基于SOA架构的地理信息展示系统的设计

摘要：本文主要介绍面向服务的地理信息系统体系结构的需求及其特点，并重点阐述了其设计的要点及其主要的功能作用。

关键词：地理信息系统；SOA；设计；功能

中图分类号： G623.45 文献标识码： A 文章编号：

1.引言

面向服务的体系结构（Service-Oriented Architecture，简称为SOA），是一个将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过定义良好的接口和契约联系起来的构件模型[1]。其包含运行环境、编程模型、架构风格和相关方法论等在内的一整套新的分布式软件系统构造方法和环境，涵盖服务的整个生命周期有：建模-开发-整合-部署-运行-管理。SOA以服务为核心，来实现的IT系统更灵活、更易于重用、更好（也更快）地应对变化。

2.地理信息系统对面向服务的体系结构的需求

随着地理信息技术的发展，地理信息系统的应用范围已经逐渐从工程应用转向行业和社会化应用，而地理信息技术与网络技术的结合推动GIS应用扩展到了各个应用领域和广泛的地理区域。由于长期以来地理信息系统在决策支持、信息交流、资源管理与评估、提高工作效率、节约资源等方面凸现的巨大优势，越来越多的组织开始使用地理信息系统实现其业务中与地理位置相关的信息处理和决策分析，因此对地理信息的开放式访问的需求越来越大，用户的要求也越来越复杂。

为了能够将地理空间信息和空间处理功能给企业内部使用，并且达到节约资源，方便系统的集中管理、使用和扩展的目的，则需要将桌面版的地理信息功能扩展到服务器端，使得用户能够通过网络访问由Web Services提供的地理信息资源和功能，可以根据其接口的描述调用服务的功能，实现功能的集成与系统的快速构建，节约大量的资源[2]。因此，设计基于SOA架构的地理信息展示系统是相当有必要的。

3.基于面向服务的体系结构的地理信息系统设计

3.1系统设计的原则

系统在设计时，将按照国家保密局和国办的有关规范要求，从网络安全和应用安全两个层面进行统一的安全考虑，对系统中的用户权限和角色进行严格、合理的规定和划分，对用户身份进行严格的审核、对用户行为、基本信息单元的存取进行严格的监控与审计。具体的原则如下：

（1）开放性。软件的发展将是连续的，系统提供开放的接口设计，保证未来系统扩展及二次开发，以适应客户需求的变化与发展。

（2）安全可靠性。系统采用成熟和应用广泛的技术平台，加上完善的安全设计，确保系统的安全性和可靠性。

（3）标准性和先进性。软件采用的技术，将在相当长的时间内保证其发展能力，并具有良好便捷的升级能力，选用的操作系统、数据库产品、应用软件均具有先进性及成熟的技术与产品。同时注意采用多种国家标准和工业标准，确保系统的标准性和安全性。

3.2.SOA结构的特点

（1）开放式集成。采用面向服务的体系架构，地理信息的部署可以不管其它子系统使用什么开发语言，也不管这些子系统分布在互联网的哪些地方。只要根据其提供的Web Service接口，地理信息展示系统根据用户的业务需求向这些接口发出http请求，快速得到响应结果，然后把返回信息动态地组合在一张地图上，全面呈现给用户。

（2）纵向多级、横向网格。采用SOA面向“服务”的设计思想，地理信息展示平台的分布式数据管理体系将有很大的改进。采取跨平台的“纵向多级、横向网格”的组网方案，在每一级服务器之间、节点与节点之间的连接采用了“松耦合”方式。同时，把“进行数据存取操作”变为“请求数据存取服务”，谁管理数据谁提供服务，从而解决网格节点之间、父节点与子节点之间、不同平台不同系统之间数据库不通的问题。此外，还可实现由不同操作系统、不同数据库平台、不同数据大小产生的“异构数据库”的增量更新与同步。

（3）组件化开发。在二次开发方面，地理信息展示系统向SOA转化表现为采用全组件化的二次开发模式，而且组件细粒度更细。各种被定义的功能组件大都采用了标准的COM接口，在进行二次开发时，可以使用Java，Dotnet和Domino等各种开发语言。通过面向“服务”的应用开发框架模型以及更细粒度的组件，能够简单地定制将各种系统整合成一个有机的整体，降低开发成本。

4. 系统功能

4.1实现电子地图功能

SOA系统可以实现在地图上进行移动、放大、缩小、测距等操作。支持地图要素检索与自动定位，作业场所信息显示，视频信息显示，地图图层控制，地图标签标注 ，地图输出，监控目标选择与自动定位 ，联动报警。

4.2提供生产、气象信息内容

该系统提供的生产、气象信息包括海上作业平台实时生产信息、海上实时气象信息、姿态采集信息。并嵌入国家海洋环境预报中心气象预报信息。

4.3存有应急资料

系统收集并整理了应急指挥过程中所需要的相关资料文档，并进行统一的归类分档，建立统一的应急资料支持数据库。

4.4支持台风预警

在海图上直观的展现台风运行轨迹,为海上作业人员提供准确直观的台风运行信息。下图是台风“红霞”迅速从南海北部海域，向内陆移动的路径及影响范围。如图4所示。

4.5具有防碰撞预警和海上辅助搜救功能

为了避免海上船只与平台之间的碰撞事故，在每个海上平台安全距离以内，如果进入该区域的船舶当航速大于X节且真航向靠台时，发生预警，避免海上平台碰撞安全事故。而当发生海难及危险事故时，本系统可以直观反映在事故现场周围的船只或平台，以便最快最有效的组织救援力量。

4.6辅助决策与指挥功能

辅助决策与指挥提供的数据有：电子地图信息，显示二、三维数据或模型，如图5所示；SADA等生产数据；数学模型；历史资料库；资源的快速查询，用于及时联系和调配抢修资源；路径分析；报告及存档等。

5.结束语

地理信息系统目前对于面向服务的体系结构来说是一种非常有价值的技术。通过桌面地理信息系统和服务器端的地理信息系统，能够实现数据、工作流、功能等的服务以及网络共享，以Web Services的形式给GIS行业以及非GIS行业的用户提供非常专业的地理信息和空间分析功能，节约资源，提高系统的可扩展性和开放性，帮助各行各业实现地理信息的浏览与基于空间位置的分析，提供决策支持，并且通过降低GIS行业的开发和应用门槛，拓宽GIS的应用市场，使GIS在各行各业逐渐普及，为大众所接受，为人民生活提供更多的决策支持。

参考文献

[1] 陈淑清. 面向服务软件体系结构研究与应用[D].中南民族大学，硕士论文，2005.

[2] 罗春. 地理信息系统发展的新趋势：面向服务的体系结构[J]. 中国地理学会2007年学术年会论文摘要集，2007：188-190.

作者简介：陈小泉，33岁，2003年毕业于西北工业大学，现工作于中海油信息科技有限公司湛江分公司，主要从事软件开发工作。