论文研究-GIS互操作研究.pdf

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首先分析了GIS(Geographic Information System)互操作,指出GIS互操作应包括GIS数据互操作和GIS处理功能互操作两个方面。GIS数据互操作采用GML(Geography Markup Language,地理标记语言)编码可以较好地实现;而通过对组件GIS思想的扩展和对组件注册模型的分析,GIS处理功能互操作以地理信息服务的形式出现。最后提出了采用Java技术构建的GIS互操作模型的系统结构。
92 计算机应用研究 2005年 是为了满足用户应用而动态集成起来的一系列服务操作。 3.3组件的元数据信息 图3是一个为用户提供的Web地图服务的服务链例子。 随着网终的发展,元数据( Metadat)已经由一种数据描述 具体的操作过程如下:用广发出服务请求后,地图数据首先经与索引的方法扩到包括数据发现、数据转换、数据管理和数 过地址匹配件( Address Matching Component)处理,然后由据使用的整个网络信息过程巾不可缺少的强有力的工具和方 Wb地图组件(W由 Mapping component)收集,再经投影组件法之一。空间元数据库( pati a Meta DB,sMB)是存储空间 ( Projection Component)做投影变换后返回给用户。 元数据( Spatia metadata)的数据库。SMDB是关」地理空间数 Address malchin Catalog/Registration 据和相关信息资源的描述性信息。它通过对地理空间数据的 Component componen Web fealure Web mapping 内容、质量、条件、位置和其他特征进行描述与说明,帮助和促 进人们有效地定位、评价、比较、获取和使用地理信息数据。 Web Fealure Server Proje SMDB提供了对地理空间数据的多层次索引管理,使得地理空 图3一个Web地图服务链的例子 间数据的使用者能够怏速地定位所需的地理空间数据所处的 山图3的例了,我们可以很好地理解G处理功能互操作位置。 的实现过程,用户的服务请求由分布在网络上许多组件共同完 我们对GIS处理组件的元数据信息进行了分析研究,大致 成。其中,注册和口录组件( Catalog/ Registration Component)是包括以下内容:①组件的定义;组件的查找和连按;(③组件实 整个系统不可或缺的部分,它用于分类、注册、描述、搜索和维现的功能;④组件功能实现的基本原则;如何使用组件:⑥组 护关于GIsW服务的信息 件之间如何联系等。 3.2组件注册模型 下面是我们对组件元数据的一些定义 Component_meta _information=Identification_Info t saftware_ _canner 组件注册模型是GIS处理功能互操作模型的一个非常重 tion_Info t Functionality_Info+Insruction_ Info t quality _Info +compo- 要的部分,它使地理信息服务成为可能。GS注册组件负责管 nt Reference Inf+ Contact Info 理每个组件的元数据信息,它是联系用户、组件提供者的桥梁 其中 (图4)。模型采用Jaa技术构建 Identification Info =Component_Name +Component_ Version +Author Remole request [Client( Applet Author info= Author Name + Password Remote connection Search gIS Software_conned an Info= Component URL + Part_Number t Compo- Melboud iocal io nent Type +Interface d ass Name +Database Info CormE one component download Lela-inlal Database Info database URL database userd+ database pass- GIS Server monent Registration Serve wor d Functionality_Info component_Functionality_Category +Component 图4用户、组件提供者和组件注册服务之间的关系图 Functionality Descripti an 在模型中,We服务器和组件提供者的服务器由组件注4互操作模型 册服务绑定在一起。在组件被访问之前,组件应首先连接地理 信息服务库并注册,组件信息将存储到元数据库。用户通过浏 根据上面内容的考虑,我们提出基于Jaa技术的分布式 览元数据信息了解组件的信息,然后连接并使用它 的GS耳操作模型的系统结构,如图6所示。 组件注册模型里面的客户端和组件提供者的服务器可能 CxHa五 EgsL HTLLp 有多个,每个独立的客户端和服务器都可以形成图4的金字塔 f1 形状结构。 