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基于网格的地理空间数据库访问和操作中间件研究

作 者: 钟凯
导 师: 陈荦
学 校: 国防科学技术大学
专 业: 信息与通信工程
关键词: 分布式 GIS 网格 OGSA-DAI WSRF
分类号: TP311.52
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 71次
引 用: 1次
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内容摘要


随着地理空间信息的海量增长,各种GIS应用系统不断增多,如何对分布式异构的海量地理空间信息进行存储、访问、集成、分析和操作已经成为GIS应用领域亟待解决的问题。各种地理信息资源和应用系统在体系结构、通讯协议、操作系统、数据库管理系统等方面有很大的差异,这些异构性不利于地理信息的共享和协作。此外,地理空间数据具有数据量大,结构复杂的特点,对其进行空间分析和操作需要耗费大量的计算资源和存储资源,为实现分布式地理空间信息的高性能空间操作带来了挑战。目前屏蔽各种异构性,实现分布式地理空间信息的共享,大多基于WebGIS模式和Web Service技术。它们一定程度上能够实现地理空间信息共享与协作,但在海量地理空间信息的访问和操作,大量用户的并发访问以及服务的有效管理上遇到了许多难以克服的困难,缺乏有效的负载均衡机制和分布式数据资源的操作能力。网格技术具有高性能计算、高可靠性、高安全性等特性,能有效进行资源共享、智能化服务管理,为分布式GIS系统的设计和实现提供了新的思路。网格GIS技术已经成为GIS领域研究的一大热点。本文针对实现分布式异构地理信息数据共享、集成访问和操作的需求,结合网格技术的特点,研究了基于网格GIS技术框架,设计实现了基于网格的分布式异构地理空间信息集成访问和操作中间件,主要研究内容和创新点如下:1、利用网格集成访问中间件OGSA-DAI的扩展机制提出了分布式空间信息集成访问的解决方案,设计并实现了地理空间数据集成访问中间件GDIAM (Geographical Data Integration and Access Middleware)和地理空间数据操作中间件GDOM (Geographical Data Operation Middleware),为用户访问分布式地理空间信息提供了一个统一、透明的,基于网格的服务接口,并实现了一个原型系统。2、在OGSA-DQP分布式查询中间件的基础上进行空间扩展,设计了地理空间信息分布式查询中间件OGSA-SDQP,并提出了相应的查询优化方案。3、基于网格技术最新的体系框架Web服务资源框架(WSRF),把OWS服务改造成服务与资源分离的形式,实现了OWS服务的网格化,提出了将地理空间数据的空间操作构建于网格服务之上的方法,提供了更高层次的共享服务。

全文目录


目录  5-10
摘要  10-11
ABSTRACT  11-13
第一章 绪论  13-19
  1.1 课题背景  13-14
  1.2 国内外研究现状  14-17
    1.2.1 网格技术研究现状  14-16
    1.2.2 网格GIS技术研究现状  16-17
  1.3 主要研究内容  17-18
  1.4 论文组织结构  18-19
第二章 基于网格的地理空间信息中间件相关技术  19-34
  2.1 GIS中间件技术  19-20
  2.2 网格GIS技术  20-26
    2.2.1 网格技术概念  20-21
    2.2.2 网格体系结构  21-25
    2.2.3 网格GIS体系结构  25-26
  2.3 网格GIS中间件关键技术  26-33
    2.3.1 Web服务技术  26-27
    2.3.2 OGC地理空伺信息Web服务  27-28
    2.3.3 Globus Toolkit网格基础工具集  28-30
    2.3.4 OGSA-DAI集成访问中间件  30-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章 基于网格的地理空间信息集成访问中间件设计  34-53
  3.1 网格环境地理信息访问和操作中间件体系结构设计  34-36
  3.2 IngreSDB地理空间数据库管理系统  36-38
  3.3 地理空间信息集成访问中间件GDIAM  38-45
    3.3.1 OGSA-SDAI地理空间数据服务模型  38-39
    3.3.2 基于OGSA-DAI扩展的EDIF集成框架  39-40
    3.3.3 基于EDIF改进的空间信息集成访问框架设计  40-42
    3.3.4 地理空间信息集成访问中间件GDIAM实现  42-45
  3.4 GDIAM分布式查询处理器设计  45-52
    3.4.1 OGSA-DQP分布式查询处理器  45-47
    3.4.2 OGSA-DQP应用于GIS面临的问题  47-48
    3.4.3 GDIAM分布式查询器设计及优化  48-52
  3.5 本章小结  52-53
第四章 基于网格的地理空间数据操作中间件设计  53-64
  4.1 分布式异构地理空间数据操作模式  53-54
  4.2 地理空间数据操作中间件GDOM  54-59
    4.2.1 GDOM体系结构设计  55
    4.2.2 空间数据传输转换模块  55-57
    4.2.3 基于JTS扩展实现地理空间数据操作模块  57-59
  4.3 基于WSRF框架的地理空间服务网格化实现  59-62
    4.3.1 定义服务接口  60-61
    4.3.2 服务和资源的实现  61-62
    4.3.3 服务的调用  62
  4.4 本章小结  62-64
第五章 基于网格的空间数据访问与集成系统实现  64-71
  5.1 LGrid网格空间数据访问与集成系统  64-66
    5.1.1 LGrid网格空间数据访问与集成系统介绍  64
    5.1.2 LGrid网格数据访问与集成关键技术  64-65
    5.1.3 LGrid网格数据访问与集成系统架构  65-66
  5.2 系统主要功能设计实现  66-70
    5.2.1 LGrid的服务环境  66-67
    5.2.2 LGrid空间数据访问与集成子系统  67-70
  5.3 本章小结  70-71
第六章 总结与展望  71-73
  6.1 工作总结  71
  6.2 下一步工作  71-73
致谢  73-74
参考文献  74-77
作者在学期间取得的学术成果  77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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