浅析水环境空间信息管理系统的设计与实现

赵慧珍

摘 要：水环境空间信息管理系统是一种可以解决数据格式多样的空间信息资源的共享问题还有解决物理存储分散问题的三维可视化的地理空间信息平台。本文研究怎样构建一种结合的空间信息共享体系架构，这种结构是由集中式的空间信息对象管理和分布式的空间信息服务相结合的，通过一种服务就可以使水环境空间信息管理系统在网络中可以进行信息同享、交换资源、提出决策跟协助并进行工作可以实现，这种服务就是对空间信息对象的浏览、分析、操作的web服务。

关键词：虚拟地理环境；空间信息资源；web服务；资源共享

一、水环境空间信息管理系统

水环境空间信息管理系统可以作为一个交换平台，能生成可以提供对地学的分析以及地理研究的三维的地理空间环境，之所以可以生成此空间环境是因为它利用了计算机可以对现实的地理世界进行模拟的功能。虚拟地理环境让地理的专家跟研究人员们能有效的对已经存在的空间信息资源进行利用，让他们可以更加真实的感觉跟了解水环境中，人文地理和自然地理的时空关系，然后依照感受跟认识进行操作，这种操作的步骤是构造虚拟的场景、对模型进行的计算、实现对地学的分析、并且互相协助的进行决策。

伴随着信息技术和电子技术在各个方面的大量应用，水环境空间信息管理系统正受到越来越多的关注，因为它是多种信息渠道的空间基础，不仅如此，社会各领域对它的需求也是在日益加大。水环境空间信息管理系统操作流程较为需要这两个必然的前提，那就是网络访问与空间信息数据，其中空间信息数据是从以往的地理信息系统累积下来，这样就充分的利用了已有资源，并避免信息的重复采集，提高经济效益提高。信息的共享是很难实现的，这是因为数据存储格式的差异性跟空间信息数据的复杂性。正是因为这个现实的状况，本篇文章通过独特的角度并且运用面向对象的思想，在对元数据和集中的空间信息对象研究的情况下，提供Web服务和分布的空间信息，使难以实现的空间信息共享可以成为现实。

二、水环境空间信息管理系统中面向对象的空间信息组织管理方式

让传统的地理信息系统的封闭性，空间信息数据在数据存储格式，数据模型，数据结构上都存在着巨大的差异，基础数据不够标准，获取手段的复杂多样化，表达的多时空性、多语意性、多尺度性，这都是能引起多种格式的空间信息资源所存在的原因。它们因为缺乏兼容性很难进行共享所以并没有操作的可能性。

1.面向对象的空间信息结构化组织

水环境空间信息管理系统提出了通过组合与迭代基本数据元素来实现描述复杂模型数据实体的方法。在进行空间信息资源共享的时候把它们全部看作空间信息对象，并且认为所有的空间信息对象都是可以通过一种方法进行表达，这种方法就是对简单的基本空间信息对象的组合跟迭代，无论其空间信息多么复杂，运用这种方式都是可以表达和描述的。

将空间信息可以分成四种类型，它们分别是值、特征、类、集合，它们各自都有自己的标志符进行标识，这种标示符是通过系统产生全局唯一的对象标示符进行标识的。

特征就是把特别常用的地理空间特征进行划分实现，这是通过对空间的信息进行抽象总结而实现的。就像电子图表、视频音乐、几何属性、时空特点等特征。

值和特征可以用来显示并且可以执行，它们是可以被看作组织空间信息的原子对象，是一种实体，可以表达空间信息对象过程中不可再分解的。它的内容不能由别的不同于它的空间信息对象来存在，也不依靠于其他的空间信息对象而存在。集合是有序集并且允许有重复项的任意多个空间信息对象的组合，它允许存在的各项之间相互独立互不干涉。这两种对象都是复合的，它们都可以被分解成一系列复合对象或原子对象的定义。

