地学工作流驱动的传感网即时协同制图方法研究

传感网（Sensor Webs）可以通过互联网实现分布式传感器、观测数据、处理算法和服务资源的在线集成，它在环境安全、灾害监测、智能交通和国防安全等方面有巨大的应用潜力。为了实现多传感器高效实时制图，本项目提出地学工作流驱动的传感网即时协同制图方法，围绕地学工作流的精确发现、并联耦合和即时协同关键科学问题进行研究，具体包含：多传感器地学工作流的资源语义服务体系、异构地学工作流的并联互操作模型和地学工作流的异步即时协同执行方法，建立传感网即时制图原型系统。它能够屏蔽不同模型工作流差异，实现多工作流之间信息相互流通和异步流程即时协同服务，有效提高传感网实时制图能力。研究成果不仅可以推动地球空间信息服务由在线服务模式向即时服务模式的转变，也可以直接用于"国家综合减灾与风险管理信息平台"，有着十分重要的学术价值和现实意义。

地学传感器资源的精确发现、异构地学工作流的并联耦合和即时协同是传感网实时制图的主要瓶颈。本项目提出了地学工作流驱动的传感网即时协同制图方法，围绕传感网环境下地学传感器资源精确发现、异构地学工作流的并联耦合与高效异步服务等关键科学问题进行研究。主要研究内容包括：多传感器地学工作流的资源语义服务体系、异构地学工作流的并联互操作模型和地学工作流的异步即时协同执行方法，并在上述服务体系、模型和方法的基础上建立传感网即时制图原型系统。本项目取得的重要成果包括：.（1）提出了卫星传感器观测共享与互操作元模型、地学工作流资源注册服务方法、传感器观测能力元数据模型、观测数据本体模型和遥感数据系统访问协议本体模型，实现了地学传感器资源的统一描述与精确发现，以及传感器的语义描述、语义注册和搜索，为地学工作流的资源描述和语义服务奠定了基础。 .（2）提出了基于过程链的地学工作流构建方法、基于RESTFul接口的异构地学工作流互操作方法和地学工作流资源传感器能力表征模型，通过串联传感器、观测数据以及观测过程处理方法，实现了异构地学工作流的并联耦合与互操作。.（3）提出了传感网异构节点元模型、地学工作流传感器对象模型、自然灾害事件全生命周期动态表征元模型和基于信息物理-地理信息服务的多种异质原位传感器在线控制方法，为地学工作流驱动的服务组合和即时协同制图提供了信息模型和计算方法基础。.（4）研制了集设计、执行和管理一体化的地学工作流协同制图服务原型系统，搭建了地学工作流协同制图实验平台，开展了土壤湿度即时制图服务实验；开发了地学工作流制图引擎软件，实现了地学工作流驱动的传感网即时协同制图；提出了多地理信息服务聚合的赛博物理信息基础设施，为即时协同制图提供了信息物理架构、模式和实践支撑。.本课题提出的面向资源体系的异构地学工作流协同服务方法，能够屏蔽不同地学工作流的差异，实现了多工作流之间信息相互流通和异步流程即时协同服务，提高了地学工作流的可管理性和服务效率，有效提高了传感网实时制图能力，缩短了传感网灾害制图响应时间。研究成果可在环境安全、智能交通、灾害监测和国防安全方面应用，有着十分重要的学术价值和现实意义。