程正元++王玲燕

摘 要：基于位置的服務(wù)（LBS）需求日益增長，在GPS定位技術(shù)、通信技術(shù)以及電子計算機整體性能不斷提高的前提下，LBS與移動GIS結(jié)合成為可能，并在專業(yè)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。本文以基于LBS的移動地理信息服務(wù)平臺架構(gòu)技術(shù)為研究對象，首先分析了SOA架構(gòu)概述和特性分析，探討了基于SOA的LBS移動地理信息服務(wù)平臺架構(gòu)的設(shè)計思路，提出了實現(xiàn)策略，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：LBS 移動地理信息服務(wù)平臺 架構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TP3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0035-02

1 移動GIS概述

移動GIS，不僅僅是桌面GIS或WebGIS在移動設(shè)備上的簡單移植，它集嵌入式系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、移動計算和地理信息系統(tǒng)為一體，借助無線通信網(wǎng)絡(luò)和移動互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)，完成圖形、文字等多媒體信息融合空間數(shù)據(jù)的傳輸和應(yīng)用。移動地理信息系統(tǒng)繼承了地理信息系統(tǒng)對與地理信息和位置信息有關(guān)的地物屬性信息進行信息管理的特點，同時，又?jǐn)U展了地理信息系統(tǒng)的地域限制，提供隨時隨地的時空數(shù)據(jù)服務(wù)。移動GIS的真正內(nèi)涵是對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行組織并抽象成各種空間模型，從而將現(xiàn)實世界的各種內(nèi)容以可理解的、有意義的形式呈現(xiàn)給用戶，通過預(yù)測和分析為管理者和決策者提供一個良好的決策分析平臺。

移動終端具有良好的移動性和軟硬件可擴展性，其搭載的軟件操作系統(tǒng)的開放性為開展GIS服務(wù)提供了理想的平臺。隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)水平的不斷提升，特別是計算機圖形學(xué)虛擬現(xiàn)實技術(shù)和3G網(wǎng)絡(luò)通信的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的GIS應(yīng)用與移動終端平臺的有效結(jié)合已經(jīng)成為GIS領(lǐng)域重要研究方向之一。人們將移動計算技術(shù)應(yīng)用到GIS中，并逐漸與通常所定義的移動 GIS的概念相融合，促進了移動GIS發(fā)展，它使得GIS空間信息以可視化的數(shù)字地圖格式顯示在功能強大的移動計算設(shè)備中。

移動GIS的產(chǎn)生最早是被帶到戶外，為野外環(huán)境下工作的地理信息訪問者現(xiàn)場采集提供了條件，以其高效性實時性等優(yōu)點在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域得到廣泛認可。隨著計算機和通信技術(shù)的突破，即使在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不佳的條件下也能夠編輯數(shù)據(jù)入庫完成數(shù)據(jù)采集和編輯，新增數(shù)據(jù)可以自動更新至數(shù)據(jù)庫，極大地減少了內(nèi)業(yè)人員的工作量 除了在專業(yè)GIS領(lǐng)域，移動GIS非常重視行業(yè)用戶的需求，同時移動GIS也已經(jīng)逐漸走向大眾化并在潛移默化中成為人們新的生產(chǎn)生活方式，移動GIS已經(jīng)成為GIS面向應(yīng)用領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。例如：隨手拍照解救乞討兒童行動匯聚了千上萬網(wǎng)友的力量拍照時程序自動附上位置信息，幫助一些乞討兒童找到自己的家人；到麥當(dāng)勞簽到領(lǐng)取促銷禮券等移動GIS與基于位置的服務(wù)結(jié)合產(chǎn)生的商業(yè)模式，是目前移動GIS在大眾應(yīng)用領(lǐng)域的一種新的盈利方式。

然而，目前移動GIS在國內(nèi)的應(yīng)用空間非常大而且國內(nèi)的移動GIS技術(shù)水平與國際先進水平處于伯仲之間，但是由于受移動互聯(lián)網(wǎng)和移動智能終端的普及和分布極不平衡，導(dǎo)致移動GIS不能大規(guī)模推廣而只能在小范圍內(nèi)展開應(yīng)用。不可否認的是，移動GIS的應(yīng)用前景十分光明，但是受上游 GIS數(shù)據(jù)不公開和盈利模式不成熟等多方面的阻礙和影響，移動GIS的普及推廣不是一蹴而就的，而是需要政府與GIS平臺廠商移動互聯(lián)網(wǎng)和設(shè)備生產(chǎn)商等各個產(chǎn)業(yè)鏈上的力量攜手并一起努力。

