3维地理信息Web服务集成研究

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文章编号：6 2 1 8 (0 8)1 0 5— 5 17— 56 20 0— 0 8 0

中图分类号： P 9 T 32

文献标识码： A

3维地理信息 We b服务集成研究王威，吴升(福州大学福建省空间信息工程研究中心，空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室，福建福州 3 0 5 ) 5 0 2摘要：随着空间信息技术和网络技术的发展，地理信息系统 ( I) G S也在不断地从 2维世界

走向 3维世界， GS应用走向 G S服务。从 I I在此基础上，本文提出了 3 G SWe D I b服务，并设计了基于 S A的 3 G SWe O D I b服务多层体系结构、D I b服务的数据源和 A I 3 GSWe P框架，论述了 3 G SWe D I b服务和现有的 2维 GSWe I b服务集成需要解决的关键技术问题。关键词： S A We e ie, D I, 3, I We e ie O, bSr cs3 G S X D GS bSr c v v

Re e r h o h n e r to f 3 Ge g a h c I f r s a c n t e I t g a i n o D o r p i n o - m ain W e e vc s t o b S r ie王威 (92。。 1 8一)男 河南周口市人。士研究硕生。要研究方向为地理主W ANG W e, U S e g iW hn

匕 a l..量口d.一 ls曼l m:—

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(tIrtRa tfjPi,z is KLo。0plt Sinm。erCe i rnFhUeyeaay tD pafanscerFa oc uunr;ybt fa alo i ehn u| ve 0 vi rr si a o 1 t a‘

@y h oc m.r a o .a cl 收稿日期： 0 7 1— 2 2 0 _ 2 1

MiigadIfr ainS aigo nsyo d ct n F zo 5 0 2 C ia nn n om t h r f n o n Miir f u a o, uhu3 0 5, hn) t E i

Ab t a t Wih te d v lp n f s ai lif r t n a d I tm e e h oo y sr c: t h e eo i g o p t n o mai n n e ttc n lg,Ge g a h n a o o rp y I-

fr ai ytm ( I) ee p ot u

ul f m 2 ol 3 ol, n o I p l a o t nSs m o e GS d vl s ni o s o D w r t D w r a df m G Sa pi - o c n yr do d r ct n t S s r ie a e n te rv e,t i p p rp o o e D S w b s r ie a d d sg s i o GI e c .B s d o e i w h s a e r p s s 3 GI e e c, o v h v n e in

t e l—e e ac i c r ae n S A fe i— ae rhtc r . a o rea dA I h t l l r t t eb sd o O r c b s d A i t e d t s u P s mui v h e u Sv e c eu ) a c nsr cu e o D GI e ie Atls, h a e ic s e e k y tc n c li u s o n e r t g t t r f S s r c . a t t e p p rd s u s st e e h i a s e n it g ai u 3 v h s n b t e n 3 S w b s r ie d te e it g2 I e e ie . e w e D GI e e c s a h x si D G S w b s r c s v n n v Ke wo d: S y rs OA; e e ie 3 w b s r c; DGI; D v S X3;GI e e ie Sw b sr c v

0引言 目前，家、域和城市各种国区空间数据基础设施 (D,ptl S ISai a D tIf s utr) a r t c e的建设为 GS应 an ar u I用提供了权威的数据，由于建立但完善的空间数据共享与服务的机制尚需时日，目前 G S的开发和按 I应用模式，施 GS应用在经济和实 I技术上的门槛依然很高。X bS ri s术为实现 MLWe ev e技 c

O D I b服子商务和社会信息化应用系统的基于 S A的 3 G SWe务多层

松耦合集成，以从技术上有效解体系结构，计了 3 GSWe务可设 D I b服决地理信息的集中式共享与服务的数据源和 A I架，并论述了 P框的问题，而大大降低实施 GS应 3 G SWe务和现有的 2维 G S从 I D I b服 I用的成本，短建设周期。缩 We务集成需要解决

的一些关 b服

目前基于 X b S r cs键技术问题。 ML We e ie v

技术的 GSWe I b服务产品大多提

1 3 DGI e S W b服务X bSrcs术是为实 MLWe e ie技 v现“于 we缝集成”目标而基 h无的提出的，并为信息服务的互操作、

供2维地理信息服务，例如微软的MaP it bS ri sE R的 A— p on We e c, S I v e r

c bSri s。要向广大公众提 We e c等 v e

供更为生动、形象的地理信息服务，须研究 X hSri s必 MLwe e c与 v e

集成的 GSWe I b服务提供了可能。

集成与共享提供了新的松耦合机

GS的领域在空间数据基础设施的上层，过 3 GS的集成技术，为用户定制 3制。在地理信息系统 ( I)通 D I 内， b应用可以通过调用不同的 we构建集中提供服务的地理信息服维 GS网络服务解决方案。 I 。 务引擎，实现与各种电子政务、电本文提出 3 G Swe D I b服务和 G SWe e ie取分布的空间 I bS r cs获 v

