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探討元數據的地理信息服務(wù)方式
1. 地理信息服務(wù)的發(fā)展
地理信息技術(shù)發(fā)展至今，經(jīng)歷了技術(shù)研究、集成應用到產(chǎn)品服務(wù)，直到今天正在向信息服務(wù)轉變。地理信息服務(wù)(Geographic Information Services，GIS)就應運而生，它是提供地理信息相關(guān)服務(wù)的Web 服務(wù)，它包括地理數據服務(wù)和地理信息系統信息處理功能的服務(wù)。其關(guān)鍵在于要實(shí)現地理信息的標準化以及地理信息處理功能的通用性，只憑地理數據轉換遠不能實(shí)現信息的共享，只有在更高層次上不同應用及系統之間相互合作，實(shí)現互操作，才能真正達到目的[16]。
從之前的地理信息系統發(fā)展成為現在的地理信息服務(wù)，除了給用戶(hù)精確的空間地理信息呈現之外，系統更加強調用戶(hù)對于地理信息的感官感受以及提供更加便捷、快速、自取所需的地理信息服務(wù)。用戶(hù)對于地理信息服務(wù)這一概念強調的是“服務(wù)”，可以理解為“輔助用戶(hù)進(jìn)行行為決策”，那么將地理信息轉化為輔助用戶(hù)進(jìn)行行為決策的工具這一過(guò)程中的所有問(wèn)題均可以認為是地理信息服務(wù)所需要研究的內容，并由此構成地理信息服務(wù)的研究框架。
首先是地理信息本身的問(wèn)題，即采用何種數據源，應該滿(mǎn)足何種質(zhì)量要求和標準，以及如何有效地組織和管理數據等。其次，是服務(wù)所依托的技術(shù)，包括信息的獲取、處理、傳輸、接收和表現等。然后，是通過(guò)何種手段和方式向用戶(hù)提供地理信息服務(wù)的問(wèn)題，也就是服務(wù)模式。接著(zhù)，是向誰(shuí)提供服務(wù)以及提供何種服務(wù)的問(wèn)題。最后，地理信息服務(wù)作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)，必定像其他產(chǎn)業(yè)一樣，面臨政策分析、市場(chǎng)分析、用戶(hù)需求分析、運營(yíng)分析等問(wèn)題。
國際公共地理空間協(xié)會(huì )（OGC）是國際上最權威的定義地理信息服務(wù)界面規范的組織。
OGC 將地理信息服務(wù)分為下列幾類(lèi)核心服務(wù)[4]：索引服務(wù)(Catalogue Service)、數據服務(wù)(DataService)、數據處理流程服務(wù)(Processing Service)和地圖顯示服務(wù)(Portrayal Service)。OGC 還定義了不同種類(lèi)地理信息服務(wù)的抽象接口與實(shí)現規范，包括Web 地圖服務(wù)（Web MapService）、Web 地理要素服務(wù)（Web Feature Service）、Web 覆蓋服務(wù)（Web Coverage Service）、Web 對象服務(wù)（Web Object Service）、Web 通知服務(wù)（Web Notification Service）、Web 注冊服務(wù)（Web Registry Service）等。在這些Web 服務(wù)中，WMS、WFS、WCS 和WOS 是訪(fǎng)問(wèn)地理信息數據的服務(wù)規范，WNS 和WRS 是實(shí)現地理信息服務(wù)的基礎設施服務(wù)。
2. 元數據及地理空間元數據
元數據是關(guān)于數據的數據。元數據一般用于描述數據的內容、質(zhì)量、條件，讓使用者或者計算機能夠確定數據的位置，從而訪(fǎng)問(wèn)或了解數據。通常元數據能給我們提供以下有用的數據信息：1) 數據的提供者是誰(shuí)；2) 數據創(chuàng )建時(shí)間及地點(diǎn)；3) 數據創(chuàng )建的原因及其目的；4) 數據內容及數據格式；5) 數據的使用限制是什么；6) 數據的精確范圍與寬度；7) 數據與數據的相關(guān)關(guān)系[17]。
不同的組織和個(gè)人根據他們的具體用途對元數據的定義也有所不同。而在本文看來(lái)，地理空間數據元數據是指地理空間相關(guān)數據集和信息資源的描述信息，它是對空間特征的概括和抽取。元數據信息可提供空間數據集的特征資料，如空間數據集內容、質(zhì)量、表示方式、空間參照系及管理方式等，數據用戶(hù)可據此來(lái)確定該數據的名稱(chēng)、來(lái)源、組織結構、適用范圍等。
特別是在Web GIS 或地理信息服務(wù)的解決方案中，地理信息元數據己經(jīng)從一種數據描述與索引的方法擴展到包括數據發(fā)現、數據轉換、數據管理和數據使用的整個(gè)網(wǎng)絡(luò )信息過(guò)程中不可或缺的工具和方法之一，是數字地球和空間信息基礎設施的核心內容之一[15]。
3. 基于元數據的地理信息服務(wù)方式