2 SOA 架構(gòu)概述和特性分析

基于LBS的移動地理信息服務(wù)平臺采用企業(yè)級面向服務(wù)的SOA架構(gòu)的總體設(shè)計模式，那么究竟什么是所謂的SOA架構(gòu)呢？簡單的說，SOA就是一個軟件一體化的戰(zhàn)略方法。SOA至今仍然沒有給出統(tǒng)一的官方定義，W3C對SOA的定義是指服務(wù)提供者完成不同工作，再為服務(wù)使用者交付所需要的最終成果，最終的結(jié)果通常會使服務(wù)提供者和使用者一方的狀態(tài)發(fā)生變化，也或者是雙方的狀態(tài)都發(fā)生了改變，也就是說這些服務(wù)能夠迅速地被組合和重用，圍繞著服務(wù)滿足業(yè)務(wù)需要。我們可以將 SOA架構(gòu)理解成按標(biāo)準(zhǔn)將分散的功能組織成統(tǒng)一服務(wù)的組件模型（見圖1），通過已經(jīng)預(yù)定義的接口和協(xié)議將一組服務(wù)以應(yīng)用程序功能單元模塊的形式聯(lián)系起來這些預(yù)定義的接口一般都具底層環(huán)境無關(guān)性和網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境無關(guān)性，能夠做到最大限度地滿足其跨平臺性。因此，構(gòu)建SOA架構(gòu)的平臺，系統(tǒng)就能統(tǒng)一地以通用方式進行交互。

SOA圍繞著服務(wù)的核心概念，主要包含了三個服務(wù)的參與者——服務(wù)提供者注冊者和服務(wù)使用者。通常在第一步，服務(wù)提供者角色的任務(wù)是要將所要提供服務(wù)的相關(guān)描述信息發(fā)送給注冊者，進行描述信息的發(fā)布；第二步，是服務(wù)使用者通過用戶界面或者是直接調(diào)用使用了該服務(wù)的其他服務(wù)，通過服務(wù)注冊代理來查找定位所需要的某一服務(wù)；第三步，是將所需服務(wù)與使用者綁定并調(diào)用，這里指的是在完成查找所定位服務(wù)的描述信息后激活該服務(wù)。

實施SOA架構(gòu)的關(guān)鍵目標(biāo)歸根結(jié)底是未來節(jié)約管理成本，最終實現(xiàn)企業(yè)資產(chǎn)重用的最大化。因此，人們在實施SOA的時候要滿足以下兩方面的要求：（1）用戶從企業(yè)外部訪問。使業(yè)務(wù)伙伴即外部用戶也能像企業(yè)內(nèi)部用戶一樣地訪問相同的服務(wù)，從而滿足企業(yè)的業(yè)務(wù)伙伴的需求。（2）服務(wù)提供者要對服務(wù)請求做出及時準(zhǔn)確的響應(yīng)。當(dāng)業(yè)務(wù)伙伴以完成業(yè)務(wù)為目的交換業(yè)務(wù)信息時，整個會話過程隨時可用不會受到阻止，并且及時做出準(zhǔn)確的業(yè)務(wù)反饋信息。但在實際使用中，服務(wù)的提供者數(shù)量總是大于服務(wù)的使用者數(shù)量，當(dāng)使用者數(shù)量大到一定限度時，對使用者來說很容易因服務(wù)提供者短缺的原因而受到影響，為此有人為了容許服務(wù)處于暫時的短缺或遲滯的情況，采用隊列請求的設(shè)計方式（也稱異步應(yīng)用）為服務(wù)使用者提供服務(wù)。

