2．地理信息系统互操作及其层次

1）地理信息系统互操作

数据转换方法仅仅是从数据角度考虑互操作，是数据的集成，而没有考虑数据处理方面，因此还不能达到真正的互操作。地理信息系统互操作是在异构数据库和分布计算的情况下出现的。对系统而言，系统要能够彼此更安全地获取和处理对方的数据；对用户而言，用户则能够方便地查询到所需的信息，并能方便地使用各种不同类型和格式的数据；对信息管理者来说，他们要能够很好地管理信息，并将资源充分地提供给用户。

在地理信息系统领域，对互操作仍然具有不同的理解。

在《计算机辞典》中，将互操作定义为两个或多个系统交换信息并相互使用已交换信息的能力，即指一个系统接收和处理另一软件系统发送信息的能力，它反映了一个系统是否易于与其它软件系统快速连接，它是衡量软件质量的一个重要指标。

UCGIS（1996）则认为互操作通常指自底向上将已有系统和应用集成在一起，它不是简单地集成而是系统地组合，它需要多种DBMS和应用程序的支撑。

ISO/TC211认为若两个实体X和Y能相互操作，则X和Y对处理的请求Ri具有共同理解，并且如果X向Y提出处理请求Ri，Y能对Ri作出正确反应，并将结果Si返回给X。

OGIS互操作性的定义是指系统或系统的构件的可扩展性，以及互相应用和协作处理的能力。

由此看出，互操作性强调将具有不同数据结构和数据格式的软件系统集成在一起共同工作。实际上，地理信息系统互操作在不同的情况下具有不同的侧重点，强调软件功能块之间相互调用时称为软件的互操作；强调数据集之间相互透明的访问时称为数据的互操作；强调信息的共享，在一定语义约束下的互操作称为语义的互操作；等等。一般的，地理信息系统互操作是指不同应用（包括软、硬件）之间能动态地相互调用，并且不同数据集之间有一个稳定的接口。

2）地理信息系统互操作的层次

Y．A．Bishr（1997）、 Buehler和Mckee（1996）以及Voisard and Schweppe（1998）都描述了地理信息系统互操作的层次结构。Y．A．Bishr从网络设计者、操作系统设计者、软件应用工程师、用户以及企业等角度来分析，将地理信息系统互操作分为六个层次：网络协议、文件系统、远程过程调用、查询和获取数据、地理信息系统以及信息群。Buehler将地理信息系统互操作分为八个层次：网络、分布计算环境、数据存储、中间件、工具、应用、企业和信息群。可以看出，两种划分尽管具有不同的层次，但本质上是相似的，都可以将它们归纳到技术、应用和企业这三个不同的层次上。

从应用的角度出发，地理信息系统互操作应当强调在语义层次上的互操作，为了突出在互操作中语义的重要性，可在上述三个层次的基础上将互操作进一步分为网络、硬件、软件、数据库、地理信息系统、应用和企业七个层次（见表7．1）。

表7．1中，网络、硬件、软件是指从技术上如何实现地理信息系统互操作，它包括：网络协议、文件系统传输、远程过程调用、分布计算平台、软件规程等，它们的正确配置是实现地理信息系统互操作的基础。

数据库和地理信息系统层实现不同系统之间数据上的互操作。但是地理信息系统的互操作不仅仅是数据的互操作，更应该是语义及含义上的互操作，即客户对数据和处理资源方法的访问是实时的，并且所获得的结果是可以预测的。

企业层是地理信息系统中最高层次的互操作，实际上也就是我们通常所称的信息共享。它包括企业之间和信息部门之间的互操作，涉及政策、法规、经济等因素。

3）基于公共接口的地理信息系统互操作

为了使不同地理信息系统之间能够实现互操作，一种最理想的方法是通过公共接口来实现。接口相当于一种规程（Specification），它是大家都遵守并达成统一的标准。在接口中不仅要考虑数据格式、数据处理，还要提供对数据处理应采用的协议，各个系统通过公共的接口相互联系，而且允许各自系统内部数据结构和数据处理可互为不同，如图7．4。

4）数据转换和互操作的比较

在实现数据共享的技术途径中，数据转换方法及地理信息系统的互操作性是两个最重要的方面，对实现数据共享各种方法的优缺点进行比较，六个指标的比较结果列入表7．2。从中可以看出，尽管数据转换方法是实现数据共享最常使用的方法，但基于公共接口的地理信息系统互操作方法是最佳，也是难度最大的方法，它独立于具体平台，高度抽象，代表着数据共享技术的发展方向。