LE& Ehtt cRmr:[ame}x,e:CA“wm C 客户端程序Appe是可以扩的,绑定的组件通过 Applet di tauA 给用广提供接口。 Apple, GIS组件和注册服务器可用不同的 囹6GIS操作模型的系统结图 对象通信方式实现,具体的通信方式如图5所示 组件注册服务器( mponent reg strati on server)负责管理 食/Amm可业m 网络上可以提供的GIS组件,数据库中的元据( Metadata)记 RMI E TeL 录着GIs组件的详细说明。 Cuduaueal lata-lolo Hagirtmhina出m 网间的数据交换采用GML文档形式。同样,客户端和服 务器上应有Wrαpper负责解释和包装GML文档效据 图51aa对象的通信方式 网络上可以提供GS组件的服务器有很多,方式也各不相 Web服务器在图5中没有提及,相对其他部分来说它没有同,有的提供地理数据,有的提供地理处理功能的服务。Ap 那么重要,但一些处理过程还是需要Web服务器的,如将类下plt通常嵌入到网页中,当客户端浏览该网页吋,用户接口、通 载到客户端和GIS组件注册的页面等。组件通过Sare方法用的GIs类和远程对象接山等被下载的客户端 注册到元数据信息库,同样,使用 Java senye,客户端的Apet 客户端的请求发给可S组件服务器之后,服务器通过RMI 下载注册服务器的绀件元数据信息。元数掂信息包含∫绀件或Jvasⅵ吐提供地理数据和地理处理服务给客户端。在这 的连接方法的描述;客户端经由RMI( Repte methad Invoca-个过程中,可能会远程调用其他的可s服务器的支持,所以这 toη)实现组件连接。组件注册时,组件接凵对象看作是 Applet是名副其实的分布式S组件服务,实现了GS处理功能的互 的扩展上载到Web服务器。 操作。 (下转第95页) 第2期 郭学理等:一种基亍信任度的网格计算资源分配模型 和通信开销MC(RDnF)由系统给出。 (1)引入信任度的慨念,提高安全性; 5.1算法说明 (2)局部最优算法,总消耗相对较小; 木任务分配算法分几个步骤:①找出一系列适合月标任务 (3)加入网格域阈值检查,任务负载相对比较均衡 的潜在资源;②根据一定的筛选算法从中选择一个(些)资源 (4)采用投标策略,直接避免了对无关RD的检测; 分配给该冮务;③日标任务可根据其体情况执行。下面给岀该 5)取k个随机投标RD进行选择,既减少了算法执行范 资源分配算法的大致步骤 围,乂取得较优的效果; (1)在某时刻某TD,广播一个仁务请求r (6)设定探测次数预定值,防止算法盲日循环下去,并保 (2)收到该请求的RD所在节点如果有该请求「所需资证算法可以根据系统变化实时响应仁务分配。 源,则附上标数”给中请者TD发送一个投标信息;否则不参 加投娇(注:标数”内包含该RD上等特队列的长度、值、该6小结 RD可以提供给仁务「的信任级别、通信消耗、执行消托等信 木文发展了文献[1]中提出的基」信任度的网格计算资 源分配模型,并给出了一个切实可行的算法。它把整个网格系 (3)在时刻(T+),中请者TD,整理它所收到的投标信息统分解为若干个网格域,通过各个域之间的停仁关系来描述仁 (即TD收集其在t的吋间间隔内收到的回复信息)。 务请求和资源之间的安仝性,从而自然而然地把安仝的概念集 (4)TD,用随机的方式选定k个不同的投标信息。 成到资源分配的过程中。把整个系统分解为若十网格域以后, (5)TD,分别查看这k个投标信息中的标数”信息,并计 算出总消耗。步骤如下 就可以比较容易地解次以往网格系统中很难解决的可扩)性 问题、点白洽性间题和异构性等问题。在此基础上提山的资源 for丨=1 tok do ①取投标的RD可以提供给r1的服务中技低信任级别作为OL分配算法综合考虑资源分配的负载均衡和安全性,从而使整 (RDX N 系统既高效又可靠。 2安全消耗SC(RDx,)=(RTL(RDx,「)-OTL(RDx,「)),其 中f为期望信仁补充级别到安全消耗的转换函数。 参考文献 ③3CC(RDx1)=S(RDx,)+EC(RDx,「)+MC(RDx,) enddo [1 arag Azzedin, Muthucumaru Maheswaran. Towards Trust-Aware Re- (6)选这k个目标中总消耗最小的RD作为目的RD,设为 source Management in Grid Computing Systems[ C]. Proceedings of the 2nd IEEE/A CM Internatinal Symposium on Cl uster Computing RDi and the grid( ccgridoz), 2002. 1-6 (7)RD队列的长度>=其阈值ter [2 HE Xiaoshan Qos Guided Min-Min Heuristic for Grid Task Schedul if探测次效>=顶定值then转(1),即该次分配失败,TD1重新发 ling ]] Comput Science& technol ogy 2003, 17: 442-451. 