—圜

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数据并完成 GS系统之间的交互，布， I 也就是说功能服务的显示结果 We务和 3维 G S b服务， b服 I We从这为解决异质空间数据的互操作都要转化成 3 D场景图表现于客户逻辑上分为 4层：表现层、 b服 We问题提供了较好的解决方案。目前，由于 G SWe ev e I bS ri s c

端。

务层、务应用层、据层。依照服数

3 G SWe D I b服务具有以下优越 S A的角色分配，表现层是 We O b

大多提供 2维 GS服务，对 3维性： I G S务支持相对不足。本文参考 I服

Sr c的请求者(e i q e e) ei v e Sr c r us r: v ee t

开放性： bSri s技术本 We务层是 We e i We e c v e b服 bS r c v e的服务

O C ( p n G op t l o sru 身就是基于开放标准的， G O e esa a C not m) i i这可以高代理 (e i rkr;务应用层 Sr c boe)服 v e

的规范草案

一 w3 s ( b3 e—效地集成 G S务。 D we DSr I服v e【设计了 3 G SWe i ), c” D I b服务。11 W 3 . DS

则是 We e ie的服务提供者 bS r c v

简单性：对于实际的开发来 ( e i r ie ) S r c po d r。 v e v说，基于服务 A I的程序开发， Ps可

表现层：用来请求服务和接受

适由于 We览 b浏目前， D W3 S只是一个提供 3 以节约时间和成本，合中小企业服务结果的客户端。 D 器不支持 3维模型的显示，以客所场景图的 We e ie范建议嘲或部门进行开发。 bSr c规 v。它向用户提供一个 3维场景图，并灵活性：据不同的需求和目户端需要安装支持 V MLX D格根 R/3对来 在客户端进行渲染和交互。在一个的，不同的现有系统和现有服务式的插件，解决显示问题。不 We b服务层：照 S A体系结依 O场景图中， D W3 S可以整合不同类进行集成，必加载所有的功能服

以及数据服务。 构中角色的分配， b服务层主要 We型 (同层 ) 3维模型数据。3维务，不的形象性：用 3维 GS对地物是建立 U I利 I DD注册中心，对现有的场景图的输出格式一般为 V ML R,来 I I I或者 G o RM和 X D,以弥补的表达，弥补 2维 GS对地物表 2维 G S服务以及 3维 G S服务进 eV L 3达的不足，以更加生动、象地行发布和管理。服务请求者可以在可形 V ML 7的缺点。 R 9

1 3 G SWe . D I b服务 23 G SWe务是一组可编程 D I b服的 G SWe I b服务，利用 3 G S服 D I

表达感兴趣的地理区域。

U D注册中心查找到诸如定位服 D I

务，路径服务等 2维 G S服务， I也

2基于 S oA的 3 GI D S We b服务的多层体系结构研究面向服务的体系结构 (e— Sr

可以查找到诸如场景服务，形服地务等 3维 GS服务。 I通过 We务 b服描述语言 ( bS ried sr t n We e c ec pi v i o l g aeWS L接口， a ug, D ) n动态绑定 G S I

务，发应用

人员可以快速、便开方地在浏览器、桌面程序中整合 3 GS服务，而不必进行模型和 D I

3 G S功能的开发。由于 We D I b浏览 v e O etdA c i c r, O被 i— r ne rht t e S A) c i eu

服务，使得它们在网络间实现数据和函数的传输和交互。服务应用层：层是 G S服务此 I

器和桌面程序都不支持 V M 9,认为是解决分布式环境中软件重 R L 7 X D格式， 3故需要安装特定的插件用、操作，高软件开发效率的互提或者设计显示模块，以解决 3维场有效途径。作为 S A技术的集合， O景图的显示问题。

A I的实现层，供了 2维 GS服 Ps提 I务的地图服务、位服务、找服定查

We e i s已成为流行的分布式 bSr c v e

根据 3 GS服务内容的不同，开发机制，提供了一种强大而灵 D I 它可以把服务分为数据服务和功能活的整合机制，带来了与使用组件服务。数据服务通过服务接口向外类似的优越性。 界提供 3 D场景图；功能服务通过根据基于 S A的 We G S和 O b I

务、径服务等，路以及 3维 GS服 I务的场景服务、标记服务等。 D I 2 GS服务，以直接从底层开发，可可也以在商用 G S软件 A I I Ps的基础上封装一层 We务。3 G S服务， b服 D I

接口向外界提供 3维空间分析以基于 X D的 3维 WeGS体系结 3 bI

是通过集成 2维 GS服务，现查 I实及处理功能。其中，数据服务是整构同本文提出了一个基于 S A的， O询、定位等 GS功能并完成 3维场 I个 3 G S服务的基本服务，有服 3 G SWe务的多层体系结构。 D I所 D I b服 景图的生成和发送。 务都基于数据服务进行显示和发如图 1所示，系统集成了 2维 G S I数据层：括 2维 GS的地图包 I

2 1n魁匿■ O N cDi_ O oa s■■& .E ■ O1aw 2 O^

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32 3 GI b . D SWe服务的 A I Ps框架设计l表现层发现发现

每一个 We务都要有一个 b服服务接口，用程序

使用者可以通应过这些接口与该服务进行交互。为

w e服务层 b

w e服务器 b

UDDI册中心注3维 G S务 I服

了增加服务集成的灵活性，务接服

口应该提供更加粗粒度的接口。针对接口的粗粒度要求，文本抽象出了几个常用的 3 GSWe D I b服务：

匝亟

堕

【标记服务 f I星 I —面葡丽藕一服务应用层2维 G s务 I服绑定

1 3— cn务为需要通过 ) D S ee服

We b获取动态 3维场景图的应用程序提供服务。用户输人地理范围2维 G S I应用服务器

和类型 ( )数 ( 0表示地形，层参如 1 表示遥感图片， 2表示建筑物等 ),

l数据层2维 GI数据库 S

即可获取指向动态 3维场景图的URL。

如图 3所示，右侧框中为 3— cn b服务提供的方法， D SeeWe左

图 1基于 S OA的 3 I e务的多层体系结构 DG SW b服Fi . Th l - e e r h t c u e o DGI b s r ie a e n S g1 e mu t l v l c i t r f3 i a e S we e v c s b s d o OA

侧框中为部分输人输出参数以及部分成员。 2 Mak服务：为需要把 G S ) r I

数据库， 3维 G S数据库的模型数表地理覆盖范围为福州市。 I

结果反映在 3维场景中的应用程

据库和纹理数据库。这些数据库可

根据现有数据，立福州市人序提供服务。用户输人单点坐标或建

也 s c i n. )福 rB d f以是分布式的，也可以是集中式工建筑物 (i .ulig z、州市者多点坐标，可以输人地名等属即可获取点标记、标记、线 地形 (i .er n z、福州市影像 性信息， sc ra. ) rT i f的。 R。 (i . S i. ) s c pc z以及定位图标 (i . 面标记等 3维模型的 U L rR f s ci r—

3 3 DGI e S W b服务的数据源和 AP框架设计 I31 D SWe . GI b服务的数据源设计3 G SWe D I b服务的数据源指定服务所显示和处理的数据由三部

cn等数据源。 o)

如图 4所示，侧框中为 M k右 r

a

b服左本文件是利用 S LSre 0 We务提供的方法，侧框中为 Q evr 0 0 2管理以 X D格式建立的 3维模型部分输人输出参数以及部分成员。 3

文件。 X D格式文件是按照场景而 3图的形式组织 3维模型的，每一个场景图都有一个根节点和若干子节点同。我们可以利用对象——关系模式存储场景图，节点抽象为实把体，为不同的节点建立不同的表格来存储[ 8 1图 2所示，图是表文。如右

4 2维 GI务与 3维 S服 GI S服务集成的关键

技术问题本文建立的 2维 G S服务和 3 I 维 G S服务是松散耦合性的服务 I

分组成，它们之间用“” .隔开：数据“提供者 .据内容 .盖范围”如数覆。 se uligz i . i n.,其中 sc代表福建 rb d f i r

集成，要兼顾 2种服务的数据特需省空间信息工程研究中心；u d g件及其关联；图是 X3 bi i ln左 D格式文件点和显示的不同，到 2维 GS以达 I代表数据内容是人工建筑物；代的简单场景图。

±!信息世界 l1『W.R. I里 I j 1I G N G N^1『『 O C『.『 IG O TC P MA ISW O L RD l 2&0 No 1 00 2 .

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但是 3维场景的显示既是依赖于回客户端，以， 3维 GS服务 G S的集中式共享与服务问题提供所在 I I局部坐标系，也可以是投影坐标中，文设计了标记服务。标记服了一种可行方法。随着 W3 S本 D规范系。在数据源坐标系统和显示坐标务是利用 2维 G S服务返回的坐的不断完善和发布，于 We I基 b的 3系统一定的情况下，只有采用坐标标信息和可选属性信息，为其动态维 G S服务将会得到快速的发展。 I

转换的手段才能得到一致性的数生成点标记和线标记的 3维模型以便可以在客户端实现浏览据。由于在同一坐标系下的经纬度文件，

参考文献【】 U oQ a tT o sK le We D S ri 1 d ud, hma ob . b 3 evc e【BO]2 0 .t:w w. egop t1 E

