WEBSERVICES构架下的地质信息集成平台研究-吴建国_第1页
WEBSERVICES构架下的地质信息集成平台研究-吴建国_第2页
WEBSERVICES构架下的地质信息集成平台研究-吴建国_第3页
WEBSERVICES构架下的地质信息集成平台研究-吴建国_第4页
WEBSERVICES构架下的地质信息集成平台研究-吴建国_第5页
已阅读5页,还剩123页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、WEB SERVICES构架下的地质信息集成平台研究目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc432164418 1 绪论 PAGEREF _Toc432164418 h 1 HYPERLINK l _Toc432164419 研究动机与目的 PAGEREF _Toc432164419 h 1 HYPERLINK l _Toc432164420 信息集成研究现状 PAGEREF _Toc432164420 h 2 HYPERLINK l _Toc432164421 研究的主要内容 PAGEREF _Toc432164421 h 14 HYPERLINK l _Toc

2、432164422 研究流程及方法 PAGEREF _Toc432164422 h 15 HYPERLINK l _Toc432164423 关键技术 PAGEREF _Toc432164423 h 16 HYPERLINK l _Toc432164424 2 Web Services构架下的地质信息集成平台的根底理论 PAGEREF _Toc432164424 h 17 HYPERLINK l _Toc432164425 煤矿地质信息特点 PAGEREF _Toc432164425 h 17 HYPERLINK l _Toc432164426 煤矿地质信息涵盖的内容 PAGEREF _Toc

3、432164426 h 17 HYPERLINK l _Toc432164427 2.1.2 煤矿地质资料的数字化与储存状况 PAGEREF _Toc432164427 h 19 HYPERLINK l _Toc432164428 信息系统集成模式分析 PAGEREF _Toc432164428 h 21 HYPERLINK l _Toc432164429 煤矿地质信息的结构化集成管理研究 PAGEREF _Toc432164429 h 24 HYPERLINK l _Toc432164430 地质信息的结构化集成 PAGEREF _Toc432164430 h 25 HYPERLINK l

4、_Toc432164431 2.3.2 地质信息查询的算法设计 PAGEREF _Toc432164431 h 28 HYPERLINK l _Toc432164432 2.3.3 Web Services根本构架研究 PAGEREF _Toc432164432 h 33 HYPERLINK l _Toc432164433 小结 PAGEREF _Toc432164433 h 40 HYPERLINK l _Toc432164434 3 Web Services构架下的地质信息集成的方法研究 PAGEREF _Toc432164434 h 42 HYPERLINK l _Toc43216443

5、5 信息集成的相关技术与方法 PAGEREF _Toc432164435 h 42 HYPERLINK l _Toc432164436 3.1.1 Web Services 实现技术 PAGEREF _Toc432164436 h 42 HYPERLINK l _Toc432164437 空间数据和非空间数据的储存技术 PAGEREF _Toc432164437 h 44 HYPERLINK l _Toc432164438 3.1.3 W3C推荐标准 PAGEREF _Toc432164438 h 46 HYPERLINK l _Toc432164439 关于开放源码(about Open S

6、ource) PAGEREF _Toc432164439 h 49 HYPERLINK l _Toc432164440 3.2 Web Services 构架下地质信息集成平台模型 PAGEREF _Toc432164440 h 51 HYPERLINK l _Toc432164441 集成平台模型研究 PAGEREF _Toc432164441 h 52 HYPERLINK l _Toc432164442 3.2.2 平台构建技术途径 PAGEREF _Toc432164442 h 56 HYPERLINK l _Toc432164443 3.3 地质信息结构化集成管理模型 PAGEREF

7、_Toc432164443 h 63 HYPERLINK l _Toc432164444 注释/索引结构化集成模式 PAGEREF _Toc432164444 h 63 HYPERLINK l _Toc432164445 注释/索引数据库和源实体数据分布模式确实定 PAGEREF _Toc432164445 h 64 HYPERLINK l _Toc432164446 注释/索引数据标准 PAGEREF _Toc432164446 h 68 HYPERLINK l _Toc432164447 3.3.4 W-MGIIP 注释/索引数据设计实例 PAGEREF _Toc432164447 h 6

8、9 HYPERLINK l _Toc432164448 矢量数据的无损信息提取模型 PAGEREF _Toc432164448 h 71 HYPERLINK l _Toc432164449 数据结构与语义一致性 PAGEREF _Toc432164449 h 71 HYPERLINK l _Toc432164450 3.4.2 地质信息集成系统的字体、颜色、线型和符号的定义 PAGEREF _Toc432164450 h 74 HYPERLINK l _Toc432164451 3.5 小结(Summary) PAGEREF _Toc432164451 h 77 HYPERLINK l _To

9、c432164452 4 Web Services构架下的地质信息集成平台 PAGEREF _Toc432164452 h 78 HYPERLINK l _Toc432164453 4.1 Web Services构架下的地质信息集成平台设计 PAGEREF _Toc432164453 h 78 HYPERLINK l _Toc432164454 4.1.1 MapServer CGI 接口函数 PAGEREF _Toc432164454 h 79 HYPERLINK l _Toc432164455 4.1.2 MapScript 变量和函数 PAGEREF _Toc432164455 h 8