任务请求信息; [3] Dad, D J Harvey, R Biswas. MinEX: A Latency tolerant Dynam- e9转(4),即亘新随机选择k个各远日标; icpartitioner for Grid Computing Applications[ J]. Future Generation e9e把RD上相关资源分配给任务r,转(8),即日标符合要求,加 ComputerSystems, 2002, (4): 477-489 入到该RD的仟务队列; [4]曹鸿强,肖侬.一种基于市场机制的计算网格资源分配方法[J] endif 计算机研究与发展,202,39(8):913-91 (8)算法结束 [5]桂小林.基于 Internet的网格计算模型研究[〕.西安交通大学学 5.2算法分析 报,2001,35(10):1008-1011 该算法的基本思怎比较简单。找局部最优解,即根据一些作者简介 郭学理,男,博士生导师,研究方向为计算机网络、分布并行处理;杨慧 信息找出随机选择k个备选日标中消耗最小并且义不超载女,硕士研究生,研究方向为计算机网络与通信、网络安全;何鹏,男,硕 的RD。总体来看,本算法具有以下几个主要特点 士研究生,研究方向为计算机网络与通信、网络安全 上接第92页) 我们将继续进行这些方面的研究,相信Web的地理信息 5结论与展望 服务将会推动GIS产业的繁荣与发展。 参考文献 互操作是当前信息技术领域的研究热点。GS操作应[1] ndrew j mann, Richard T Pascoe, George L Benvel. interoperable 包括GIS效据互操作和GS处理功能互操作内个方面。GIS GIS and spatial Process Modei ngl c]. the 2nd Annual Conference of 处理功能互操作是数据工操作的扩展和更高层次,只有在更高 GeoComputation 97. 1997. 15-21 [2 ISO/TC211 WG4, Geospatial Services N042[ S]. Open Geographic 层次上不同应用及系统之间相互合作,实现互操作,才能真止 Datastore Interface(OGDI), 2001 达到地理信息服务的日的 [3Ogc.http://w.opengisorg2002[eb/ol] [4] FGDC Geospatial Applications and Interoperability Working Group. A GIS互操作是个复杂的课题,山于研究方法和水平有限 Geospatial Interoperability Reference Model (G. I.R.M.)[Z] 还有许多工作要做 2003.1-27 (1)对地理空间元数据、日录和注册服务广面需要进一步[5 sortium Geography marku(cML)v,2。0 研究。 [6 Pierpaolo Vittorini, Paolino Di Felice. a JavaRMI-based A pplicati on (2)研究中对数据安全、传送问题等方面没有考虑 Supporting Interoperability in a GIS Context[J]. IEEE, 1999, 428 (3)GML在实现语义互操作上还有缺陷等。 作者简介 (4)鉴于G系统的复杂性,系统离实际的应用还有一定高刚毅(195-),男,博士研究生,主要研究方向为地理信息系统 的距离 G巧s)、人工智能、Aget技术及分布式计算技术等。 第2期 郭学理等:一种基亍信任度的网格计算资源分配模型 和通信开销MC(RDnF)由系统给出。 (1)引入信任度的慨念,提高安全性; 5.1算法说明 (2)局部最优算法,总消耗相对较小; 木任务分配算法分几个步骤:①找出一系列适合月标任务 (3)加入网格域阈值检查,任务负载相对比较均衡 的潜在资源;②根据一定的筛选算法从中选择一个(些)资源 (4)采用投标策略,直接避免了对无关RD的检测; 分配给该冮务;③日标任务可根据其体情况执行。下面给岀该 5)取k个随机投标RD进行选择,既减少了算法执行范 资源分配算法的大致步骤 围,乂取得较优的效果; (1)在某时刻某TD,广播一个仁务请求r (6)设定探测次数预定值,防止算法盲日循环下去,并保 (2)收到该请求的RD所在节点如果有该请求「所需资证算法可以根据系统变化实时响应仁务分配。 源,则附上标数”给中请者TD发送一个投标信息;否则不参 加投娇(注:标数”内包含该RD上等特队列的长度、值、该6小结 RD可以提供给仁务「的信任级别、通信消耗、执行消托等信 木文发展了文献[1]中提出的基」信任度的网格计算资 源分配模型,并给出了一个切实可行的算法。它把整个网格系 (3)在时刻(T+),中请者TD,整理它所收到的投标信息统分解为若干个网格域,通过各个域之间的停仁关系来描述仁 (即TD收集其在t的吋间间隔内收到的回复信息)。 务请求和资源之间的安仝性,从而自然而然地把安仝的概念集 (4)TD,用随机的方式选定k个不同的投标信息。 成到资源分配的过程中。把整个系统分解为若十网格域以后, (5)TD,分别查看这k个投标信息中的标数”信息,并计 算出总消耗。步骤如下 就可以比较容易地解次以往网格系统中很难解决的可扩)性 问题、点白洽性间题和异构性等问题。