構建基于G-S模式的數(shù)字月球平臺關鍵技術研究.pdf

1、“數(shù)字月球”是一個集月球科學、信息科學和系統(tǒng)科學于一體的綜合學科,它不僅是一個學科領域的創(chuàng)新,同時也是一個工程技術系統(tǒng)的創(chuàng)新,是統(tǒng)一地用數(shù)字化手段解決月球科學問題,最大限度利用月球信息資源的有效途徑。數(shù)字月球平臺作為“數(shù)字月球”概念的應用和延伸,是“數(shù)字月球”的重要組成部分,也是“數(shù)字月球”產(chǎn)品化、平臺化的主要體現(xiàn)方式。
　　 數(shù)字月球平臺旨在提供以月球空間信息為主的信息服務,空間信息服務模式是其關鍵,G/S模式作為一種新型的空

2、間信息網(wǎng)絡服務模式,能夠有效解決海量、異構、多源空間數(shù)據(jù)的組織和管理,實現(xiàn)了空間信息服務的聚合。
　　 本文針對我國繞月探測工程科學數(shù)據(jù)發(fā)布和成果共享的需求和現(xiàn)有月球空間信息網(wǎng)絡服務模式的不足,從研究數(shù)字月球平臺理論體系出發(fā),將G/S模式與數(shù)字月球平臺進行結合,從信息服務的角度深入分析和研究了基于G/S模式的數(shù)字月球平臺的架構體系和運行機制,對其中所涉及的關鍵技術進行了詳細地梳理和闡述,建立了一套以數(shù)字月球標記語言DLML為基礎

3、的月球空間數(shù)據(jù)描述與分布式集成方法,并以此為核心構建了基于G/S模式的數(shù)字月球平臺原型系統(tǒng)。本文取得的主要創(chuàng)新點包括:
　　 (1)設計了一種月球信息標識語言——數(shù)字月球標記語言DLML。在深入研究GML、KML等地理信息標識語言的基礎上,結合我國月球探測科學數(shù)據(jù)發(fā)布和成果共享的需要,以可擴展標記語言XML的語法和格式為基礎,設計和實現(xiàn)了一種月球信息標識語言,用于實現(xiàn)對以月球空間對象為核心的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以及探月科學成果數(shù)據(jù)

4、、月球場景漫游控制和分布式數(shù)據(jù)集成的描述。
　　 (2)提出并設計了一種基于G/S模式的數(shù)字月球平臺的技術架構。以“數(shù)據(jù)分散、信息匯聚、服務聚合”為理念,提出了一種基于G/S模式的、以數(shù)字月球標記言語DLML,為核心的數(shù)字月球平臺的技術架構。該技術架構有別于傳統(tǒng)意義上的虛擬月球系統(tǒng)或基于其它架構模式的數(shù)字月球平臺,具有一定的前瞻性和探索性。本文在深入研究基于G/S模式的數(shù)字月球平臺的基礎上,從我國月球探測科學數(shù)據(jù)發(fā)布與成果共享的

5、角度出發(fā),圍繞數(shù)字月球標記語言DLML這個核心,對分布式月球空間數(shù)據(jù)服務器群中的關鍵技術和數(shù)字月球瀏覽器的設計與實現(xiàn)作了相應的研究,最終確立了基于G/S模式的數(shù)字月球平臺的架構體系,并實現(xiàn)其原型系統(tǒng)。通過具體的應用實例驗證了基于G/S模式的數(shù)字月球平臺在提供月球空間信息服務過程中的有效性、優(yōu)越性,為探索數(shù)字月球平臺架構模式提供了科學依據(jù)和一定的參考價值。
　　 (3)提出了一種以服務聚合為核心的月球空間信息服務模式。本文將G/S

6、空間信息服務聚合模式用于數(shù)字月球平臺的核心——月球空間信息服務的數(shù)字化,以數(shù)字月球平臺中的信息服務過程為研究對象,從數(shù)據(jù)分散、信息匯聚和服務聚合的角度對基于G/S模式的數(shù)字月球平臺的架構體系和運行機制進行了分析和研究,為建立我國自主、可控的、面向服務架構的月球空間信息服務平臺提供理論依據(jù)和應用模型。
　　 基于以上創(chuàng)新性的研究,本文取得的主要成果包括:
　　 1.豐富和完善了“數(shù)字月球”的概念及其應用框架
　　

7、在對“數(shù)字地球”概念及其應用進行研究的基礎上,結合月球空間信息服務數(shù)字化的需求,對現(xiàn)有“數(shù)字月球”的概念和內(nèi)涵進行了補充和完善,明確了“數(shù)字月球”的應用框架,系統(tǒng)和全面地闡述了“數(shù)字月球”的含義、理論依據(jù)、框架體系和關鍵技術,為數(shù)字月球平臺的構建提供了理論指導和實踐依據(jù)。
　　 2.初步建立了基于G/S模式的數(shù)字月球平臺的理論體系和技術架構體系。
　　 從“數(shù)字月球”框架的角度,提出涵蓋月球空間信息管理和月球空間信息服務

8、的數(shù)字月球平臺的概念,并對其含義、理論依據(jù)、框架體系、科研意義等進行了詮釋,將G/S模式與數(shù)字月球平臺相結合,從信息服務的角度分析和研究了基于G/S模式的數(shù)字月球平臺的架構體系和運行機制,初步建立了基于G/S模式的數(shù)字月球平臺的理論體系和技術架構體系,為建立我國自主、可控的數(shù)字月球平臺提供理論依據(jù)和應用模型。
　　 3.建立了一套以數(shù)字月球標記語言DLML為基礎的月球空間數(shù)據(jù)描述與分布式集成方法。
　　 在深入研究GML

9、、KML等地理標記語言的基礎上,針對我國繞月探測科學數(shù)據(jù)的特點和數(shù)據(jù)發(fā)布與成果共享的需求,設計了一種以可擴展標記語言XML的語法和格式為基礎的月球信息標識語言——數(shù)字月球標記語言DLML。通過數(shù)字月球標記語言DLML能夠?qū)崿F(xiàn)對月球空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、探月科學成果數(shù)據(jù)、場景漫游控制以及分布式數(shù)據(jù)集成的描述,建立了一套以數(shù)字月球標記語言DLML為基礎的月球空間數(shù)據(jù)描述與分布式集成方法。
　　 4.搭建了基于G/S模式的數(shù)字月球平臺原

10、型系統(tǒng)。
　　 以G/S模式以及“數(shù)字月球”框架為理論基礎,以嫦娥一號CCD影像數(shù)據(jù)和高程數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)支撐,以數(shù)字月球標記語言DLML為核心,搭建了基于G/S模式的數(shù)字月球平臺原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用G/S架構模式,前臺通過以地學瀏覽器Geo-browser為原型的數(shù)字月球瀏覽器實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的功能交互。后臺通過分布式月球空間數(shù)據(jù)服務器管理月球相關數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)通過數(shù)字月球標記語言DLML能夠?qū)崿F(xiàn)對以月球空間信息為主的信息進行描述、展示