10、6 HYPERLINK l _Toc432164456 4.1.3 地质信息集成平台根本模块的使用方法 PAGEREF _Toc432164456 h 92 HYPERLINK l _Toc432164457 地质信息集成平台模块功能流程 PAGEREF _Toc432164457 h 104 HYPERLINK l _Toc432164458 4.2.1 数据注释/索引库的记录创立、修改和删除 PAGEREF _Toc432164458 h 105 HYPERLINK l _Toc432164459 4.2.2 索引与地质信息查询 PAGEREF _Toc432164459 h 106 HY

11、PERLINK l _Toc432164460 空间数据的 WEB 浏览及漫游、缩放和打印 PAGEREF _Toc432164460 h 106 HYPERLINK l _Toc432164461 小结 PAGEREF _Toc432164461 h 107 HYPERLINK l _Toc432164462 5 Web Services构架下的地质信息集成平台应用实例 PAGEREF _Toc432164462 h 108 HYPERLINK l _Toc432164463 地质信息集成平台功能流程 PAGEREF _Toc432164463 h 108 HYPERLINK l _Toc4

12、32164464 关于访问权限与平安 PAGEREF _Toc432164464 h 108 HYPERLINK l _Toc432164465 地质信息集成平台功能流程 PAGEREF _Toc432164465 h 108 HYPERLINK l _Toc432164466 空间地质信息格式的转换实例 PAGEREF _Toc432164466 h 109 HYPERLINK l _Toc432164467 数据查询应用实例 PAGEREF _Toc432164467 h 119 HYPERLINK l _Toc432164468 空间数据浏览实例 PAGEREF _Toc43216446

13、8 h 125 HYPERLINK l _Toc432164469 小结 PAGEREF _Toc432164469 h 126 HYPERLINK l _Toc432164470 6 结论 PAGEREF _Toc432164470 h 127 HYPERLINK l _Toc432164471 主要结论 PAGEREF _Toc432164471 h 127 HYPERLINK l _Toc432164472 6.2 论文的主要创新 PAGEREF _Toc432164472 h 129 HYPERLINK l _Toc432164473 6.3 研究展望Future Work PAGER

14、EF _Toc432164473 h 1291 绪论研究动机与目的 信息化是当今社会进步的必然趋势,是充分利用信息技术,开发利用信息资源,促进信息交流和知识共享,提高经济增长质量,推动经济开展、社会转型的历史进程。在过去乃至未来相当长的时期,煤炭在我国一次能源生产和消费构成中占有主导地位,因此,煤炭行业的信息化在平安与社会开展地位将尤为重要。而地质信息作为煤矿平安生产中各环节决策的资料依据,在煤矿信息化中将扮演重要的根底性角色。 地质信息是煤矿信息化的重要组成局部,根据开展趋势,其主要功能与任务应包括:具有强大的绘图功能和强大的GIS功能,实现各类地学实体的数字化,地学图形资料的用户化集成与输

15、出;实现基于互联网的多元地质信息共享,与采矿信息系统、平安生产监控系统、生产调度指挥系统和综合自动化系统等实现信息交流、共享;多元异构根底地测资料库的构建与资料挖掘;面向互联网的三维地学数据模型与虚拟现实用户体系结构与网络平安等。 煤矿在地质勘探和生产过程中积累了大量的历史数据,数据格式纷杂,内容丰富。由于地质体的复杂性和地质规律的隐蔽性,在煤矿生产中形成专业性很强的地质信息收集、分析、加工和提交成果的部门,而成果使用部门并不需要地质专门知识。前者,需要占有大量的资料,具备分析手段和较高的业务技能;后者,只需要占有及时更新的、准确的成果资料。因此必须构建能够满足这两类人员的地质信息集成系统。

16、构建的地质信息集成平台必须考虑解决以下问题: (1)资料更新时间的不确定性与提交成果资料的及时性。地质信息是随煤矿生产活动不断积累和完善过程,为更好地保障平安生产,就必须及时更新成果资料; (2)地域的扩展与资料获得。随着煤矿企业的开展,企业已经打破了地域的限制,必须解决地质信息的传输与共享; (3)用户的多样性与信息获得的简单性。煤矿地质信息的使用,形成两个群体,一是企业中占少量的专业地质人员,他们需要收集、加工和提交地质信息,并且需要有专业的GIS平台;二是在企业中的广阔工程技术人员,他们只使用地质成果信息,只需要获得浏览和摘录,在客观上需要软件平台的简单易用性; (4)地质信息数据来源的

17、异构性与信息系统的可扩展性。地质数据涉及不同的领域、不同的来源和不同的载体,数据类型较多,数据量庞大,数据中普遍存在着原始数据观测误差和数据处理过程所引起的错误和误差以及数据的空间特性等,客观要求地质信息集成满足这些异构数据的储存、加工和提交。随着科技的开展,数据的加工能力还会得到进一步加强,客户端可能要求获得三维可视化数据,因而要求信息平台具有可扩展性; (5)地质信息集成的低本钱、可维护性与功能的现实需要。煤矿地质信息是成果相对模糊与表达精确的有机统一,地质信息的加工处理技术不能脱离煤矿平安生产的现实需要。 作为地质信息现状,大量异构的空间数据和非空间数据如何被地质专业人员和非地质专业用户