3 SOA 架構(gòu)的 LBS 移動地理信息服務(wù)平臺架構(gòu)設(shè)計

基于服務(wù)的地理空間數(shù)據(jù)共享的模式正在逐漸成為當(dāng)前GIS向各行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的一個研究熱點GIS在當(dāng)前的企業(yè)應(yīng)用中，具有GIS建設(shè)相對昂貴，系統(tǒng)集成困難和設(shè)備更新維護復(fù)雜的缺陷，同時業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成也有一部分存在信息孤島的現(xiàn)象 通過實現(xiàn)SOA架構(gòu)的GIS解決這一系列問題，使得GIS平臺廠商以及二次開發(fā)商專注在數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的簡單服務(wù)，諸如IBM微軟等等IT界的基礎(chǔ)軟件提供商專注在基礎(chǔ)架構(gòu)類服務(wù)連接類服務(wù)和流程控制類服務(wù)上面SOA思想在整體架構(gòu)上廣泛地借鑒了設(shè)計模式的理念，使得整套系統(tǒng)的各模塊之間以及各個模塊的自身內(nèi)部之間具有高內(nèi)聚和低耦合的特性通過SOA架構(gòu)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)服務(wù)與GIS服務(wù)的有效集成，而且在數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理等GIS專業(yè)應(yīng)用部門實現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)服務(wù)的模式，有力地促進了GIS向應(yīng)用的發(fā)展。早在2007年10月23日的第六屆MapGIS用戶大會上，中地數(shù)碼集團的總裁劉永介紹MapGIS 7操作平臺的時候說：在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，圖形數(shù)據(jù)的傳輸非常慢，如果讓訪問請求在對方系統(tǒng)中完成響應(yīng)，然后只在網(wǎng)絡(luò)中傳輸結(jié)果數(shù)據(jù)，GIS系統(tǒng)的應(yīng)用效果就完全不一樣了，它采用分布式跨平臺的多層多級體系結(jié)構(gòu)，還采用了面向服務(wù)的設(shè)計思想，這是目前GIS領(lǐng)域廣受關(guān)注的技術(shù)方向。endprint

基于LBS的移動地理信息服務(wù)平臺是SOA架構(gòu)下的移動GIS平臺，它是移動GIS與先進的SOA架構(gòu)技術(shù)的巧妙融合，把移動GIS的所有功能封裝成服務(wù)，使得平臺更具有開放性和靈活性。平臺通過這種架構(gòu)設(shè)計，一方面以服務(wù)的方式對外發(fā)布包括 GIS矢量和柵格數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)服務(wù)；另一方面對外發(fā)布業(yè)務(wù)服務(wù)包括三維景觀地圖服務(wù)和定位追蹤服務(wù)，從而實現(xiàn)了多種客戶端的跨平臺、跨網(wǎng)絡(luò)、跨語言調(diào)用。平臺整體架構(gòu)設(shè)計如圖2所示。

在服務(wù)器端，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將移動GIS以 Web Service方式發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，服務(wù)主要以SOAP和REST兩種形式提供，都是基于HTTP的方式發(fā)布同時，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器也支持發(fā)布OGC標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，如WMS WFS和WCS，以及一些第三方的標(biāo)準(zhǔn)如KML，GeoRSS 等，支持這些標(biāo)準(zhǔn)的第三方都可以訪問這些服務(wù)。而且支持SOA各種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如WS-Security LDAP等安全標(biāo)準(zhǔn)，WSDL/UDDI等服務(wù)接口主持和發(fā)現(xiàn)合約，以及BPEL流程控制支持等在GIS應(yīng)用服務(wù)器層，提供比較全面的GIS服務(wù)，如地圖服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)空間分析服務(wù)網(wǎng)路分析服務(wù)三維服務(wù)等，這些服務(wù)可以與SOA架構(gòu)中與其他業(yè)務(wù)相關(guān)的服務(wù)進行有效的集成。

4 LBS 移動地理信息服務(wù)平臺技術(shù)實現(xiàn)

該系統(tǒng)包括移動客戶端開發(fā)和服務(wù)器端開發(fā)，移動客戶端的開發(fā)是基于Android GUI系統(tǒng)框架，運用Java結(jié)合XML技術(shù)實現(xiàn)地圖GIS功能；運用 JSON和HTTP技術(shù)實現(xiàn)與服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器端開發(fā)，運用Ajax技術(shù)和ASP.NET搭建后臺，處理HTTP請求，建立數(shù)據(jù)庫，使多源數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中合理地存儲和管理系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)方法如圖3所示。

