的面向文件共享模式中存在的幾個(gè)問(wèn)題，在面向數據庫的地理信息共享模式中也得到了完美的解決。由于不需要對基礎地理信息數據重復建庫，一方面減少了應用部門(mén)重復建庫的成本，避免了數據在各部門(mén)不同文件格式間轉換可能導致的內容和精度損失；另一方面，更為重要的是，由于基礎地理信息由統一的單位進(jìn)行維護和更新，所以其他應用部門(mén)總能使用到最新的數據，而代價(jià)卻很小。
2004年，茂名市信息中心與超圖軟件公司合作完成了茂名面向信息資源整合、共享的管理的電子政務(wù)信息資源管理平臺總體設計，大大縮短了委辦局專(zhuān)業(yè)應用系統的建設周期，同時(shí)節約了大量重復建設的投資，為建設節約型社會(huì )做出了巨大貢獻。這種模式很快得到了推廣，并在北京的崇文、昌平、懷柔、大興、平谷等區和上海奉賢、浙江紹興縣等多個(gè)地政府部門(mén)建立了大量的成功案例。
在過(guò)去的幾年里，面向數據庫的地理信息共享模式獲得了非常大的成功。但隨著(zhù)應用推廣的日益廣泛和深入，該模式也暴露出了一些潛在的問(wèn)題，不利于大范圍推廣應用，比如對網(wǎng)絡(luò )安全要求較高、帶寬要求高、難于實(shí)現異構GIS平臺集成應用等。
鑒于以上原因，地理信息共享與應用需要結合GIS和軟件新技術(shù)，發(fā)展新的共享模式，才能滿(mǎn)足包括Internet網(wǎng)和遠程Intranet網(wǎng)上的地理信息共享需求，實(shí)現異構GIS平臺之間共享地理信息，把地理信息共享推向一個(gè)全新的高度和更加廣泛的應用領(lǐng)域。
Service GIS概述
服務(wù)式 GIS (Service GIS)是產(chǎn)生于面向服務(wù)軟件工程方法的GIS軟件技術(shù)。Service GIS脫胎于組件式GIS，是在組件式GIS基礎上的質(zhì)的飛躍，也是對組件式GIS順理成章的升級。在組件式GIS功能強大的組件群基礎上，Service GIS采用面向服務(wù)的軟件工程方法，把GIS的全部功能封裝為Web服務(wù)(Web Service)，從而實(shí)現了被多種客戶(hù)端跨平臺、跨網(wǎng)絡(luò )、跨語(yǔ)言地調用，并具備了服務(wù)聚合能力以集成來(lái)自其他服務(wù)器發(fā)布的GIS服務(wù)。
Service GIS軟件平臺的新突破，主要包括以下幾個(gè)方面：
在細粒度組件式GIS基礎上，封裝粒度適中的全功能GIS服務(wù)群，構成Service GIS的服務(wù)器，并向客戶(hù)端發(fā)布這些服務(wù)。這里強調全功能的GIS服務(wù)，包括數據管理、二維可視化、三維可視化、地圖在線(xiàn)編輯、制圖排版以及各類(lèi)空間分析和處理等，而不僅僅是WebGIS時(shí)代的基本GIS功能。
服務(wù)器支持發(fā)布基于通用規范的服務(wù)，如WMS、WCS、WFS、WPS、GeoRSS、KML等，以便被第三方軟件作為客戶(hù)端集成調用。
客戶(hù)端GIS軟件具備服務(wù)聚合能力，可聚合同一廠(chǎng)家服務(wù)器軟件和第三方服務(wù)器軟件發(fā)布的GIS服務(wù)，并與本地數據和本地功能集成應用。
服務(wù)器端軟件具備強大的服務(wù)聚合能力，可以聚合來(lái)自其他服務(wù)器上發(fā)布的GIS服務(wù)，并可以將聚合后的結果再次發(fā)布，而再次發(fā)布的服務(wù)還可以繼續被其他的服務(wù)器軟件聚合。
Service GIS是一個(gè)完整的、面向服務(wù)的GIS軟件技術(shù)體系，它包括服務(wù)提供者(Service Providers)、服務(wù)消費者(Service Consumers)和服務(wù)規范(Service Specifications)。Service GIS同時(shí)也是一個(gè)全功能的GIS技術(shù)體系，遠遠超越了WebGIS時(shí)代的功能，不再以Web為其單一客戶(hù)端與表現界面，而是將其客戶(hù)端延伸到了GIS桌面軟件、移動(dòng)終端、甚至于傳統的GIS組件。Service GIS與Web GIS之間的差別，就如同GIS軟件與電子地圖軟件之間的懸殊。
Service GIS繼承了組件式GIS所具備的一系列優(yōu)點(diǎn)，如跨語(yǔ)言二次開(kāi)發(fā)、所見(jiàn)即所得的應用開(kāi)發(fā)方式、與其他IT技術(shù)繼承的強大能力、高度可伸縮型等。除此以外，Service GIS還具備一些新的特性，比如跨網(wǎng)絡(luò )集成與應用和業(yè)務(wù)敏捷等。
基于Service GIS的面向服務(wù)地理信息共享
面向服務(wù)的地理信息共享是服務(wù)式GIS帶給我們的另一驚喜?；赟ervice GIS，基礎地理信息供應部門(mén)把已經(jīng)建立的基礎地理信息庫通過(guò)Web服務(wù)向各部門(mén)發(fā)布，從而使各部門(mén)可以直接通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)這些Web服務(wù)，使用基礎地理信息數據，實(shí)現與本單位的專(zhuān)題數據疊加集成，用于開(kāi)發(fā)應用系統。
由于采用了面向服務(wù)的體系架構以及Service GIS技術(shù)，基于這種方式構建的地理信息共享平臺被稱(chēng)為地理信息服務(wù)共享平臺?；A地理信息供應部門(mén)可以構建基礎地理信息服務(wù)共享平臺，各部門(mén)還可構建專(zhuān)題地理信息服務(wù)共享平臺。GIS應用系統則在各地理信息服務(wù)共享平臺基礎上開(kāi)發(fā)，這種基于SOA的全新的地理信息系統頂層設計將會(huì )為數字城市和分布式企業(yè)信息化的建設帶來(lái)強大的生命力，并為各部門(mén)互相割裂的信息化煙囪現象找到了治愈的藥方。
新一代地理信息共享模式不僅具備降低重復建設成本、提高共享效率的特點(diǎn)，還具有數據共享與功能共享并舉、支持異構GIS平臺集成應用、帶寬要求較低、更高的系統安全性等特點(diǎn)。
目前，重慶市基礎地理信息中心和西安市信息中心，正在基于SuperMap iServer和面向服務(wù)的地理信息服務(wù)共享模式，開(kāi)展超大型城市的地理信息服務(wù)共享平臺建設。
隨著(zhù)地理信息共享模式從面向數據庫的階段向面向服務(wù)的階段發(fā)展，使信息資源共享與整合可以突破異構平臺和各種軟件應用環(huán)境的制約，使地理信息應用無(wú)所不在，能夠更加有效地實(shí)現信息資源整合與共享的美好藍圖?？梢灶A見(jiàn)，全新的第三代面向服務(wù)的地理信息共享模式也將在多個(gè)領(lǐng)域得到快速發(fā)展。這一模式將改變未來(lái)十年的GIS應用系統開(kāi)發(fā)方法，真正開(kāi)啟地理信息服務(wù)共享和聚合應用的新時(shí)代。
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