18、共享是急待解决的问题,也就是说,地质专业人员使用桌面或多用户软件系统数据的共享、加工和成果提交,非地质专业用户通过简单的 Web 浏览器或连接煤矿其他信息系统来获取地质信息成果资料的方法,特别是后者的需求尤为急迫。 本论文对Web Services构架下地质信息集成平台进行研究,正是为了探索煤矿企业地质信息化的途径,为满足煤矿地质信息的需求和煤矿平安生产提供一个解决方案,因此,本论文研究具有重要的理论和实际意义。 信息集成研究现状 随着网络的开展,信息以铺天盖地之势向人们涌来,在如此大量且呈分布性、异构性的信息面前,人们领略了从未有过的获取相关信息的艰难和无奈。随着通信、计算机、数字技术的日益

19、兴旺,使得无论是信息管理者还是用户,都开始将视线从信息资源传统载体的数字化转向各种不同信息资源的集成化,人们期望通过信息资源的整合创造一个能提供统一各种信息资源、便于使用的环境。随着信息集成研究的深入,以及WebGIS的进展,信息集成有了很大的开展。M.A.Roth 等提出,当前,企业软件应用的挑战就是信息集成,信息集成是组合来自数据管理系统,目录管理系统,数据仓库和其他企业应用的核心要素形成一个公共平台的技术途径。当前信息集成已经是面临一个很复杂的任务。 一、信息集成国外研究现状 国外在系统集成理论和方法的研究上比拟广,并取得了一些成果,研究侧重于系统集成的分布式效劳构架、智能化及自动化方面

20、的方法与技术研究。面向 WEB 效劳的SOA(Service Oriented Architecture)是主流的信息集成框架模式,侧重于行业标准方面的集成应用研究;而Ontology本体论与Agent理论那么是当前日益受到重视的系统集成与信息集成方法的研究方向。 1SOA效劳架构 中间件标准如 CORBA、COM 和 DCOM 等的提出,是为了解决与平台和编程语言无关的应用集成问题,然而并没有到达目标。在中间件技术根底上使用可扩展标记语言(XML)和Web Services 技术构建集成层,是近些年基于WEB整合与共享的新方法。因为单个Web Service只提供唯一的、特定功能的函数调用,

21、将多个Web Service组合起来,可以完成复杂任务。SOA就是利用组合Web Service 进行分布式应用集成的架构。 标准标准是SOA效劳架构的根底,如:W3CWorld Wide Web Consortium、OGCOpen Geospatial Consortium与OASISOrganization for the Advancement of Structured Information Standards的 Web 效劳相关标准。W3C 的 SOAPsimple object Access protocol与 WSDLWeb Services Description Lang

22、uage是 Web Service 的根底协议,OGC 互操作标准如:CSW、WFS、WCS、WMS、WPS 等,标准了空间数据及其元数据的效劳协议,OASIS 的 BPEL 工作流那么就组合效劳的标准给出了详细指导。 此外,SOA 效劳的智能化方向开展,国际标准化组织在上述根底标准标准根底上、提出了系列补充协议如:Web Service Addressing, Web Service Policy,Web Authority Service 与 Web Security Service。据此又提出 Web Ontology Language (OWL)描述Web效劳为支持计算机自动化处理所具

23、备的信息内容语义,Service Modeling Language (SML)复杂 Web 效劳系统的结构、限制条件以及策略等。 Yue等 2007 年在SOA效劳构架的根底上,采用本体扩展OGC地学效劳的语义描述、根据数据类型及语义实现了自动化建立 OGC WEB 效劳链的研究,并应用于山体滑坡指数的评价工作中。 Wei等2007年研究了地球观测数据HDF-EOS元数据的形式化描述方法,将 NASA ECS 模式转化为 ISO 19115-based XML 格式。然后在SOA效劳框架下,采用OGC CSW互操作标准是实现地学元数据的管理、共享与检索。 由于SOA体系结构采用的标准标准来自

24、不同的行业组织,在用于地学信息集成过程中,这些标准的原始动机以及作用范围之间的兼容性以及协调性尚待进一步探讨。 2本体论(Ontology) 语义是对信息所代表含义的解释。计算机应用描述信息没有采用统一的语法描述格式,造成了信息表达上的语法异构。信息集成要解决从“异构的信息访问变成“同构的信息访问的问题,实现信息格式化如元数据包括信息的统一表示与信息转换、以及基于信息理解的智能化检索等。在语义信息集成领域中,本体论匹配技术在信息转换与智能检索应用中、起着举足轻重的作用。 GLUE采用机器学习的方法寻找两个本体的匹配对,是当今最具影响力的本体匹配系统之一。系统通过机器学习对概念的实例进行分类,

25、使用联合概率分布为根底计算相似性,然后采用多策略的机器学习方法来建立相似矩阵, 最后利用专家给出的领域约束来半自动地创立本体之间的匹配关系。这种方法根本上只利用了本体中的实例数据,因而当实例数据较多时更为有效。但是,该方法比拟费时,需要在时间和匹配准确性上平衡考虑。 Cupid方法是微软研究院等人实现的一个通用的模式匹配方法, 该方法结合了语言和结构方面的模式匹配技术, 输入的模式首先表示为一个有向非循环图, 然后自顶向下和自底向上相结合遍历该图。整个过程分为三个阶段,分别为语言相似度计算、结构相似性计算和映射生成。该方法适在匹配过程还考虑了共享类型和引用约束方面的扩展,适合于数据库模式匹配。