5 結(jié)語

移動地理信息系統(tǒng)繼承了地理信息系統(tǒng)對與地理信息和位置信息有關(guān)的地物屬性信息進行信息管理的特點，同時又?jǐn)U展了地理信息系統(tǒng)的地域限制，提供隨時隨地的時空數(shù)據(jù)服務(wù)?；贚BS的移動地理信息服務(wù)平臺是SOA架構(gòu)下的移動GIS平臺，它是移動GIS與先進的SOA架構(gòu)技術(shù)的巧妙融合，把移動GIS的所有功能封裝成服務(wù)，使得平臺更具有開放性和靈活性。

參考文獻

[1] 謝俊，翁文勇.SOA架構(gòu)思想在仿真實驗系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2007（1）：55-58.

[2] 房經(jīng)寶.基于SOA架構(gòu)的3G Web Mapper平臺的研究與應(yīng)用[D].青島：中國海洋大學(xué)，2011.

[3] 胡圣武，朱燕霞.網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展及其應(yīng)用[J].測繪工程，2007，16（4）：5-9.endprint

基于LBS的移動地理信息服務(wù)平臺是SOA架構(gòu)下的移動GIS平臺，它是移動GIS與先進的SOA架構(gòu)技術(shù)的巧妙融合，把移動GIS的所有功能封裝成服務(wù)，使得平臺更具有開放性和靈活性。平臺通過這種架構(gòu)設(shè)計，一方面以服務(wù)的方式對外發(fā)布包括 GIS矢量和柵格數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)服務(wù)；另一方面對外發(fā)布業(yè)務(wù)服務(wù)包括三維景觀地圖服務(wù)和定位追蹤服務(wù)，從而實現(xiàn)了多種客戶端的跨平臺、跨網(wǎng)絡(luò)、跨語言調(diào)用。平臺整體架構(gòu)設(shè)計如圖2所示。

在服務(wù)器端，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將移動GIS以 Web Service方式發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，服務(wù)主要以SOAP和REST兩種形式提供，都是基于HTTP的方式發(fā)布同時，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器也支持發(fā)布OGC標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，如WMS WFS和WCS，以及一些第三方的標(biāo)準(zhǔn)如KML，GeoRSS 等，支持這些標(biāo)準(zhǔn)的第三方都可以訪問這些服務(wù)。而且支持SOA各種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如WS-Security LDAP等安全標(biāo)準(zhǔn)，WSDL/UDDI等服務(wù)接口主持和發(fā)現(xiàn)合約，以及BPEL流程控制支持等在GIS應(yīng)用服務(wù)器層，提供比較全面的GIS服務(wù)，如地圖服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)空間分析服務(wù)網(wǎng)路分析服務(wù)三維服務(wù)等，這些服務(wù)可以與SOA架構(gòu)中與其他業(yè)務(wù)相關(guān)的服務(wù)進行有效的集成。

4 LBS 移動地理信息服務(wù)平臺技術(shù)實現(xiàn)

該系統(tǒng)包括移動客戶端開發(fā)和服務(wù)器端開發(fā)，移動客戶端的開發(fā)是基于Android GUI系統(tǒng)框架，運用Java結(jié)合XML技術(shù)實現(xiàn)地圖GIS功能；運用 JSON和HTTP技術(shù)實現(xiàn)與服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器端開發(fā)，運用Ajax技術(shù)和ASP.NET搭建后臺，處理HTTP請求，建立數(shù)據(jù)庫，使多源數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中合理地存儲和管理系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)方法如圖3所示。

5 結(jié)語

移動地理信息系統(tǒng)繼承了地理信息系統(tǒng)對與地理信息和位置信息有關(guān)的地物屬性信息進行信息管理的特點，同時又?jǐn)U展了地理信息系統(tǒng)的地域限制，提供隨時隨地的時空數(shù)據(jù)服務(wù)?；贚BS的移動地理信息服務(wù)平臺是SOA架構(gòu)下的移動GIS平臺，它是移動GIS與先進的SOA架構(gòu)技術(shù)的巧妙融合，把移動GIS的所有功能封裝成服務(wù)，使得平臺更具有開放性和靈活性。

參考文獻

[1] 謝俊，翁文勇.SOA架構(gòu)思想在仿真實驗系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2007（1）：55-58.

