1、WebGIS 中的代理系统研究计算机应用研究 2001.盏WebGIS 中的代理系统研究:Ic张永强,崔晋川(1 河南财经学院计算机系,河南郑州 450002;2.中国科学院数学与系统科学研究院北京 100080)摘要:对空间信息代理系统的设计和开发作了深凡地研究 ,提出了代理体系结构和一个适用于 Web环境的空间数据结构模型通过该系统可坩实现浏览器端和 GISN务器端的空间信息进行各种交互操作:达到空间信息发布的实时化可视化和地理空间信息的网络共享 .关键词:WebGIS;体系结构;信息代理空间信息发布;敷据模型中图分类号:TP3115:P283.7 文献标识码:A 文章编号:1001369
2、5(2001)06002603ResearchonAgentSysteminWebGISZHANGYong.qiangCUIJin-chuan2“Der.tofComputerFinanceEconomicslostitutcofHcnargZhengzbouHcnan450002;2IstitutaofMctlmticsSystemSCience,TheChineseAcademyofSciences,Bijing100080,China)Abstract:Basednnresearchaboutdesignanddevelopmentofspatialinformationagentsta
3、mthispapaprovidesauniformspatialdatastruettttemodelthatisappliedtowWWandarclfitectumofagentsystem.Usingthissystemwccadeinteroperability,1suaIizal_tTandnorkdaafingbeteenbrowsersandamKeywords:VebGIS;Atclfitactwe;Informationagent;SpatialinformationpubJidaing;Datamodel1 引言美国政府在 20 世纪 80 年代初,率先提出要建立“信息高速
4、公路“,在 1994 年颁布行政令 ,提出实施国家空间数据基础设施 fNSDI),紧接着 1998 年 1 月提出 “数字地球“计划这一系列计划实质上是一个全球性的高科技发展战略,其目的是想通过这些来保持美国在21 世纪的领导地位.在我国虽然近几年 GIS 技术发展非常迅速,相比之下,我们还有根大的差距,这个差距体现在许多方面,例如:空间信息的积累和利用方面,组织机构方面,在技术创新方面,在推广应用方面和产品更新速度等.进入 20 世纪 90 年代以来.各种新的软件开发技术(例如组件技术,分布式计算)的出现,特别是计算机互联网络技术和 Interact 的出现和普及,给 GIS 的发展注入了新
5、的生机与活力.使得功能与规模更为强太的开放性,网络化,分布式,可视化的新一代 GIS 的产生成为可能.新技术的出现使得我们有可能缩小和世界先进水平的差距,这就需要我们的不懈努力,抓住历史带来的机遇,迅速建立起中国自己的“NSDI“本文研究的内容属于国家“九五“ 重点科技攻关项收稿日期 2o【】 【-o803基金项目:国家重点科技攻关项目(977590401-2)目“ 国土资源环境信息系.(NRF.DIS 讦口国家空间信息基础设施(N$II,NationalSJalInbrma 廿 OIlInffasUchu)关键技术研究“的一个专题 “超媒体空间信息系统及技术集成研究“本文比较详细地讨论了如何
6、提供统一的超媒体空间信息对象的统一表现技术,阐述了在研究过程中所采用的一个代理系统的体系结构2 空间信息代理系统研究建立基于 LutcmctAVeb 计算平台的空间信息资源系统集成环境-WebGIS, 是构建国家空间基础设施的一个极其重要的一个基础性工作.在这个 WebGIS 体系当中,空问信息的智能代理系统 fIAs,IntelligenceAgentSystem),着一个承上启下的作用它的主要作用就在于提供一个地图对象的统一表现模式.方便有效地支持 WebOIS 站点的生成与维护.没有它,浏览器就无法看到任何地理信息:海量的地理空间信息就无法实现社会化菇享通过 IAs 产生的数字地图由于采
7、用统一的信息综合模型进行空间数据处理.使空间地理信息的处理标准化和规范化,从而在很大程度上提高了空间信息的准确性,实时性和应用价值.21 建立统一的空间信息模型据统计在全球信息资源中,有大约 80%以上的信息是和地理空间位置有关的地理信息,然而长期以第 6 期张永强等:WebGIS的代理系统研究-27来 GIS 在 Intemet_仅限于利用地图图面这样的简单应用,无法动态的,及时的以及细致的浏览地图及相关数据,更无法进行进一步地空间查询,分析和统计这些问题和缺乏一个类似于 HTML 这样的 GIS 标准有极大的关系.我们需要一种除了能够表达一般的超文本信息外,还能够处理空间信息的页面语言我们
