2022年地理信息系统发展的新趋势：面向服务的体系结构 .pdf

地理信息系统发展的新趋势：面向服务的体系结构罗春ESRI 中国（北京）有限公司摘 要：为了解决目前人们对IT 系统功能需求的复杂性增加、代码重用、 接口多样性带来的问题， IT 行1业提出了面向服务的体系结构，以解决需求复杂的问题、充分利用已有系统的功能、集成多种资源、快速开发系统、获取更大投资回报率、实现按需程序构建的目标。本文通过分析地理信息系统技术的发展特点，得出地理信息系统在面向服务的体系结构方面的发展趋势，并且提出这种新的体系结构给地理信息行业带来的巨大的优势和发展机遇。关键词 ：面向服务，体系结构，地理信息系统1 面向服务的体系结构 (SOA)的产生及基本概念在过去的 40 年里，IT 行业发生了巨大的变化。为了满足人们日益复杂的软件需求，逐渐出现了能够提供完全的分布式处理的多种计算体系结构和运行在任何平台上的编程语言， 并且还出现了无数的连接性产品，使得应用程序更加方便的集成与生产，这些因素均极大的提高了生产率。然而人们需求的复杂性还在继续增加，希望在开发新的业务系统时， 能够快速响应新的业务需求，更好的利用IT 技术节约资源，以容纳种类繁多的硬件、操作系统、中间件、语言和数据存储，集成已有的系统的功能，获取更大的投资回报率；此外在系统的集成方面， 目前已经存在多种接口互不相同的系统，要想实现这些系统之间的集成， 会产生多种连结方式或接口， 一旦为系统添加一个新的应用程序，则需要添加的接口不计其数。鉴于以上 的 问 题， IT 界提出 了面向 服务 的体系结 构 (Service Oriented Architecture, SOA)作为软件结构的新发展目标，以帮助IT 行业解决所面临的越来越复杂的挑战。SOA 是一种体系结构，在该体系结构中，所有的功能都定义为服务，所有的服务都是独立的， 外部组件不关心服务如何执行功能，而仅仅关心是否返回期望的结果。从技术角度而言，SOA 采用“ 松散耦合 ” 结构，使得服务能够组合成为各种应用程序， 大幅度提高代码重用率， 在增加功能的同时减少工作量。SOA的服务接口是可调用的， 在体系结构层面上， 接口究竟是本地的还是远程的，采用什么互连 Schema或协议来调用或需要什么样的基础架构组件来连接，都是无1作者：罗春，硕士，ESRI 中国(北京 )有限公司售前技术工程师luocesrichina- 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 关紧要的。服务可能是在相同的应用程序中，也可能是在公司内部网内完全不同的系统上的不对称多处理器的不同地址空间中，还有可能是在用于B2B 配置的合作伙伴的系统上的应用程序中。需要时，这些服务可以将自己组装为按需应用程序 即相互连接的服务提供者和使用者集合，彼此结合以完成特定业务任务，使得构建的系统能够适应不断变化的情况和需求。Web Service是实现 SOA 的最常见技术标准，但不是开发SOA 的各个部分的唯一技术。很多SOA 都会集成已有数据，这些数据包含在使用MQSeries 和Common Object Request Broker Architecture (CORBA) 等技术的系统中。其中的许多技术都已针对 SOA 进行了调整，不管有无 Web服务包装均可在 SOA 中使用。但 Web Service正迅速成为用于支持SOA 的事实标准。Web Service是一种部署在 Web上的对象 /组件，具有的开放通讯标准和强调互操作的特点已经使其成为异构系统集成的平台和主要手段：（1）Web Service通过标准协议向网络程序提供一定的功能，通常采用的标准协议是 SOAP(Simple Object Access Protocol ) 。（2）Web Service使用 WSDL(Web Services Description Language) 详细的描述其接口，用户使用WSDL 文档和 Web Service进行交互。（3） Web Service需要注册到 UDDI 注册中心 （Universal Discovery Description and Integration） ，便于潜在用户查询、发现和使用。 地理信息系统对面向服务的体系结构的需求随着地理信息技术的发展， 地理信息系统的应用范围已经逐渐从工程应用转向行业和社会化应用，而地理信息技术与网络技术的结合推动GIS 应用扩展到了各个应用领域和广泛的地理区域。由于长期以来地理信息系统在决策支持、信息交流、资源管理与评估、提高工作效率、节约资源等方面凸现的巨大优势，越来越多的组织开始使用地理信息系统实现其业务中与地理位置相关的信息处理和决策分析， 因此对地理信息的开放式访问的需求越来越大，用户的要求也越来越复杂。