26、Anchor-PROMPT系统是本体合成和本体装配的工具, 采用了复杂的敏捷机制匹配可能的元素。它是混合的装配算法, 输入是两个本体(内部表示为图) 及其相关词汇的关系配对集合(可以用编辑距离算法来识别),分析输入本体的内部路径,从而决定词汇在相似路径上相似位置的出现频率。最后基于频率和用户反响决定匹配候选集。 QOM与其他的匹配算法追求准确性匹配不同,在保证一定的匹配质量的情况下重点考虑匹配效果。QOM对NOM(Nave Ontology Mapping)算法进行了优化,在匹配前利用本体的结构信息使用启发式规那么排除局部匹配对,在计算匹配对相似度的过程中防止本体树的比拟以及代价高的特征比拟。

27、QOM 通过这些途径改善了匹配算法的有效性,可以快速地从大量本体集中匹配相似元素。 LSD和COMA是两个最有名和最有代表性的复合式多匹配策略匹配器。LSD是第一个提出结合多个匹配策略的系统,它主要用于模式整合,即在各数据库系统的局部模式与作为全局映像的全局模式之间寻找匹配关系。LSD 中的所有原子匹配器都使用了机器学习技术,故称作原子学习机。对每一对模式元素的匹配项,每一个原子学习机产生一个预测的相似度,然后一个学习机使用加权平均的方式聚合这些相似度,其中的权值也是使用学习技术获取的。COMA与LSD有所不同,它使用不带机器学习的模式层的匹配器,同时可以使用混合式匹配器作为子匹配器。COMA

28、的聚合方式相当的简单,如平均和最大值,其中所有的参数由用户决定,而不像 LSD 中通过机器学习技术获取。 Zharko和 Michel 提出了使用具有丰富结构信息的本体作为背景知识的匹配系统。该方法的匹配过程分为两部:一是将两个待匹配本体的概念列表和背景知识建立联系;二是通过背景知识寻找到待匹配概念的关键属性值,然后利用背景知识的结构信息建立概念之间的匹配关系。该方法适合于两个匹配本体的结构信息贫乏的情况下使用。 等人利用本体论(Ontology)和基于活动(Acitivity-based)的分析方法开发了一个名为TOVE的测试床,将企业中各个功能以本体论的形式统一表现出来,实现了知识的共享,

29、对于新开发的系统如果采用这种方法无疑理论上讲是有好处的,但是对于现有系统,需要进行扩展才能对该方法加以利用。 3Agent理论 以Agent 理论为根底的Multi-Agent 系统MAS,强调系统集成的行为协调研究。根本原理是:Agent 的目标和行为不受其它 Agent 成员的限制,Agent 之间通过竞争和磋商等手段协商和解决相互之间的矛盾和冲突。MAS目标是通过Agent团体的交互式协调、求解 Agent 个体不能够解决的大规模复杂问题。 Lau等 2021年在实时供给链管理中建立一个动态协调MAS系统,这个系统采用了集中式结构框架,运用模糊判断模型感知与传递系统的环境变化、控制各 A

30、gent 重新调整以到达全局的一致性和最优化目标。 Gonzlez-Estvez 等2021年提出了一个区域动态经济动态决策MAS系统,假设系统以Pareto or BoltzmannGibbs 统计行为方式运行,Agent 的经济增长受自身与环境的影响,以基尼系数衡量社会平衡指数,模拟区域经济到达稳定状态的过程。 Pratik等2021 年从信息融合的角度探讨了Agent系统应用。在分布式网络组成的多层次互操作框架中,采用了能量效率与容错性能相结合的方法决定哪个移动网络基站向移动用户提供效劳支持。 Montano等 2021 年提出了Agent的Bayesian 学习方法,这种学习是建立在对

31、历史数据或者经验的训练根底上的。建立 Agent 个体以及群体的活动规那么以及适应环境的能力,提高系统的智能化水平。 Jennings等人利用agent理论开发了一个ADEPT 的集成框架,将各个子系统视为一个个智能代理,通过这些智能代理之间的交互来实现系统集成。 综上所述,由于agent理论本身比拟复杂,agent的约束、功能、以及交互规律取决于应用领域以及研究目的;此外,agent 理论的普及将取决于agent自我学习、提高的能力而不是研究者预定其功能等。目前,agent 交互研究目前正处于进行中,理论还有待开展。 二、信息集成国内研究现状 从近几年我国的研究情况来看,信息集成研究主要表达

32、在两个方面,一是对于信息集成概念、内涵等理论方面的探讨,二是对具体信息集成技术开发应用方面的研究。 (一)信息集成的理论根底研究 (1)系统论,系统论的显著特点是按事物本身的系统性把对象放在系统的形式中加以考察,充分表达其整体性、关联性、优化性,信息资源集成体系是由各具体资源整合而成的,以系统论为其理论根底,具有重要的现实意义。 (2)知识组织理论,信息资源特别是数字资源的整合,如果仅用信息组织理论作为其根底具有局限性和不适应性,将知识组织理论用于数字资源整合对实现资源整体优化和有效获取、利用具有现实意义。知识组织通过对知识的本质以及知识间关系的有序揭示,组成结构优化的知识库,以利于知识利用和