8、在初步的研究中,建立了一个有效的信息发布代理机制,其中的一项主要技术,就是空间信息代理系统产生的空间信息代理文件 0AF,InteLligenceAgentFries)在 IAF 中包括整幅地图的定位和描述信息,包含了空间对象的各种属性及如何动态地莸取相应数据 IAF作为智能化的数字地图可被视为一个空间信息索引系统,它可以与其它空间信息相互关联在设计时内置的URL 可以用来链接其它有关网上资源作为一个包容了众多空间信息的代理文件.最终用户 Web 测览器能够测览这个被注册为信息代理的文件所表现的各种各样的专题地图用户所浏览的数据范围和具体的地图对象将根据在制作时的各种设置通过网络实时发送到服务
9、器端,请求服务器即时提供所需资源22IAF 空间对象模型的框架描述在 IAF 中如何描述各类空间对象使之适台 Web 环境是一个重要的问题我们首先吸收了传统上的地图分层,矢量抽象两个方面这是因为地图分层技术一方面可以将复杂的地图简单化,从而太太简化了系统模型和处理过程:另一方面,以单的图层作为处理单位,使系统具有很大的灵活性矢量抽象技术不仅符台人们的思维习惯,而且也有成熟的几何理论和变换方法作为数学基础除了吸收了传统 GIS 的方法之外,我们也采用了面向对象的方法.在这里所有的空问对象都将以对象形式进行封装,通过利用面向对象技术特有的特点增强系统的可开发性和可扩充性,使系统组织结构良好,清晰在
10、对空间对象如何进行描述的问题上,我们认为一幅地图可以具有四层结构,即地图一图层一地物一空间对象从整体上来看,地图本身是一个完整的对象,图层是作为地图对象的主体出现的,而图层的主体则是具体的空间对象所组成的地物对应的,在设计空间对象模型的数据结构时,将数据结构分为四个主要部分;地图描述部分,图层描述部分,地物和地对象数据图 1 是模型的主要部分一图 1 空间对象模型相关的对象类描述如下:I 旧瑚 IA.Map 洲览器所看到的一十实倒 ,包台 7 一幅地图的整体信息.是其它类的基樊.可对层进行控制.2)Cla.IALar 图层粪.包台了圈层的描述信息 a3)Class1AMapobjct 代表了地
11、图的一十对象 ,例如:点,线,面等.4)CLassIAslec 肌代表了所选地图对象集合5)ClaIABufferSetup 提供了访问浏览缓冲区注册属性.6)CLassIAPoint 表示一十点的地图对象71classIA】n表示地图的范围.8)ChssIAColleetion 地图对象的集合.gtassIALarSetup 提供了远行时访问数据源 c10)Cta1ADataBase,getup 提供访问数据库的具体信息.11)ClassIAFiLLAttr 指示如何填充一十面12)Clas8lAEdgAttr 描述了组成面的多边形的属性.空间对象模型实际上是描述在一比例尺下如何显示地图,至
12、于地图内容,则主要依赖于用户在操作时具体的查看范围而从服务器上临时下载.这样就使得个完整的空间对象模型无需占用太多的物理空间空间对象模型 IAF 文件的作用是对具体的地理对象的索引描述,所以它的数据部分包含信息应该精练,内涵丰富.在有关地图的描述部分主要包括地图的标题,制图信息,比例尺,投影,显示属性及安全性控制等总体性信息.其次所有有关图层的信息全部放到模型的第二层,主要是:层的名称,类型,位置,可见性,优先级,安全性,数据来源等.在模型的第三和第四层则主要根据图层的类型描述本层的具体各个地物每一个地图对象都有一个名字,描述对象空间信息的数据以及在某些需要链接到另外一幅地图或者 Web 文档
13、时所需的一个 URL根据空间信息的几何表现.地图对象基本分为点,线,面,文字,栅格五种类型,每种图元都有各自的属性代理系统能够设置地图的显示属性和每个图元的交互级别和可见比例尺控制通过在编辑时所设定的属性,数据有动态和静态之分动态的数据将成为普通浏览器可以识别的超链接对象就是说用尸所看到的地图是随着用户深入的程度逐步地从数据源传八到用户桌面这就太大加快了显示速度每种对象类型包括空间数据和属性数据.每个对象的描述主要有三个方面:?对象表现属性表述了对象的表示形式.例如:一个点状地物.系统以什么样的符号来表示,符号的颜色,大小,方向等?对象的地理数据描述对象的实际数据.例如:点的坐标集,栅格的文件
14、等?对象位置如是超链接给出 URLf59 址.由此可以进入另外的页面.3 一个开放的体系结构IAS 不是传统的 GIS,它是按照一个统一的对客表现模型建立空间信息发布代理.它不具备传统 GIS 的28 计算机应用研究 2001 虫功能,它只是将制作好的地理数据按照一种新的数据结构组织成适于 Web 发布的形式 .所在目前的体系结构设计中,我们将空间信息的表现及编辑技术体系划分为三个层次:(1)空间信息表现模型及基础数据结构层该层是底层,有空间信息表现模型,基础数据结构及它们的管理功能层,这一层提供的基本的空间信息模型有超媒体空间信息表现模型及数据结构和超媒体空间对象模型及数据结构.这一层次的模