为了能够将地理空间信息和空间处理功能发布给企业内部使用，并且达到节约资源，方便系统的集中管理、 使用和扩展的目的， 则需要将桌面版的地理信息功能扩展到服务器端， 使得用户能够通过网络访问由Web Services提供的地理信息资源和功能。此外，目前在国土、林业、环保、公安、交通、商业、能源等行业已经构建了大量的地理信息系统，具备丰富的、面向不同类型用户的、不同等级的功能。这些不同行业的系统功能具备重叠性和可借鉴性，对于新开发的系统来说是非常名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 宝贵的资源。 但是很多系统所采用的开发语言、操作系统、 工作流程等均存在差异，集成不同系统的功能时必将产生接口难以协调的问题。用户在扩大企业内部地理信息系统的使用范围，不断开发新的基于地理信息系统的业务系统时，希望能够集成已有的业务系统的功能， 充分利用已有的资源，避免系统接口不同而带来的麻烦，通过合并构建在不同的机器上、 运行在不同的操作系统中、用不同的编程语言开发的组件来创建服务，通过访问服务的接口，根据其接口的描述调用服务的功能，实现功能的集成与系统的快速构建，节约大量的资源。所有这些问题都导致在地理信息系统行业采用面向服务的体系结构是必然的。面向服务的体系结构在地理信息系统行业的发展GIS 的发展是随着计算机硬件、软件的发展，特别是用户需求的发展而发展的。从早期的把GIS 当作数据处理工具，到后来应用地理数据建立基于客户/服务器的地理信息系统。随着互联网的广泛应用以及相关技术发展,GIS 行业的用户需求表明 :以共享服务为特点的基于Web Services的 GIS 网络正在构建之中。随着 Google Earth、Microsoft 的 Live Local、Yahoo公司的 Flash/AJAX 等将IT 巨人引入地理信息系统领域，空间信息服务市场风起云涌，更多的普通民众因此而了解了 GIS，尤其是 Google Earth将曾经只有专业的GIS 桌面工作站才可以做到的三维显示功能放到网络上，为普通用户提供更多的浏览功能，为他们提供了前所未有的基于地图看世界的超级享受。所有这些都为传统GIS 行业带来了巨大的机遇和挑战， 转变了传统 GIS 行业的思维方式： GIS 不仅可以用来解决专业问题，还可以通过共享服务的方式发布到网络上，为更多的人提供信息和功能共享，为 GIS 走进大众生活以及拓展新的应用行业提供机会。ISO、OGC 和 FGDC 等标准化组织制定了一系列相关标准和规范，定义了统一的地理信息服务接口， 使得用户可以通过相同方式访问不同数据源的数据以及不同系统所提供的GIS 功能，而无须掌握数据源和功能的位置和内部结构。相对于 Google Earth、Microsoft 的 Live Local、Yahoo公司的 Flash/AJAX 而言，地理信息系统行业不仅通过Web Services 发布空间数据和简单的地图和三维场景的浏览功能，还将高级的空间分析功能、模型、地理处理流程等发布到网上，为更多的用户提供接口， 使普通用户无须了解复杂的空间分析算法，只需要调用接口就可以实现高级的决策支持分析功能。很多GIS 厂商相继推出了基于网络服务标准的网络 GIS 平台，如 ESRI 的 ArcIMS 、ArcGIS Server、ArcExplorer 等，并在此基础上开发了地理信息服务组件，可以为用户提供矢量数据、栅格数据、三维场景等，并且还可以提供地图操作、地址服务、网络分析、三维分析等高级名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 功能。地理信息系统除了能够浏览自身产品的数据和功能之外，还能够访问其它产品所提供的Web Services, 例如支持开放式空间联盟(OGC)的 WMS 和 Google的 KML 数据。此外还出现了完全基于Web 的 GIS 产品，不再类似传统软件那样使用软件 CD 和许可服务，而是全部在网络上进行，基于Web Services的数据访问、互操作完整凸现SOA 的魅力。通过提供服务接口向用户的网络程序、移动平台应用以及 LBS 应用提供追踪、数据可视化、地址匹配、商业智能等功能。 面向服务的体系结构给地理信息系统行业带来的机遇地理信息系统行业采用面向服务的体系结构(SOA)，将地理数据和地理分析功能以 Web Services的形式发布出来， 用户只需要调用服务的接口， 而不需要了解功能实现的细节，就可以实现非常专业的GIS 功能，这降低了非GIS 专业开发者和使用者的学习难度， 将极大推进 GIS 在其他非传统行业的应用， 加大 GIS的普及程度，使得GIS 为更多的用户提供辅助决策功能。对于 GIS 专家来说，不仅通过服务器端产品将地图、地理数据、三维场景、工作流程以及分析功能等发布到网上供其他用户使用，而且还能够使用其他用户发布的 Web Services, 通过访问其接口实现丰富的地理功能以及共享多样的地理数据。