33、促进创新;知识组织强调系统化地处理和利用信息,开掘知识内涵建立知识网络系统,提供具有内在关联的信息链和知识链;知识组织侧重以元数据为描述格式,以 ROF(Radio-on-Fiber)为根底组织管理数据对象,能够对异构数据对象内容进行整合,实现不同资源系统间的资源共享;知识组织能够利用面向对象数据库、数据仓库、数据挖掘和知识发现技术实现多种功能,如对异构数据源或数据库的信息转换、过滤、提取、整合;对信息源进行智能处理和知识抽取,使信息按知识内容特性聚集并以特定的方式表示等等。不管从组织对象、形式,还是从组织方式、技术,所有一切都说明数字资源整合应该建立在知识组织理论的根底之上。 3信息集成原那

34、么,主要有马文峰提出的6原那么,即:整体性原那么(保持资源对象学科的完整性)、连续性原那么(资源集成的开展性和不间断性)、针对性原那么(强调集成的目的是满足特定用户的需求)、层次性原那么(集成的结构性和多维性)、科学性原那么(集成对象、内容、方式的科学性)、优化性原那么(运用技术手段和方法优化组织结构和功能)和孙正东 提出的专指性原那么、开放性原那么、系统性原那么。 (4)信息集成模式,王善平提出了4大模式,即:关联模式(按信息内容间的相邻性将有关信息集成在一起)、结构组织模式(按照某类信息的结构特性确定一相对固定的结构框架,将信息组织在框架内)、综合模式(提取原始信息中的相关内容并重新组织为

35、新的信息)、分析模式(利用一系列定量或定性分析模型,对原始信息进行分析,得出结论性或咨询性信息,提供给用户)。 马文峰针对图书馆信息资源管理总结出了4种模式,即集合式(基于OPAC:Online Public Access Catalogue)、组合式(在集合式根底上增加删除重复信息的功能)、重组式(对资源分解并按逻辑关系重组成立体状、相互关联的知识系统)、一体化综合式(在OPAC资源整合系统与数字图书馆资源整合系统间建立多维度关联)。 蒲延秋提出了多元集成模式,如完全集成式(如CNKI);元数据集中、对象数据分散的集成式(如中国数字图书馆);以网络虚拟方法连接各信息资源进行数字化信息资源建设

36、、管理、效劳为主要任务的集成式;以各单位信息资源建设(建专题数据库、电子阅览室资源上网、建Web网页、引进光盘数据库、获取网上虚拟信息资源)为主并集成的模式 (5)信息集成的对象范围,信息集成的核心是信息资源的集成重点在信息内容的集成上,这是研究者一致认同的。除此之外,还有些论文从信息集成的系统论角度探讨了相关因素的集成问题。 过程集成,这是从信息产品生成、信息效劳过程考虑的,主要表达在需求集成(包括需求类型、心理、行为及规律)通过集成确定信息提供方向和目标;资源集成(包括资源类型、来源、开发、共享等),通过有机优化要素、体系重构链接成整体和动态的体系;采集集成,主要指采集工具的方法、技巧、途

37、径的集成;加工集成在广度上有内容、方法、流程的集成,深度上有原装、重装、挖掘的集成,通过不断地从广度、深度上集成使信息整体增值;产品集成,信息产品物化过程的集成;反响集成。 环境集成,由于研究者的环境视野有所差异,因此环境集成的侧重点也有所不同有些研究者从多方位的角度观察,有些仅从技术的角度考虑,而且考虑的范围也有大小之分,何全胜从技术大环境考察,提出了信息根底设施、计算机应用软件和信息标准三位一体构成的环境。他认为这个环境是柔性的,在一定程度上是交互的、开放的和动态有界的,并具有良好的互操作、兼容、组合、公共、可扩展等特征。这个环境能逐步包容由不同部门分别描述、组织、开发和管理的异构或异质的

38、信息资源、信息加工平台、信息交流网络。 王善平从技术小环境考察,提出了信息源信息加工、分析工具和用户效劳界面3者有机结合组成的集成环境,信息源要求的信息是完备的、自解释的、可解构和析构的;信息加工和分析工具包括根底信息处理和效劳层、信息效劳代理及方法层;用户效劳界面包括应用层和用户支持环境。罗贤春,肖安琪那么从较多的方面对环境加以关注,他们认为人的主观因素(观念)、集成系统的结构等也是信息集成的重要环境因素,因此提倡树立信息观念(信息是战略资源、需求第一、系统、创新、可持续开展观念)、进行结构调整(调整运行管理机制、功能结构、信息资源结构、效劳结构、人员结构、经费使用结构)、重视人才培养。 王

