异构地理分析模型的服务化封装方法研究

The sharing and integration of geographic analysis model play significant roles in tackling complex geographic problems, and also are critical issues for the development of GIS and virtual geographic environment. However, the heteroigeneity characteristics of geographic analysis model result in the predicament that vast models distributing in cyberspace and the lack of effective ways for model sharing and reusing. This project focuses on the study of service encapsulation in respect to the heteroigeneity of data format, interactive operation and runtime environment of geographic analysis model. The specific steps include, a) study the extraction method of model data format that integrates automatic computer processing and human assisting, and explore DFML-based description method for the purpose of effective extraction and uniform description of the input/output data format of geographic analysis model; b) research encapsulation modes of geographic analysis model based on workflow configuration, and build model execution engine so as to provide function of autonomous encapsulation alllowing broad participation of users; c) study the mechanism of intelligent management and service mapping of geographic analysis model, and construct host environment of model service as well as all-purpose and dynamically extensible runtime environment of models. Finally, the universal methods and tools for the service encapsulation of geographic analysis model will be achieved, and the efficiency of automated model encapsulation would be increased. The research achievements are expected to provide new ideas and methods for the online sharing and integration of geoanalysis models, and will be of great significance in promoting the geoanalysis ability of GIS as well as geographic information services.

地理分析模型的共享与集成是解决复杂地理问题的重要途径，是GIS、虚拟地理环境发展的关键。然而，模型的异构性导致大量模型散布于网络空间，缺乏有效的共享和重用方法。本项目针对地理分析模型数据格式、交互操作、运行环境的异构性展开服务化封装研究。（1）研究计算机自动处理和人工辅助相结合的模型数据格式获取方法，以及基于DFML的数据格式描述方法，实现对地理分析模型输入输出数据格式的快速获取与统一描述；（2）研究基于流程配置的地理分析模型封装模式，构建模型执行引擎，实现用户可广泛参与的自主式模型封装；（3）研究地理分析模型的智能托管与服务映射机制，构建通用的、可动态扩展的模型运行环境，以及模型服务的宿主环境。形成普适的地理分析模型的服务化封装方法与工具，提高模型封装的自动化程度。研究成果可为地理分析模型的网络共享与集成提供新的思路与方法，对提升GIS的地理分析能力，拓展地理信息服务具有重要意义。

地理分析模型对于地学研究和GIS发展具有重要作用。异构性导致大量的地理分析模型散布于网络空间，而没有得到有效利用。面向服务的地理分析模型共享与集成已经成为当前GIS研究的热点，但通用的地理模型服务尚未形成。本项目从数据格式、交互操作、运行环境的异构性入手，探索了地理分析模型的服务化封装方法。主要研究内容和取得的成果如下：. （1）地理分析模型数据格式的快速获取与统一描述。探索了从模型程序、文档和数据中自动化半自动化获取模型数据格式的方法，设计了一种能描述多样、异构数据格式的数据格式标记语言（DFML），实现了地理分析模型数据格式的快速获取与统一描述。. （2）基于流程配置的地理分析模型自主式封装模式。分析了地理分析模型的交互形式及特征，设计了以操作为核心的地理分析模型的流程模型及其构建方法。设计了数据操作、图形用户界面操作和功能调用操作相统一的模型封装方法，构建了地理分析模型的统一调用与控制模式，实现了用户可广泛参与的自主式模型封装。. （3）地理分析模型的智能托管与服务映射机制。设计了地理分析模型服务的交互模型，制定了模型服务接口规范，发展了可灵活扩展的模型服务请求解析方法与技术，构建了模型服务运行环境，实现了地理分析模型的智能托管与服务发布。. 项目研究形成了广泛适用于不同类型地理分析模型的服务化封装方法和工具，促进了地理分析模型的网络共享与集成。发表了相关期刊论文6篇，其中SCI收录5篇，EI收录1篇。获得了发明专利授权2项。参加了地理模型共享与集成国际学术会议、国际生态模拟协会大会等重要学术会议，作专题报告5人次。联合培养了博士研究生1名，硕士研究生2名。项目主持人作为事务和技术联系人成功申报了项目依托单位成为国际开放地理空间信息联盟（OGC）会员单位，未来将积极参与地理分析模型服务相关标准制订与讨论。研究成果在多个研究项目中得到了应用，可在地理数据描述、地理分析模型服务等方面进行拓展和纵深研究。