基于模块化GIS Web服务标准的一致性研究

GIS Web services are widely used in various fields of Earth System Science. A standardized GIS Web Services framework is important for multidisciplinary spatial data integration and collaborative mining. However, GIS Web Service standards do not exist in isolation. There are dependencies among corresponding standard modules. The inconsistency of modules is a bottleneck of multidisciplinary interoperability. Global consistency checking based on dependency relationships of standard modules provides a potential to discover the inconsistencies among these modules and promotes scientific judgment for corresponding standard upgrade. Based on the study of the latest OGC Web Coverage Service (WCS) 2.0 standard series, this research aims to provide a consistency evaluation method based on modular GIS Web services standards. Specifically, these include: investigation and analysis of dependencies among the core and extensions of modular GIS Web services standards; establish logic Graph model for dependencies relationships of the standards; study global logical consistency under multiple hypothesis.

GIS Web服务广泛应用于地球系统科学研究的各个领域中，统一标准框架下的GIS Web服务有利于不同领域的空间数据的集成和协同挖掘。由于GIS Web服务标准并不孤立存在，标准模块之间存在依赖关系，模块的不一致成为领域互操作的主要瓶颈。顾及标准依赖关系的全局逻辑一致性检验有利于发现相关标准模块之间的不一致问题，并为相关标准的更新与推进提供科学判据。本项目以OGC的新一代地理格网服务WCS 2.0标准系列为研究对象，提炼基于模块化GIS Web服务标准的一致性检验方法。具体内容包括:调查与分析模块化GIS Web服务标准中的核心和扩展模块的依赖关系；建立面向标准关联依赖关系的逻辑Graph模型；研究多假设全局逻辑一致性检验方法。

地球科学各个领域GIS Web服务繁多，接口往往不一致，成为空间数据协同共享的主要瓶颈。统一标准框架下的GIS Web服务有利于不同领域数据的归集和协同挖掘。开放地理信息联盟(OGC)的新一代模块化标准，通过支持核心操作及扩展模块的依赖关系，为GIS Web服务提供一致性检验基础，增强了GIS Web服务的互操作性，得到欧盟空间信息基础设施建设（INSPIRE）、美国联邦地理数据委员会（FGDC）和全球空间数据基础设施协会（GSDI）的支持。由于GIS Web标准模块之间存在依赖关系，模块的不一致成为领域互操作的主要瓶颈。顾及标准依赖关系的全局逻辑一致性检验有利于发现相关标准模块之间的不一致问题，并为相关标准的更新与推进提供科学判据。本项目以新一代GIS Web模块化标准系列为研究对象，提炼了基于模块化GIS Web服务标准的一致性检验方法，分析了模块化标准WCS 2.0核心和扩展模块的依赖特征，建立了面向标准关联依赖关系的逻辑Graph模型，研究了多假设全局逻辑一致性检验方法。研究以传统Graph理论为基础，设计了顾及依赖逻辑的形式化表达，以准确表达模块依赖关系的逻辑Graph模型，满足了基于Graph的逻辑推理，通过引入逻辑假设研究相应不定点，提出了求解全局一致性稳定状态的方法，解决了未知点及环依赖存在下的一致性问题。本研究的意义在于通过基于模块化标准的一致性检验方法研究，提供了一个一致性、可追踪的标准推进、校验、反馈、评价思路，驱动了新兴模块化标准的反馈和扩展，更好地发挥标准化对地球信息系统科学发展的支撑和保障作用，并推动我国同欧盟及其他发达国家和开放地理信息联盟等国际测绘地理信息标准化组织合作，密切与国际标准化专家的交流沟通，推进我国测绘地理信息标准与国际接轨，深入参与WCS 2.0系列标准化活动及其相关国际技术标准规范的制修订，为我国测绘地理信息领域技术法规和标准的国际化积累经验并创造条件。

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