39、善平还提出了集成标准化问题,这也是集成的重要环境之一。集成是资源开发、组织、管理的重要目标,实现这一目标的关键是集成标准化。为数字资源从开发到使用研究制定一系列标准,参照开放系统互联标准OSI将计算机网络分为7层的做法把资源整合标准分为通信层、表示层、组织和标准层:通信层负责信息需求方与供方的对话、互传命令和数据;表示层负责各种信息的计算机表达;组织与标准层负资主题标识、分类标识及其他各种事物的标准。作者建议采取一系列措施来实现标准化,如组织专家研究制定集成所必需的各种标准,建立资源开发审核制度,建立资源引进审核制度等。 谭海樵进一步提出了面向煤矿绿色开采的集成信息系统的概念,分析了绿色开采对

40、信息系统的需求,提出了面向绿色开采技术的集成信息系统框架,包括关键层在内的各类地学实体就是该系统的研究对象相关技术包括地学参照系确实定、根底数据的元数据标准、信息传输标准的制定、信息管理平台的研制以及数据挖掘、异构信息融合和专题。 (6)信息效劳方式的集成,效劳方式不但突破了时空限制,而且从一对一为主的效劳方式转向一对多、多对多的信息提供方式,并且从被动向主动效劳方式转变。 (二)信息的技术方法集成 国内在这领域关注的较多,吴亮提出基于 GML 的地质图空间数据库交换体系,虞为提出了面向空间信息集成的GML模式匹配,周林提出基于GML的空间数据描述与解析,Steve Vinoski 提出使用C

41、ORBA 在多源环境中的不同应用集成。 张宇翔、曹红杰提出用 VRMLVirtual Reality Modeling Language,虚拟现实建模语言在数字矿山中的应用, VRML 作为一种面向虚拟现实与网络的平台,既可用来建立矿山真实世界的模型,还可模拟人们熟悉的场景来传达矿山中未知的信息。如王新明提出了利用 VRML 技术从数字等高线图形成立体图的途径在WebGIS的利用。董伟杰,史杏荣,陈福志对W3C(World Wide Web Consortium,互联网联合组织)组织发布的一个用于在 Internet 上表示图形的标准 SVG 进行了扩展,产生一个新的标记语言GISML,解决在

42、 Internet 上有效表示 GIS 对象的问题,李善平提出本体论在 Web 的应用,解决 Web 信息共享时的语义问题。 李超林提出了基于GIS技术的区域性多源地学空间信息集成假设干问题探讨,详细分析了地学信息系统的编程与设计、数据采集技术、元数据、投影与坐标系统、物理设计与约定、集成数据质量问题。 温颖怡提出利用J2EE(Java 2 Platform,Enterprise Edition)技术和基于 XML(The Extensible Markup Language,可扩展标识语言)的4层体系结构的信息共享技术。在信息集成中的 Web 应用研究方面: 谢忠,吴亮提出了一种基于ASP(

43、Active Server Page,动态效劳器网页)组件技术的WEBGIS解决方案,并以MAPGIS为平台,通过开发研制一组功能强大的组件,对有规律的ASP代码进行了封装形成一定规模的ASP函数库,促进了WEBGIS 的推广。 曾航等讨论了 COMDCOM(组件对象模型/分布式组件对象模型)技术在GIS 平台和 GIS 系统中的应用,并提出基于 MapInfo 的 COM 组件开发实例。 郭腾云提出利用 Java 编程语言构建分布式网络化 GIS 系统模型。实现用户能通过InternetIntranet 网络对系统进行空间与属性数据信息的查询、检索等访问。而且通过客户端浏览器和 Plug-i

44、n插件启动系统的分析评价和决策等应用模型。最终可实现能进行诸如空间分析计算等复杂的应用功能。 方子岩提出基于分布式组件模型,WEBGIS利用了Internet与组件对象模型(COM)技术,空间数据库供给商在效劳器(WebGIS 站点)上存储数据的同时,根据数据源格式安装操纵该数据的控件。用户在网上可调用不同的控件和数据,在本机或某个效劳器上进行分布式组件的动态组合和空间数据的协同处理与分析,完全实现远程异构数据的共享。工作方式是根据数据源的格式安装操纵该数据的控件,例如 CGI(common gate intergace,通用网关接口)、Plug-in(插件)、Java Applet(构件)、

45、ActiveX(活动组件)等。 吉刘涛,汪玉林基于组件技术和 GIS 技术,提出了一种 GIS 组件仓库的详细设计方案,并介绍了如何应用 GIS 组件仓库开发符合用户需求的 GIS 应用系统。 基于数据库的信息系统模型集成,该信息系统集成模型要解决以下3个问题。首先,模型必须具有空间分析的功能。其次,信息系统模型所涉及到的数据类型复杂,包括数字地图数据、遥感影像数据和统计数据,其中前两者代表的空间矢量和栅格数据目前还没有统一的标准,由商业软件和用户自行定义,导致需要大量的数据转换。最后,地理信息系统模型在运行过程中以及运行结果一般都要实现可视化。 数据库集成平台的目的在于形成物理上分布而逻辑上

46、集中的整体数据视图。实现方式可以采用基于元数据的方式,也可以采用基于空间开放数据库连接(Spatial Open Database Connectivity, S-ODBC)的 SQL(Structure Query Language, 结构化查询语言)和动态连接库(Dynamic Link Library, DLL)方式,以及基于面向对象的方式,如分布式公共对象模型(Distributed Common Object Model, DCOM)和公共对象请求代理结构(Common Object Request Broker Architecture)等方式。 三、煤矿地质信息集成的应用现状 地