隨著(zhù)地理信息科學(xué)的發(fā)展，由提供數據轉向提供服務(wù)的模式，元數據的應用也漸漸改變方向，由管理地理信息數據轉向管理地理信息服務(wù)。作用領(lǐng)域主要有兩種：服務(wù)注冊與服務(wù)發(fā)現。服務(wù)提供者通過(guò)元數據注冊發(fā)布服務(wù)，用戶(hù)利用元數據發(fā)現獲取服務(wù)。鑒于地理空間元數據的重要性，一些國際標準化組織紛紛推出了相關(guān)的元數據標準，而眾多的研究機構和一些GIS 廠(chǎng)商也將元數據的管理及元數據解決方案納入自己的研究范圍[10]。當前，地理空間元數據研究，己經(jīng)成為地理信息系統研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。
綜合元數據的特點(diǎn)和地理信息行業(yè)的發(fā)展趨勢， 基于元數據的地理信息服務(wù)方式主要有幾下幾種：
3.1 元數據提供服務(wù)
元數據提供服務(wù)是以元數據為服務(wù)內容，直接提供給用戶(hù)的是數據或服務(wù)的元數據信息。包括元數據查詢(xún)、瀏覽、錄入、修改、刪除等功能，分別開(kāi)放給不同權限的用戶(hù)。用戶(hù)能通過(guò)系統查看數據或服務(wù)的具體信息，如內容、質(zhì)量、表示方式、空間參照系及數據獲取途徑等。在這種服務(wù)方式中，元數據是最終直接呈現給用戶(hù)的結果。用戶(hù)只能通過(guò)元數據中的相關(guān)聯(lián)系信息和獲取方式來(lái)獲得元數據所指向的地理信息資源，同時(shí)元數據為這些資源的使用提供了參考信息。
3.2 元數據索引服務(wù)
元數據索引服務(wù)真正提供給用戶(hù)的是分布式的、不同類(lèi)型的地理信息數據與服務(wù)等資源。元數據在這種方式中起索引作用，用戶(hù)通過(guò)對元數據所包含內容進(jìn)行搜索，獲得該數據或服務(wù)的詳細信息，并能通過(guò)鏈接直接到達該資源。
3.3 元數據支撐服務(wù)
與之前兩種方式不一樣，元數據支撐服務(wù)中元數據的并不顯性的方式呈現給用戶(hù)，而是隱含在具體的地理信息服務(wù)中。元數據作為系統支撐來(lái)組織和管理各種數據與服務(wù)，在功能實(shí)現的各個(gè)方面都有元數據的影子。在系統建設和維護中，元數據也一同維護，并對整個(gè)系統持續發(fā)展提供保障�，F在大多數地理信息服務(wù)方式都以這種方式來(lái)組織。
4. 關(guān)鍵技術(shù)
4.1 AJAX 客戶(hù)端異步請求技術(shù)
Ajax 是異步JavaScript 和XML 的簡(jiǎn)稱(chēng)，Jesse James Garrett 在2005 年發(fā)表的一篇文章《Ajax: A New Approach to Web Applications》中首次使用這個(gè)詞。在這篇文章中，他詳細論述了桌面應用和Web 應用之間區別及界限，并將Ajax 定義為[3]：Ajax 不是一種新技術(shù)，它是幾種成熟Web 技術(shù)以新的方式組合而成； Ajax 使用XMLHttpRequest 進(jìn)行異步數據傳輸，以XHTML 和CSS 作為顯示標準，使用文檔對象模型(Document Object Model)作動(dòng)態(tài)顯示和交互，使用XML 和XSLT 做數據交互和操作，通過(guò)JavaScript 將以上技術(shù)結合在一起，其技術(shù)組成所示。其中JavaScript 好比人體結締組織，將各部分有機的聯(lián)系成一個(gè)整體。
4.2 元數據服務(wù)與地圖服務(wù)、數據服務(wù)的一體化服務(wù)體系
現在有很多針對元數據的研究只專(zhuān)注于元數據的標準、元數據本身的結構，而忽略了元數據與其他地理信息服務(wù)的結合。事實(shí)上，元數據是關(guān)于數據的數據，離開(kāi)其它地理信息服務(wù)，它將沒(méi)有意義。如果脫離了空間數據，這里的元數據和其它用途的元數據也將沒(méi)有任何不同。只有同時(shí)研究元數據技術(shù)和地圖服務(wù)、數據服務(wù)等地理信息服務(wù)，才能使研究的價(jià)值得到更好的體現。
根據OGC 提出的規范，按照WFS 和WMS 標準，系統可以引入OpenLayers 框架，將地圖服務(wù)按照一種固定的格式以URL 的形式提供給用戶(hù)，使用戶(hù)通過(guò)這個(gè)URL 鏈接可以很方便的訪(fǎng)問(wèn)到。OpenLayers 是一個(gè)用于WebGIS 開(kāi)發(fā)的開(kāi)源Javascript 框架，它實(shí)現訪(fǎng)問(wèn)地理空間數據的方法都符合行業(yè)標準，可以不依賴(lài)服務(wù)端直接在客戶(hù)端顯示地圖數據。
4.3 XML&XSL 元數據管理技術(shù)
