嵌入空间数据库的地图服务及web地图服务集群技术研究

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1、中国科学院遥感应用研究所博士学位论文嵌入空间数据库的地图服务及Web地图服务集群技术研究姓名：王盼成申请学位级别：博士专业：地图学与地理信息系统指导教师：杨崇俊20040601巾甜院避搏所博士论文嵌入芏闻敷托岿的地压j脏务茂№b地图服务枭群技术研克摘要WFS(WebFeatureService)和WMS(WebMapService)是当前Web地理信息服务中的两种主要形式，它们的区别在于服务黎和客户端在整个WebGIS体系中的地位和作用不同。WFS将矢常格式的空间数据从服务器端传输到客户端进行渲染显示，WMS事先在服务器端绘制好地图传送到客户端。WFS适台小数据量的地理信息应用，WMS在空

2、间数据量大时则是好的选择。传统的Web地剀服务由～个运行在独立进程中的地图服务器提供。空间信息首先从数据库中获取，传输到地图服务器进程。然后在地图服务器进程里进行地图的渲染。空问数据库在整个WebGIS服务体系中的作用仅仅是一个数据的提供者。本文在详细分析Web地图服务的体系结构基础上，提出将地图服务功能嵌入空间数据库的新思路，避免海量空IW数据在地图服务器进程和数据库进程之间的传输，I司时也有利于Web地图服务的j：次开发雨j用户定制。本文研究的丰望内容包括：(1)深入研究了Web地图服务的体系结构，详细分析了空间数据库在Web地图服务体系中的地位和作_}；}j、空间数据组织管理和Web

3、地图服务之间的关系。指出空间数据库刁i仅仅可以为Web地图服务提供一个数据的存储环境，还提供了基本的GIS分析动能和投影变换的功能，在GIS的应用中应该充分利用这些已有的功能。(2)比较了传统Web地图服务的实现架构，认为传统的Web地图服务都必需实现。个运行在独立进程中的地图服务器，守间数据必需首先从数据库中传输到地图服务器中才能进行地图的渲染，海量的空间数据的交换将影响到Web地图服务的整体性能。因此本文提出直接将地图渲染的功能嵌入空间数据库的方法，能够使用SQL语言的查询谓词“select”直接将矢量格式的空间数据转换成地图图片输出，使得空间数据库具备地图服务的功能，避免海量空间数据

4、在不同进程之间的传输。(3)为丰富Web地I刽的表达效果，本文设计了地蚓符号数据模型，第一次成功地在数据库中扩充了地图符号数据类型(Symb01)，使得空问数据不仅仅能支持卒问数据．还支持守问数据的地图符号化表达。同时为地图符号提供了面向SQL的外部WKT交换格式，在数据库-}1可以直接通过SQL语句进行地图符号的定制，并不需要专用的客户端。(4)提出了面向网络地I墨I服务的空间数据的组织和管理方法。将图层的地幽符号化表达看作是“皮肤”，用户通过给图层提供不同的“皮肤”将自由地定制中科院遥感所博士论立嵌八空间敷据库堕些璺堕墨垒坠!些里!坠堡型垫查竺壅地图。为方便空间数据的组织和管理，在数据

5、库中用过程语言编碍了空间数据的组织和管理模块。(5)基于扩充了地图服务功能的空问数据库，设计并实现了WebGlS平台软件产品GeoBeans的Linux版本。(6)为提高地图发生的效率，本文提出一种基]：Linux集群的地图并行生成算法，百jf究了并行过程中的负载均衡。提出可以将典型的WMS请求中的地图范围【矩形)进行分割成更小一级的请求矩形，交付给多个实际的服务节点分别产生地图图片，然后再将地图图片进行合成的方法。由于各节点的负载畿力往往不一致，凶此任务的分割小能采用等分的办法。本文提出aJ以根据地图的内容对小同空间区域的“负载需求”进行统计，然后根据二维的“负载需求”分布进行任务的分割

6、。关键词：Web地图服务，空间数据库，扩展，集群，并行算法，负载均衡中科院避感口i搏士论文嵌八空间数据库的地图服务厦Web地图服务集群技术研完AbstractWFS(WebFeatureService)andWMS(WebMapService)arethetwomajorformsofthepresentwebgeographyinformationservice．TheirkeydifferenceIiesinthedisparaterolesoftheserverandclientintherespectivearchitecture．AstoWFS，thewebbrowsersend

7、arequesttotheserverwhichparsetherequest，producesearchconditions，retrievedatafromspatialdatabaseandsendthedatatoclients．Anapplicationembeddedinwebbrowsermustrenderthemapanddealwiththeinteractionbetweentheuserandth