47、质信息可以简单地分为空间地质信息和非空间地质信息(或空间属性信息)。回忆空间地质信息集成的开展过程,可以分为如下几种形式: (1)同一软件系统不同模块之间或不同系统之间采用 Import/Export 的文本文件交换形式。这是最简单也是效率最低的一种方式,它适用于任意系统之间的数据和模型集成,但存在信息的丧失。 (2)一些大型商业软件,如ESRI公司的产品,它们具有一致的数据模型和数据结构,并提供二次开发语言,构成软件开发平台。不同模块之间可以采用二进制进行数据交换(如Arcedit 和Arcplot),具有密切关系的不同 GIS 软件系统之间也可以采用这种方式(如ARC/INFO 和 ERD

48、AS)。在这种模式下用户除了在操作系统的根底上开发应用模型被宿主系统调用外,其它所有的操作只能建立在这个商业软件平台根底上,不同的商业软件平台一般无法直接进行数据共享和功能互补。 (3)采用应用程序接口(API)的形式进行集成。如 ARC/INFO 提供 RPC 接口实现客户端与效劳器端的通讯,提供 ARC/INFO 与 ARCVIEW 的集成。同时用户可以遵循RPC标准开发应用模块以实现系统集成。ESRI 提出的分布式计算环境(Distributed Computation Environment)也是基于API的思想。 (4)对象连接与嵌入(Object Linking and Embed

49、ding, OLE)的自动化功能(Automation)提供了对象之间的互操作功能,一些商业GIS软件如MapInfo公司的MapInfo Professional和Golden Soft公司开发的Surfer,都提供OLE Automation,用户可以将该软件作为一个对象嵌入自己的系统。 (5)最近开展起来的对象关系数据库技术(ORDBMS)将空间数据作为一种数据类型直接集成进入数据库系统,用户可以在这种平台上直接管理矢量空间数据、遥感图像数据和普通关系数据,可以利用这种数据库平台的 API 开发空间地质信息应用。 (6)OPENGIS 组织采用COBRA标准,发布了其简单特征标准(Sim

50、ple Features Specification)作为开放空间信息系统的根底,这无疑是空间信息系统软件向开放和互操作开展的重要方向之一,但这种方式需要从底层重新开发 GIS 软件,在短期内很难直接应用于工程实践。 在以上空间信息系统集成的各种形式中,都存在如下的问题需要解决。 (1)地质空间信息采集和应用的分布性特点决定了地理信息系统的分布性,地理信息系统集成需要一种分布式空间数据管理和分析模型的相互通讯机制。这种机制既可以适应在目前比拟成熟的基于数据文件交换形式,又可以为以后基于 API、面向对象的地理系统集成提供开展余地。 (2)地质信息涉及不同的时间、空间和属性,需要有一种有效的空间

51、数据管理的机制,并提供数据融合的能力。 (3)地质信息分析模型与多种地质数据发生联系,不同模型之间有复杂的串并联关系,模型的组织与管理是需要解决的另一个重要问题。 目前,国内地质空间信息的应用还只是实现了地质空间信息的数据化阶段,其主要特点还是利用一个功能强大、价格昂贵的煤矿地质专用软件,完成地质空间信息数字化解决方案,还没有进行信息集成工作。 这些系统概括主要有如下特征: (1)系统一般由煤矿钻孔数据库、测量数据库和煤矿地测专用图形处理系统所组成。(2)具有煤矿地质专用图形处理功能,可提供地测图形的编辑和生成,系统具备完善的点、线、图式和图例的自定义功能。 系统可直接根据原始测量导线点数据生

52、成巷道初步模型,由系统的专有巷道编辑命令构造矿区的网状巷道模型,从而生成采掘工程平面图。(3)系统采用了大量的先进算法和自动生成技术。如:预定义边界的三角网构造;地层空间 TIN 模型中的分裂法断层处理;地层和巷道模型的交互式编辑生成技术;基于三角形和四边形域的空间曲面和曲面拼合等等。三维模型中各空间点参数、断层、轴或脊线、边界可任意添加、删除、定义和编辑。可切割出任意方向的地层剖面及过剖面上的巷道。 (4)数据共享方式,必须安装同类软件来翻开数据文件,对其他格式数据,需使用Import/Export 功能,但必须重新编辑。 这些系统的优点是,数据结构和程序处理与煤矿地测专业标准结合的密切,比

53、拟简单易用,全面满足了地侧专业化的空间信息的数字化和成果图件的输出要求,但也存在如下缺点: (1)从实际效果上看,目前煤矿多套地质空间信息软件只是实现了地测资料手工操作转变为计算机处理,其处理过程的机理及成果资料的使用上没有大的突破,本质上只是完成了传统手工地测图件及资料的计算机录入、储存和输出;但由于多套软件的储存数据结构,程序处理的差异,图件格式不同,不能使用统一的客户端软件,造成重复和浪费人力和物力资源; (2)由于这些采用空间数据的文件管理和属性数据的桌面数据库储存,因此无法满足煤矿平安生产对数据的检索和信息集成的需要; 四、信息集成的主要研究缺乏 (1)目前,信息集成还没有成熟完善的

54、理论支持,在集成方法,站在全局的立场上研究集成方法的还比拟少,大多数研究者把研究集成方法的着眼点放在局部技术实现上, 对信息集成的总体实现上,技术也远不够成熟。 (2)信息集成的动态集成问题是有待研究的新课题,由于企业在日趋剧烈的市场竞争中,企业的内部的流程、数据结构变化,及数据更新频繁,这种情况下,信息系统的柔性是系统的重要指标,因此,信息系统的动态特性是信息集成的一个新的关键问题。 (3)地质信息融合的理论与实现方法的研究还远没有到达实用的程度,特别是多源、异构数据的一体化储存、查询的实现还不完备。 研究的主要内容 地质信息集成关键是空间信息共享的实现,作为企业局域网应用,基于 CGI 方

55、式的WebGIS应用已能满足需求。空间信息共享的实现过程也就是空间信息标准化和标准化过程。基于历史的原因,第一步是根据企业的特点,要把各 GIS 产品数据格式统一到某种格式,最终要满足开放地理信息系统协会(OGC)的开放式地理数据互操作XML标准。 生产煤矿,一般要经历矿产资源勘探、评估、矿山设计和生产活动的多个环节,期间,必然需要积累大量的矿山地质数据信息。随着新的地质信息的不断获取,又会对老的信息进一步分析和修正更新,形成一个动态过程。 传统的表现形式有各类地质图件、表格、台帐和文字说明。随着计算机技术的开展,目前地质信息已完成计算机数字化。当前,地质空间信息数据在计算机中多采用文件或空间

56、数据用文件,属性数据用关系数据库的保存方式,三维地震数据体常用的是Segy格式。 目前的地质信息应用软件主要是基于 Client/Server 结构的地质数据处理与分析应用子系统。其使用的数据一般是专有的。 本研究课题,是要融合各种地质信息成果数据,实现一体化查询,共享和Web Services 互操作,集成的关键是多源、异构地质信息集成管理。 地质信息集成平台需要满足两类用户的功能需求图1-2:煤矿的非地质技术管理人员需要简单的查询、浏览、与图件打印,而地质专业技术人员那么需要数据管理与维护、数据处理、综合分析、成果更新等功能。 本课题的主要研究内容就是建立Web Services的模型和功

57、能实现。图1-2 地质信息集成功能模型研究内容的主要依托开源模块: Web/Apache/PHP(Hypertext Preprocessor,超级文本预处理语言)/PostgreSQL(一种对象关系型数据库管理系统),完成登录、查询和文件目录管理、注释(元数据)库、文件的上传和下载; Web/Apache/MapServerAPI/ PHP/ Python/ PostgreSQL,完成栅格和矢量数据文件在效劳器端的后台格式无损转换和浏览器端的浏览、漫游、缩小和放大操作; 实现多格式文件组织间的网络信息共享。研究流程及方法 本研究采取的Web Services构架下的地质信息集成平台研究流程如

58、图1-1 所示:图 1-1 研究流程图关键技术 地质信息涉及了不同的领域、不同的历史来源和不同的存储载体,数据类型较多,格式繁杂,地图投影与比例尺各异,数据量庞大,数据质量也不尽相同;地质信息还具有普遍存在的原始数据的不精确性和表达的精确标准性的矛盾,需要在生产活动中不断修正更新。其主要关键技术: 1、建立了符合W3C、Open Source 和煤矿标准和图例的煤矿地质信息的结构化集成管理模式,实现基于开源的多源、异构地质信息一体化查询与共享; 2、建立基于注释数据库(元数据)的空间数据集成模式,实现动态对不同数据格式的空间数据自动后台无损信息提取与转换。 3、研究了空间数据的 WebServ

59、ices 的动态交互模型,建立了基于 Web Services 构架下的用户应用交互。2 Web Services构架下的地质信息集成平台的根底理论煤矿地质信息特点 煤矿地质信息与地质体的性质和特征密切相关,这些信息描述了地质体的空间形态与结构、地质体的属性与行为特征,以及在地质环境中地质体之间的相互关系。 地质信息集成内涵就是实现各类地学实体的数字化、信息化和网络化,进而实现基于互联网的地学信息资源共享,实现计算机绘图。 煤矿地质信息按用途大致分为两类:一类以地质体为核心,用来刻画矿产资源和相关的地质条件,侧重于表征客观实际。主要以文字材料、地质图件和地质成果台帐为表现形式。另一类是间接地质

60、信息,以抽象的记录形式存储的地质信息数据,展示地质体的空间几何形态。如由点、线、面表示的空间模型,图层和相应的属性以及与属性一致的地质实体或特征相同的地理因子在空间分布的集合等。 煤矿地质信息涵盖的内容 根据煤矿地质规程的要求,传统的地质信息包含如下内容: 一、文字材料信息 l区域地质概况,包括煤矿床在区域地质构造中的位置、特点,地层分布、构造特征、岩性分布,区域地质条件以及区域内主要矿产等。 2矿区地质,包括矿区范围内地层的时代、层序、岩性、岩相、化石,标志层特征、厚度、产状及接触关系等。 3煤矿规模及煤层特征,包括煤矿规模、煤层分布特征、煤层总数目、煤层总厚度及其分层厚度、空间位置、分布规

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论