对于应用开发者来说，在开发系统的时候，查找提供所需要的GIS 功能的服务及其位置， 调用该服务的接口， 实现该服务与本系统的绑定，充分使用服务的功能， 而不需要了解服务内部的实现细节， 因此极大降低了开发商的学习难度，并且节约开发工作量。对于非传统的 GIS 用户而言，通过集成专业GIS 开发商提供的 GIS 服务，可以在业务系统中实现非常专业的GIS 应用，而不需要专门去学习GIS 的理论，为 GIS 应用行业的拓展提供了巨大的支持。对于 IT 管理者来说，可以将GIS 服务集成到广泛的商业工作流中，例如，将 GIS 服务集成到工作订单管理系统、财政系统、供应链管理系统、商业智能等方面，通过这种方式可以扩展GIS 的应用前景。 总结为了解决目前人们对IT 系统功能需求的复杂性增加、 代码重用、接口多样性给系统集成带来的问题， IT 行业逐渐向面向服务的体系结构(SOA)转变，以解决需求复杂的问题、充分利用已有系统的功能、集成多种资源、快速开发系统、获名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 取更大投资回报率、 实现按需程序构建的目标。 地理信息系统目前对于面向服务的体系结构来说是一种非常有价值的技术。通过桌面地理信息系统和服务器端的地理信息系统，能够实现数据、工作流、功能等的服务发布以及网络共享，以Web Services的形式给 GIS 行业以及非 GIS 行业的用户提供非常专业的地理信息和空间分析功能， 节约资源， 提高系统的可扩展性和开放性，帮助各行各业实现地理信息的浏览与基于空间位置的分析，提供决策支持，并且通过降低GIS 行业的开发和应用门槛，拓宽GIS 的应用市场，使GIS 在各行各业逐渐普及，为大众所接受，为人民生活提供更多的决策支持。参考文献1Kishore Channabasavaiah , Kerrie Holley等迁移到面向服务的体系结构，第1 部分.http:/ 柴晓路 .架构Web Service: 什么是Web 服务 ?http:/ webservices/ws-wsar/part2/index.html3 Spatially Enabling Service-Oriented Architectures with ArcGIS Server.ArcNews online 2006 4 龚健雅，高文秀.地理信息共享与互操作技术及标准.地理信息世界 .2006,6(3):18-27 5 江泳 ,方裕 .基于 Web Service 的空间数据共享平台.地理与地理信息科学.2004,20(5):1-5 The New Trend of Geographical Information System : Service-Oriented Architecture LUO Chun ESRI China Beijing Limited LTD. Abstract: To resolve the problem arose by the complexity of peoples requirement on the system functions ,the redundant and non-reusable programming and the multiplicity of the interfaces ,Service Oriented Architecture (SOA) is being promoted in the industry as the next evolutionary step in software architecture to help IT organizations meet their ever more complex set of challenges, make great use of the current functions, integrate across the enterprise, lower costs, reduce cycle times, accomplish greater ROI, and develop on-demand computing system. This paper analyzes the trait of GIS development, illustrates the trend of GIS towards Service-Oriented Architecture, and assets the benefits and chance which results from SOA. Keywords: Service-Oriented, Architecture, Geographical Information System 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -