胡 迪

南京師范大學(xué)虛擬地理環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京210023

經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，GIS已經(jīng)形成了包括GIS技術(shù)、地理信息科學(xué)與地理信息服務(wù)的綜合體系。同時(shí)，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，GIS在時(shí)空分析、過程模擬、預(yù)測預(yù)報(bào)和決策支持等方面正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。通過地理模型的共享與集成來拓展GIS的地理分析能力是GIS發(fā)展的增長點(diǎn)。

國內(nèi)外地理學(xué)家面向不同的研究目標(biāo)已經(jīng)建立了大量的地理模型。由于模型設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上的差異，造成了模型共享和重用困難，形成了明顯的“地理模型孤島”。傳統(tǒng)的基于模型程序直接分發(fā)和集成的共享方式，在模型的使用和保護(hù)方面都存在不少問題，無法實(shí)現(xiàn)模型在網(wǎng)絡(luò)上的有效共享，造成了模型資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。隨著地理數(shù)據(jù)共享方法、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的日趨成熟，地理模型共享已成為GIS研究的重點(diǎn)和發(fā)展趨勢。GIS服務(wù)正在從數(shù)據(jù)服務(wù)向功能服務(wù)發(fā)展轉(zhuǎn)變，同時(shí)也將帶動(dòng)地理模型服務(wù)的研究。發(fā)展地理模型服務(wù)，探索地理模型的服務(wù)化封裝方法成為地理模型共享與集成、GIS發(fā)展的一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。

本文以地理模型共享和重用為導(dǎo)向，抓住地理模型數(shù)據(jù)、功能和操作的本質(zhì)特征，借鑒現(xiàn)有 Web服務(wù)、GIS服務(wù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、實(shí)現(xiàn)方法和技術(shù)，改變傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的模型封裝思路，提出了一套新的模型封裝與服務(wù)化的理念和思路，重點(diǎn)突破地理模型服務(wù)化封裝過程中的核心和關(guān)鍵問題，提供解決這些問題的思路、方法與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地理模型的服務(wù)化封裝。主要研究內(nèi)容與成果如下：

（1）地理模型的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)特征分析與分類。從地理模型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的組成要素——數(shù)據(jù)、程序和文檔3個(gè)方面分析了地理模型的特征。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了地理模型的分類方法，并進(jìn)行了地理模型的分類。

（2）地理模型服務(wù)的描述。提出了以位置為中心，以數(shù)據(jù)類型和分隔符為核心的數(shù)據(jù)格式描述模型，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)格式標(biāo)記語言（DFML），實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一描述；在DFML的基礎(chǔ)上，提出了以地理模型功能、輸入輸出為核心的地理模型服務(wù)的描述模型，設(shè)計(jì)了地理模型服務(wù)描述語言（GMSDL），實(shí)現(xiàn)了地理模型服務(wù)的統(tǒng)一描述。

（3）地理模型服務(wù)描述文檔的生成。針對地理模型不同組成要素的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了3大類7種地理模型服務(wù)描述文檔的生成方法，包括數(shù)據(jù)解析法、源代碼反推法、頭文件解析法、中間代碼反推法、靜態(tài)分析法、動(dòng)態(tài)調(diào)試法和用戶描述法。闡述了每種方法的概念與原理、步驟與實(shí)現(xiàn)，討論了每種方法的適用性以及在地理模型組成要素的不同組合情況下，方法的選擇流程與原則，初步形成了地理模型服務(wù)描述文檔生成的方法體系。

（4）地理模型交互操作的服務(wù)化封裝。分析了地理模型使用的操作流程以及交互操作服務(wù)化封裝的關(guān)鍵問題和難點(diǎn)，提出了數(shù)據(jù)操作封裝、功能調(diào)用操作封裝和操作服務(wù)化3階段封裝法；設(shè)計(jì)了地理模型服務(wù)交互模型和輸入輸出重定向法、操作系統(tǒng)文件操作攔截法、圖形用戶界面自動(dòng)化測試法3種模型數(shù)據(jù)操作的封裝方法，設(shè)計(jì)了基于文件和命令的模型功能調(diào)用操作的封裝方法，形成了地理模型服務(wù)實(shí)現(xiàn)的基本方法。

通過地理模型服務(wù)化封裝工具、服務(wù)系統(tǒng)的研發(fā)和案例試驗(yàn)，驗(yàn)證了本文提出的地理模型服務(wù)化封裝的理念和思路的可行性，設(shè)計(jì)的系列方法能夠有效解決地理模型服務(wù)化封裝過程中的主要問題，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)交互性的地理模型服務(wù)，為地理模型的網(wǎng)絡(luò)共享和重用提供了有效的方法，有利于消除“地理模型孤島”，促進(jìn)地理模型的共享與集成，對提升GIS的地理分析能力、拓展GIS服務(wù)具有重要意義。