/ L.0 5 ht/ w o n esai . p/ p ao gsa d r sd . r/ tn a d/ p

其返回的参数坐标和投影坐标转换精度比较高，显示。如路径服务， 是一组地理坐标的点集，标记服在误差比较低，故在设计 3维模型 e n a Le k时，依赖于北京 15影坐标系务中，利用 G ti M r方法传递 94投并 3的数据生成模型，位其在场景中参数，在后台动态生成一个 X D定并的位置，保坐标转换后，得到格式的路径模型文件，发送到客确能实现 2维路径信息较准确的地物坐标。为了实现坐标户端渲染显示，维 的转换，本文在 3 GS b务场的 3表达。维 IWe服

【】GMi n, G aln, .oa. lbl d 2 . s d M.rnud HK l Go aM0 u se s a d Th 3 p cfc t n Ch l n e l n e W DS S e i a i— al g s i o e

a dSlt n『BO I2 0— O 1.w i. n oui s E/L. 0 7 1 - 2w w. o ah o .o - if/ g nc t0 p f i 5.d y

景的服务中，了坐标转换方法。定义

【】李飞雪， 3李满春，健 .于 S梁基 OA的 We—

5结束语 本文给出了 3 G SWe务 D I b服

bI GS框架探索 m.计算机应用， 06 2 () 20,69:2 2—2 2 . 2 5 2 8

42 2 . 维数据的 3维显示

2维 G S服务与 3维 G S服务的概念，计了基于 S A的 3 G S I I设 O D I集成的另外一个问题就是 2维 G S We I b服务的多层体系框架，以及

【】张锋叶，钰， 4杨朱美正 .于 We e ie基 bSr cs v

的 GS I多层体系结构研究m.计算机应用，2 0, ()7 8 7 0 0 62 3: 4— 5 . 6

服务的结果如何在 3维场景中表 3 G SWe D I b服务的数据源和 A I Ps 达出来。一般的 3 GS系统大多只接口。述了 3 G S b服务和现 D I论 D I We用到 2维 G S的属性查询功能， I并有的 2维 G SWe I b服务集成需要不需要涉及到 3维场景的显示问解决的关键技术问题 X b ML We 题。但是如果要进一步加强 2维

S rie术和 3维 G S技术的结 ev技 c I

【王海， 5】王志强，琛， .于 We r李等基 be s- v e的城市规划信息系统集成框架研究 is c m.重庆建筑大学学报， 0 6 2 (:4 2 . 2 0,8 )— 8 42【】宋蔚， 6李华 .于 X D的三维 We I基 3 bG S研究【.算机工程与设计，2 0,2 J计】 05 6

( 1: 9 0 2 2 . 1 )2 2— 9 1

G S的应用，其结果在 3维场景中合，不仅扩展了 We e i s术 I bSrc技 v e的显示则是必然。 在3维空间的应用，也改善了传统在现有 2维 G S服务中，多的 3维 GS体系框架， I大 I并且易于集数结果是以点或者点集形式反馈成现有系统，为有效地解决 3维￥彳每 s习|￥￥彳r s每￥彳每￥每 ￥彳r

【】We 3 X3 tn t nl pcf ao t 7 b D. DI e ao aS eict nSa n r i i i n drs/ L.0 5 ht:w w.e 3 . adl O]2 0 .t/ w w b d r EB p/ 03/ p cfc t n/ d s e i ai s. i o

【谭剑雄.向虚拟城市应用的空间数据库 8】面系统研究[I杭州： D.浙江大学，0 6 20.

管理模式"题专 s 《地理信息世界》数字化城市“征稿启示改革开放以来，国的城市建设取得了长足的发我展，城市的基础设施水平不断提高，城市功能不断完善，城市环境不断改观，但城市管理工作与城市建设相比，则显得相对滞后。 专题名称：数字化城市管理模式特约编辑：蒋景瞳一

s每￥彳每￥每s习 |

、

征文内容：

1在数字化城市管理中 GS应用 . I 2 G S空间定位技术应用、 .P网格化技术应用 3地理编码技术应用 . 4城市管理部件和事件的分类编码 . 5城市管理部件普查 . 6应用软件开发 .

7基础地理信息数据平台建设 . 8标准化建设 . 9大、、不同规模试点城市 ( )字化城市 .中小区数管理系统范例。 l.以上所列主题外，任何与数字化城市管理 0除模式相关的论文均可投稿。 二、重要时间截稿日期：08年 6月 20出版时间：08年第 4 20期三、注意事项请在

投稿时，特别注明“专刊投稿：数字化城市管理模式”字样。E— i sd s i o .n mal t@n d . vc : g

—囵 M 0N GIL22: ECD0: OS l8曼 AO .o TR 0. W 璺 1

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4sl1.html