為了易于地理信息元數據的網(wǎng)絡(luò )傳輸和共享，我們采用XML(Extensible MarkupLanguage)語(yǔ)言來(lái)描述元數據。在Internet 環(huán)境下，XML 已經(jīng)成為一種工業(yè)標準，基于XML的數據表示可以很好地在不同的系統和平臺間進(jìn)行交互。與HTML 不同的是，XML 可以通過(guò)定義不同的標記(Tags)給數據賦予不同的語(yǔ)義。這些特點(diǎn)使得人們可以很方便地用XML來(lái)定義元數據標準中使用的數據結構，同時(shí)使用XML 存儲樹(shù)狀結構的元數據，并且可以和網(wǎng)上發(fā)布實(shí)現無(wú)縫連接。
XSL 是一種可擴展樣式表語(yǔ)言，是用于以可讀格式呈現 XML 數據的語(yǔ)言。XSL 之于XML 的作用就像CSS 之于HTML。通過(guò)XSL 轉換后的XML 數據就變成了瀏覽器能識別的HTML 段。在網(wǎng)頁(yè)的設計中將需要由XSL 動(dòng)態(tài)轉換XML 生成的部分挖空，然后用XSL 語(yǔ)句從XML 中篩出相關(guān)的數據來(lái)填充。雖然同為樣式表，但它與CSS 有很大區別。XSL 對XML 中的內容的控制性加強，能進(jìn)行有條件的選擇。此外XSL 還支持函數、循環(huán)、條件等流程控制操作，使程序更簡(jiǎn)潔。XSL 遵循與XML 相同的語(yǔ)法規則。
5. 總結
目前，地理空間元數據的研究正成為地理信息領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。在當前地理信息服務(wù)興起、WebGIS 蓬勃發(fā)展的情況下，怎樣讓元數據的作用得到最大化發(fā)揮十分迫切。本文從地理信息服務(wù)的發(fā)展出發(fā)，對地理空間元數據進(jìn)行研究，得出三種基于元數據的地理信息服務(wù)方式的思考，并對其實(shí)現所需的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了論述。
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參考文獻
1. 劉岳峰．地理信息服務(wù)概述［J］． 地理信息世界，2004(12) ：71-76．
2. 唐冬梅,葉修松．地理信息服務(wù)的思索與探討［J］．測繪與空間地理信息，2012(8) ：140-143．
3. Jesse James Garrett ． Ajax: A New Approach to Web Applications 18, 2005.
4. Open GIS Consortium(2002) ．The OpenGIS Abstract Specification Topic 12: OpenGIS Service Architecture
5. 張霞．地理信息服務(wù)組合與空間分析服務(wù)研究［D］．武漢：武漢大學(xué)博士學(xué)位論文，2004．
6. T.Bray,J.Poal,and C.M．Sperberg-McQueen(Eds) “Extensible Markup Language(XML)1.0(2ndEdition)”.
W3C Recommendation, Oct.2000．
7. 龔建雅,高秀文．地理信息共享與互操作技術(shù)及標準［J］．地理信息世界，2006(3)：18-27．
8. 國 家空間信息交換中心． 《國家空間信息基礎設施空間元數據內容標準草案
(V110,V210)》．［EB/OL］．.
9. 蔣景瞳等．國家標準《地理信息元數據》研制與實(shí)現若干問(wèn)題［J］．地理信息世界，2003(5)：1-5．
10. 吳金華．空間數據倉庫的元數據研究［D］．武漢：武漢大學(xué)博士學(xué)位論文，2003．
11. 張立．NSDI 中空間數據交換中心的關(guān)鍵技術(shù)研究［D］．武漢：武漢大學(xué),2001．
12. 王卷樂(lè )等．地學(xué)元數據結構分析及其管理系統設計［J］．計算機工程與應，2005(5)：5-7．
13. 曾春平,王超,張鵬． InsdieXML XML 編程從入門(mén)到精通［M］． 北京：希望電子出版社，2002．
14. 陳能成．基于J2EE 的分布式地理信息服務(wù)研究［D］．武漢：武漢大學(xué)博士學(xué)位論文，2003．
15. 李勝,陳聯(lián)．元數據在地理信息數據管理上的應用［J］．東北測繪，2002(2)：36-38．
16. 高剛毅,金勤,陳海波．基于多Agent 結構的地理信息服務(wù)研究［J］．計算機應用與軟件，2005， 22 ( 8)：
60 -61, 79．
17. 蔡魯湘．基于XML_Schema 的地理信息元數據管理系統研究與實(shí)現［D］．長(cháng)沙：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
碩士學(xué)位論文，2005．
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