4．开放式地理数据产互操作规范（OGIS）框架

    OGIS类似于API（提供统一的接口），但它和API又有区别：API通常需要在一个特定的操作系统和程序语言环境下才能使用，而OGIS中的规程是在更高一级上的抽象，它独立于具体的分布平台、操作系统及程序设计语言，使软件开发者建立的地学应用软件能在当今任何分布计算平台（DCPS）下相互可操作。

    具体说，OGIS框架主由三部分组成：开放的地理数据模型（Open Geodata Model）、OGIS服务模型（Open Services Model）以及信息群模型（Information Communities Model）。

    1）开放的地理数据模型（OGM）

    ·对现实世界的抽象方法。在OGIS中，将现实世界中所有地理元素抽象为实体和现象，其中实体是指可识别的、离散的对象，并且具有已确定的边界和空间范围，如建筑物、河流等。而现象是指连续的空间，它没有明确的范围和边界，如温度，它只有和某一固定点或某一时间相联，通过现象的值才有意义。在OGIS中的基本对象是特征（Feature）和层（Coverage）。特征是对现实世界中实体的抽象或描述，它具有空间域、时间域或时空域，它包括用时间和空间确定的几乎所有的内容，如桌子、建筑物。特征是通过特征集合来管理的。层是由一个时空域中相关联的点组成的，其中每个点都和某一值相对应，它可为简单值，也可为复杂值。因此，层是一个从时空域到属性域的函数，在OGM中，它是以函数形式来表示的。特征、层用来表示现实世界中的实体和现象。现实世界，抽象模型和OGM之间具有如图17．3所示的影射关系。

    ·特征和层之间的关系。特征和层是观察地理数据的两种不同的方式，大多数数据都可用这两种形式来表示，但特征重于实体的范围、语义、几何属性，而层侧重于每点的值。层是从特征中产生出来，它具有特征的所有特性，特征可以递归定义，即几个不同特征及层级组成另一个特征。

    ·几何体——OGM中可支持的对象。由于地理信息系统中多数为空间数据，因此它必须有时间域、空间域。在特征中，将与空间坐标相关的属性抽取出来，称为几何体，其

    表示法如下：在OGM中，采用0、1、2以及三维拓扑来表示，如表17．2所示。

    ·时空参考系统。几何体属性是用来描述几何体的特征，如位置、精度等。在OGIS中，为了为几何体在现实世界中进行定位，因此引进时空参考系统。它是说明几何体的坐标是如何确定的，离开了时空参考系统的几何体的空间属性是毫无意义的。

    ·语义特征——OGIS特征的属性及属性集。特征主要是通过属性集来描述的，它包括几何属性和语义属性。语义属性是对特征的解释和理解，在OGM中是通过语义模式（Schema）来描述的，它包括属性名称、数据类型（基本类型，如整型、实型）以及约束条件等。

    ·元数据——OGIS中特征和特征集的特征。元数据是特征以及特征集的特征。简单地说，它是特征或特征集中属性的子集。它将该特征或特征集中特殊的、与众不同的属性抽出，并对它们进行描述。

    2）信息群模型（Information Communities Model）

    信息群是指共享数据的用户群。它可以是数据提供者，也可以是数据使用者。随着社会的进步以及网络技术的发展，不同的信息部门之间越来越需要能够共享信息。但信息共享在现阶段仍难以实现，原因是多方面的，例如，名词问题、概念模式问题，等等。为了在信息部门之间实现共享，需采用信息群模型。

    信息群模型主要任务，是解决具有统一的OGM及语义描述机制的一个信息部门内部以及具有不同OGM及语义描述的信息部门间的数据共享问题。它采用的主要方法是语义转换，目的是使具有不同特征类定义以及语义模式的信息用户群之间实现语义的互操作性。

    信息群模型所追求的不但包括数据转换，而且包括语义转换。为了进行语义转换引进以下结构：目录、Trader和语义转换器。

    ·目录是一种索引机制，它是实体的集合，每一个实体都描述并指向一个特征集。它包括特征集的索引表、内容、层及其他的描述数据。通过目录，能得到数据存放的位置。在每个信息部门中，目录是唯一的。

    ·Trader是存在于信息部门之外的，相当于一个ftp站点或WWW地址，通过它能将信息部门的信息向外界公布。

    ·语义转换器是不同信息部门之间信息的语义转换机制，它包括转换规则和语义集，并通过在对每个描述数据的解释上一致性的协议来实现。由于每个信息部门对信息的解释都不同，因此要能进行共享，每两个信息部门之间都要有一个语义转换器。若部门B中用户1想共享部门A中用户2的信息，则：首先，用户通过Trader，发现所要的信息可能在信息部门A中，并通过A的目录，确认这些信息在A中；其次，找到所要信息在A中的具体位置，即在用户2中，通过A，B之间已有的语义转换器，自动将A中所需的信息转换成B中的信息，这样，用户1便能使用户用户2的信息了。

    3）OGIS服务模型（OGIS Services Model）

    OGIS服务模型是定义地学数据服务的对象模型，由一组相互可操作的软件构件集组成，为对特征的访问提供对象管理、获取、操作、交换等服务设施。

    OGIS是控制地理数据存取、管理、操作、描述以及信息群之间数据共享等服务的总体规范模型；也就是说，它是从技术上描述开放的地理数据模型和信息群模型。具体地说，它具有以下几方面的功能：

    ·提供了一种方法，通过它能从OGM的数据类型构成具体的数据模型，查询数据以及将可共享的数据编制成目录；

    ·提供了一种机制，通过它能定义和建立信息群以及建立它们之间联系；

    ·提供了一种手段，使其能对OGM定义的数据类型，用户定义数据类型以及其他的功能进行操作。
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