在此基础上提山的资源 for丨=1 tok do ①取投标的RD可以提供给r1的服务中技低信任级别作为OL分配算法综合考虑资源分配的负载均衡和安全性,从而使整 (RDX N 系统既高效又可靠。 2安全消耗SC(RDx,)=(RTL(RDx,「)-OTL(RDx,「)),其 中f为期望信仁补充级别到安全消耗的转换函数。 参考文献 ③3CC(RDx1)=S(RDx,)+EC(RDx,「)+MC(RDx,) enddo [1 arag Azzedin, Muthucumaru Maheswaran. Towards Trust-Aware Re- (6)选这k个目标中总消耗最小的RD作为目的RD,设为 source Management in Grid Computing Systems[ C]. Proceedings of the 2nd IEEE/A CM Internatinal Symposium on Cl uster Computing RDi and the grid( ccgridoz), 2002. 1-6 (7)RD队列的长度>=其阈值ter [2 HE Xiaoshan Qos Guided Min-Min Heuristic for Grid Task Schedul if探测次效>=顶定值then转(1),即该次分配失败,TD1重新发 ling ]] Comput Science& technol ogy 2003, 17: 442-451. 任务请求信息; [3] Dad, D J Harvey, R Biswas. MinEX: A Latency tolerant Dynam- e9转(4),即亘新随机选择k个各远日标; icpartitioner for Grid Computing Applications[ J]. Future Generation e9e把RD上相关资源分配给任务r,转(8),即日标符合要求,加 ComputerSystems, 2002, (4): 477-489 入到该RD的仟务队列; [4]曹鸿强,肖侬.一种基于市场机制的计算网格资源分配方法[J] endif 计算机研究与发展,202,39(8):913-91 (8)算法结束 [5]桂小林.基于 Internet的网格计算模型研究[〕.西安交通大学学 5.2算法分析 报,2001,35(10):1008-1011 该算法的基本思怎比较简单。找局部最优解,即根据一些作者简介 郭学理,男,博士生导师,研究方向为计算机网络、分布并行处理;杨慧 信息找出随机选择k个备选日标中消耗最小并且义不超载女,硕士研究生,研究方向为计算机网络与通信、网络安全;何鹏,男,硕 的RD。总体来看,本算法具有以下几个主要特点 士研究生,研究方向为计算机网络与通信、网络安全 上接第92页) 我们将继续进行这些方面的研究,相信Web的地理信息 5结论与展望 服务将会推动GIS产业的繁荣与发展。 参考文献 互操作是当前信息技术领域的研究热点。GS操作应[1] ndrew j mann, Richard T Pascoe, George L Benvel. interoperable 包括GIS效据互操作和GS处理功能互操作内个方面。GIS GIS and spatial Process Modei ngl c]. the 2nd Annual Conference of 处理功能互操作是数据工操作的扩展和更高层次,只有在更高 GeoComputation 97. 1997. 15-21 [2 ISO/TC211 WG4, Geospatial Services N042[ S]. Open Geographic 层次上不同应用及系统之间相互合作,实现互操作,才能真止 Datastore Interface(OGDI), 2001 达到地理信息服务的日的 [3Ogc.http://w.opengisorg2002[eb/ol] [4] FGDC Geospatial Applications and Interoperability Working Group. A GIS互操作是个复杂的课题,山于研究方法和水平有限 Geospatial Interoperability Reference Model (G. I.R.M.)[Z] 还有许多工作要做 2003.1-27 (1)对地理空间元数据、日录和注册服务广面需要进一步[5 sortium Geography marku(cML)v,2。0 研究。 [6 Pierpaolo Vittorini, Paolino Di Felice. a JavaRMI-based A pplicati on (2)研究中对数据安全、传送问题等方面没有考虑 Supporting Interoperability in a GIS Context[J]. IEEE, 1999, 428 (3)GML在实现语义互操作上还有缺陷等。 作者简介 (4)鉴于G系统的复杂性,系统离实际的应用还有一定高刚毅(195-),男,博士研究生,主要研究方向为地理信息系统 的距离 G巧s)、人工智能、Aget技术及分布式计算技术等。

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