2.水环境空间信息管理系统空间信息对象及其元数据的XML表达

空间信息包含了多种数据信息，而地理空间信息的元数据即是这其中特殊数据能用来描述空间信息数据的质量、状态、内容还有其他的特性。元数据之所以在地理信息所有的标准中是最核心的部分原因是多源异构的空间信息资源本身很难做到标准化。并且元数据现在得到了很充分的发展。

本篇文章在发挥了XML的极高的灵活性和极高的扩展性等特征并且补充了这个空间信息对象所拥有的标识信息、数据质量等元数据信息的同时也没有忘记利用最基本的XML对空间信息对象进行结构化表达，这样就得以将本来具备的空间信息元数据标准的水环境空间信息管理系统，并且将其得以管制。

三、水环境空间信息管理系统中VGE的空间信息共享体系架构

1.空间信息对象及元素的集中式数据管理

集中式的应用程序的构架简单这是优点但也是弊端。因为如果将所有的地点的空间信息资源都直接聚集到虚拟的地理环境中进行管理，这是一种极其不现实的想法。如果比较起来，元数据信息跟空间信息占有空间信息资源中并不是很大的部分，因为元数据信息和空间信息就可以表达空间信息的资源。

集中式体系架构是好的选择，各个部门从空间信息资源中能得到相应的元数据信息还有对象信息，接下来的步骤是进行组织从而生成XML文档，接下来就可以将其提供到共享的平台中，就方便了用户对自己所需要的空间信息对象的查询及访问。进一步用户还可以进行更具体的操作，比如用户还可以从文档中获得空间信息资源的链接，在脱离水环境空间信息管理系统的情况下，仍然可以获得自己想要的空间信息资源进行应用。

2.分布式的空间信息共享服务

分布式的空间信息共享服务体系就是利用集中管理的空间信息的元数据和对象信息去访问不集中出现在网络环境中的空间信息资源，它这一操作让灵活性和统一性得以完美结合，让其可以单独管理自己的部门。这种模式优点很大可以说是空间信息系统的一种完美的理想情况。

3.整合集中式和分布式的空间信息共享体系

整合集中式和分布式的空间共享体系可以使各个空间对应的信息资源方便于集中管理，又可以提供分布式的服务，多个用户可以存在多个客户端，这样客户就可以进行信息共享并且互相协作并顺利的完成空间信息处理工作。在该体系架构中有三个层次分别是数据层、服务器层、以及客户端层，其中数据层负责整合分散的信息资源；服务器层是共享平台的核心；而客户端层是最后在信息资源共享交互协作的关键点，通过各项操作最终可以满足它的GIS分析需求。

4.结论

本篇文章采用的思想是面向对象，这种思想为我们之后研究的方式提供了引导。在水环境空间信息管理系统中这种将元数据标准融入进虚拟的地理环境中来的同时，又将原本的元数据信息扩展到空间信息的对象中的方式，让非元数据的专家或学者也可也不受限制的通过这种方式来组织并且管理空间信息资源，并且提供XML描述方案，这是让空间信息共享成功的关键步骤。要实现水环境空间信息管理系统访问、分析、浏览、共享分散在虚拟环境中的空间信息资源的目的，这种方法可以做到很好的均衡服务器端和客户端的负荷，最终让虚拟地理环境的空间信息共享平台这个理想成为现实。

（作者单位：云南师范大学）

参考文献：

[1] 聂运菊赵吉先，邹莉.城市基础地理信息多源空间数据集成模式的探讨.北京测绘.2003.（11）：12，13.

[2] 溫永宁，闾国年，杨慧等.面向服务的分布式地学模型，集成框架研究.遥感学报，2006，（3）：160～168.

[3] 张晓辉.实现科学数据共享的基石语言，XM的理论与应用.中国基础科学，2003，（5）：32，38.

[4] 王行风徐寿成.XML与WebGIS的空间数据管理技术.计算机工程与应用，2001，（12）：139—141.

[5] 王卷乐。游松财。诸云强.基于元数据的地理空间信息Web服务及其开发研究地理信息世界，2005，（2）.