15、型及数据结构成为空间信息处理及表现的基础,它具有很大的灵活性及扩充性,以满足空间信息技术及应用的发展.(2_l 空间信息核心处理技术层这一层包括空间信息处理的核心技术.这些技术如:空间信息的获取,输入,编辑,变换,操纵及显示:空间信息的分析,统计及表现:空间信息的制作,发布,出版,输出该层的最大特点是开放性.随着应用需求的演变,复杂化及硬件平台的发展,空间信息处理技术也必须不断发展和提高,核心技术层为此要有足够的开放性,包含性和可扩充性.f3)IntemetP“视化表现层这一层要实现空间信息的远程可视化访问及链接这一层主要包括:TCP/IP 网络连接能力:wwW可视化浏览及链接:ODBC 数据
16、库访问:应用软件专用可视化接口这一层实现空间信息的表现及编辑功能远程化,与应用系统的集成化,以及与数据源的一体化这些是使空间信息实用化的重要方面.4 结束语从系统初步运行的结果来看,研究选到了预期的目的.该项目已于 2000 年 1 月通过国家教育部主持的鉴定,并得到了较高评价.L4S 作为 WebOIS 中一个重要的环节.起着一个承上启下的作用.本文从构建一个统一的表现模型和一个开放的体系结构两个方面进行了探讨我们的研究仅仅是一个初步的工作,还有很多工作要做.例如:复杂地理空间对象的表示,空间信息表现模型标准化等.在继续完善目前的系统基础上.我们逐步考虑系统的实用化和商品化,推动 OlS 的
17、进一步发展.加快和普及对空间信息资源的利用,最终实现地理空间信息的社会化共享.参考文献:【11h:/wwwrgdcgMetadataAxtHWozkingGroup.CoatentStandardforDig1GospatialMetndataBE/OL.FcdiGeographicDataCommittee(FGDC1998.21AtkinsoaMetalTheObject-orleatedDatabasesmMa 如叫 R】ALTAIRTer.1milRcP0No30-39,GWALrhn,Lechcsnay,Franegr1989.31ChoiALukWSUsinganObject-od
18、atndDatabat,s【emtoConstructaSpatialDatabaseKcmelGISAPpiitionsNComputrSystemSci 蚰 ccandEngiaeeriag7.1992.【4】NellBdkTheXIvILCompaaioM.AddisoaWesleyLoagmanLimlt.TIEssexCM2021E,UKMarch1998【5l 牵琦,崔晋川,常单宝 GIs 的结构设计_J1_中国图象固形.1999(4)【6】承继成牵琦,筝国术空间信怠基础设花与敷字地球【M】北京:1 青华上学出版社.1999【7】罗英伟,从井日,汪小棘,等.w 曲 GIs 的构件设
19、计_J1.中固固枣固 I999(帅【8J 牵琦,吴少岩,数字地球hq.北京:北京大学出版牡,1999.作者简介:张永强(1972.), 男.毕业于中国科学旄数学与系统科学研克院应用教学研克研捷策科学与馆皂科擘研克室.兢硕士学位.在河南财妊肆院计算机系任教.井师.主要研克内睿曲面向对泉技术和应用模型月务器研克,f 上接 g25 页)5 模型库模型是对客观事物的一种抽象描述.辅助决策的一种工具.模型库是将众多的模型按一定的结构形式组织起来,通过模型库管理系统对各个模型进行有效管理和使用在本系统中.有两个预测模型,即产量预测和投饵量预测,由于水产方面的信息不多,尤其是淡水虾的生长模型.因此在本系统中
20、.这两个模型均采用线性关系,给用户提供参考.6 结束语本系统首次在淡水养殖业中提出并设计了淡水虾养殖专家系统.本系统可以在整个养殖过程给养殖户提供预测,咨询,管理,指导功能:但由于目前水产资料的缺乏,淡水虾的生长模型并不是很理想,因此,需要在系统的不断使用中.逐步完善模型,扩充知识,更好地为用户服务.参考文献:1】JosephGiarratano,GrayRiley,专术系统原理与蝙程M】北京:机械工业出版社.20002】石纯一,等.工智能原理【北京:清苹上学出版牡.1993.3J 刘大安,是万夫我固渔业现代化程度夏发展竹景 【中国渔业妊济研克,1999(1】4J 趄喜江,等.小麦栽培菅理计算机专孪秉铣的研克与应用 【中固农业科学 1997,30(5):42-495J 薛晓燕.对虾养殖计革机管理秉铣【齐鲁渔业,l996,13(3)6J 赵彝扛.农业专家系铣的现收与未来【计算机在农业中的应用,1992,(z1作者简介田东(1972-),女,项士,主要研究方向曲农业信息化与信息系统,博漳/(1956-), 男.博士生导师,研克方向曲农业现代化与可特续发展.