[2] 房經(jīng)寶.基于SOA架構(gòu)的3G Web Mapper平臺的研究與應(yīng)用[D].青島：中國海洋大學(xué)，2011.

[3] 胡圣武，朱燕霞.網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展及其應(yīng)用[J].測繪工程，2007，16（4）：5-9.endprint

基于LBS的移動地理信息服務(wù)平臺是SOA架構(gòu)下的移動GIS平臺，它是移動GIS與先進的SOA架構(gòu)技術(shù)的巧妙融合，把移動GIS的所有功能封裝成服務(wù)，使得平臺更具有開放性和靈活性。平臺通過這種架構(gòu)設(shè)計，一方面以服務(wù)的方式對外發(fā)布包括 GIS矢量和柵格數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)服務(wù)；另一方面對外發(fā)布業(yè)務(wù)服務(wù)包括三維景觀地圖服務(wù)和定位追蹤服務(wù)，從而實現(xiàn)了多種客戶端的跨平臺、跨網(wǎng)絡(luò)、跨語言調(diào)用。平臺整體架構(gòu)設(shè)計如圖2所示。

在服務(wù)器端，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將移動GIS以 Web Service方式發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，服務(wù)主要以SOAP和REST兩種形式提供，都是基于HTTP的方式發(fā)布同時，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器也支持發(fā)布OGC標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，如WMS WFS和WCS，以及一些第三方的標(biāo)準(zhǔn)如KML，GeoRSS 等，支持這些標(biāo)準(zhǔn)的第三方都可以訪問這些服務(wù)。而且支持SOA各種相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如WS-Security LDAP等安全標(biāo)準(zhǔn)，WSDL/UDDI等服務(wù)接口主持和發(fā)現(xiàn)合約，以及BPEL流程控制支持等在GIS應(yīng)用服務(wù)器層，提供比較全面的GIS服務(wù)，如地圖服務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)空間分析服務(wù)網(wǎng)路分析服務(wù)三維服務(wù)等，這些服務(wù)可以與SOA架構(gòu)中與其他業(yè)務(wù)相關(guān)的服務(wù)進行有效的集成。

4 LBS 移動地理信息服務(wù)平臺技術(shù)實現(xiàn)

該系統(tǒng)包括移動客戶端開發(fā)和服務(wù)器端開發(fā)，移動客戶端的開發(fā)是基于Android GUI系統(tǒng)框架，運用Java結(jié)合XML技術(shù)實現(xiàn)地圖GIS功能；運用 JSON和HTTP技術(shù)實現(xiàn)與服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器端開發(fā)，運用Ajax技術(shù)和ASP.NET搭建后臺，處理HTTP請求，建立數(shù)據(jù)庫，使多源數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中合理地存儲和管理系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)方法如圖3所示。

5 結(jié)語

移動地理信息系統(tǒng)繼承了地理信息系統(tǒng)對與地理信息和位置信息有關(guān)的地物屬性信息進行信息管理的特點，同時又?jǐn)U展了地理信息系統(tǒng)的地域限制，提供隨時隨地的時空數(shù)據(jù)服務(wù)?；贚BS的移動地理信息服務(wù)平臺是SOA架構(gòu)下的移動GIS平臺，它是移動GIS與先進的SOA架構(gòu)技術(shù)的巧妙融合，把移動GIS的所有功能封裝成服務(wù)，使得平臺更具有開放性和靈活性。

參考文獻

[1] 謝俊，翁文勇.SOA架構(gòu)思想在仿真實驗系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2007（1）：55-58.

[2] 房經(jīng)寶.基于SOA架構(gòu)的3G Web Mapper平臺的研究與應(yīng)用[D].青島：中國海洋大學(xué)，2011.

[3] 胡圣武，朱燕霞.網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展及其應(yīng)用[J].測繪工程，2007，16（4）：5-9.endprint