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基于LBS的移动地理信息服务平台架构技术研究

聂灿权

摘 要：基于位置的服务（LBS）需求日益增长，在 GPS定位技术、通信技术以及电子计算机整体性能不断提高的前提下，LBS 与移动 GIS 结合成为可能，并在专业领域和应用领域发挥重要作用。该文以基于LBS的移动地理信息服务平台架构技术为研究对象，首先分析了SOA架构概述和特性分析，探讨了基于SOA的LBS移动地理信息服务平台架构的设计思路，提出了实现策略，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词：LBS 移动地理信息服务平台 架构设计
：TP3 ：A ：1674-098X（2014）03（a）-0015-02
1 移动GIS概述
移动GIS，不仅仅是桌面GIS或WebGIS在移动设备上的简单移植，它集嵌入式系统、全球定位系统（GPS）、移动计算和地理信息系统为一体，借助无线通信网络和移动互联网等通信技术，完成图形、文字等多媒体信息融合空间数据的传输和应用。移动地理信息系统继承了地理信息系统对与地理信息和位置信息有关的地物属性信息进行信息管理的特点，同时又扩展了地理信息系统的地域限制，提供随时随地的时空数据服务。移动 GIS 的真正内涵是对空间数据和属性数据进行组织并抽象成各种空间模型，从而将现实世界的各种内容以可理解的、有意义的形式呈现给用户，通过预测和分析为管理者和决策者提供一个良好的决策分析平台。
移动终端具有良好的移动性和软硬件可扩展性，其搭载的软件操作系统的开放性为开展 GIS 服务提供了理想的平台。随着计算机技术和通信技术水平的不断提升，特别是计算机图形学虚拟现实技术和3G网络通信的高速发展，传统的GIS应用与移动终端平台的有效结合已经成为GIS领域重要研究方向之一。人们将移动计算技术应用到GIS中，并逐渐与通常所定义的移动GIS的概念相融合，促进了移动GIS发展，它使得GIS空间信息以可视化的数字地图格式显示在功能强大的移动计算设备中。
目前移动GIS在国内的应用空间非常大而且国内的移动GIS技术水平与国际先进水平处于伯仲之间，但是由于受移动互联网和移动智能终端的普及和分布极不平衡，导致移动GIS不能大规模推广而只能在小范围内展开应用。不可否认的是，移动GIS的应用前景十分光明，但是受上游GIS数据不公开和盈利模式不成熟等多方面的阻碍和影响，移动GIS的普及推广不是一蹴而就的，而是需要政府与GIS平台厂商移动互联网和设备生产商等各个产业链上的力量携手并一起努力。
2 SOA架构概述和特性分析
基于LBS的移动地理信息服务平台采用企业级面向服务的SOA架构的总体设计模式，那么究竟什么是所谓的SOA架构呢？简单的说，SOA就是一个软件一体化的战略方法。SOA至今仍然没有给出统一的官方定义，W3C对SOA的定义是指服务提供者完成不同工作，再为服务使用者交付所需要的最终成果，最终的结果通常会使服务提供者和使用者一方的状态发生变化，也或者是双方的状态都发生了改变，也就是说这些服务能够迅速地被组合和重用，围绕着服务满足业务需要。我们可以将SOA架构理解成按标准将分散的功能组织成统一服务的组件模型，通过已经预定义的接口和协议将一组服务以应用程序功能单元模块的形式联系起来这些预定义的接口一般都具底层环境无关性和网络运行环境无关性，能够做到最大限度地满足其跨平台性 因此构建SOA架构的平台，系统就能统一地以通用方式进行交互。
SOA围绕着服务的核心概念，主要包含了三个服务的参与者——服务提供者注册者和服务使用者。通常在第一步，服务提供者角色的任务是要将所要提供服务的相关描述信息发送给注册者，进行描述信息的发布；第二步，是服务使用者通过用户界面或者是直接调用使用了该服务的其他服务，通过服务注册代理来查找定位所需要的某一服务；最后是将所需服务与使用者绑定并调用，这里指的是在完成查找所定位服务的描述信息后激活该服务。
实施SOA架构的关键目标归根结底是未来节约管理成本，最终实现企业资产重用的最大化。因此人们在实施SOA的时候要满足以下两方面的要求：（1）用户从企业外部访问。使业务伙伴即外部用户也能像企业内部用户一样地访问相同的服务，从而满足企业的业务伙伴的需求。（2）服务提供者要对服务请求做出及时准确的响应。当业务伙伴以完成业务为目的交换业务信息时，整个会话过程随时可用不会受到阻止，并且及时做出准确的业务反馈信息。但在实际使用中，服务的提供者数量总是大于服务的使用者数量，当使用者数量大到一定限度时，对使用者来说很容易因服务提供者短缺的原因而受到影响，为此有人为了容许服务处于暂时的短缺或迟滞的情况，采用队列请求的设计方式（也称异步应用）为服务使用者提供服务。
SOA的优点是显而易见的，它满足了上述的松耦合性、可重用性、易于管理性等，此外，SOA具有的优点还表现在编码灵活性，它能使每一位开发人员的角色更明确；由于SOA采用中立的通信格式，因而能够支持多重客户类型；SOA架构的松散耦合使得它具有更易维护性和更高的可用性。总之，SOA的这些特性能够隐藏服务环境内在的技术复杂性，更好地提高了业务的敏捷性，更快地交付服务，使得业务更快地做出反应，从而提供最优的用户体验 对企业来讲，对现有资产的高效利用和易于集成管理是其最关心的问题，SOA恰好能够满足这些要求，所以企业的成本自然而然地降低了。
3 SOA架构的LBS移动地理信息服务平台架构设计
基于服务的地理空间数据共享的模式正在逐渐成为当前GIS向各行业应用领域发展的一个研究热点GIS在当前的企业应用中，具有GIS建设相对昂贵，系统集成困难和设备更新维护复杂的缺陷，同时业务系统集成也有一部分存在信息孤岛 的现象 通过实现SOA架构的GIS解决这一系列问题，使得 GIS平台厂商以及二次开发商专注在数据和业务的简单服务，诸如 IBM 微软等等IT界的基础软件提供商专注在基础架构类服务连接类服务和流程控制类服务上面SOA思想在整体架构上广泛地借鉴了设计模式的理念，使得整套系统的各模块之间以及各个模块的自身内部之间具有高内聚和低耦合的特性通过SOA架构不仅能够实现业务服务与GIS服务的有效集成，而且在数据生产管理等GIS专业应用部门实现了基于数据服务的模式，有力地促进了GIS向应用的发展。endprint
基于LBS的移动地理信息服务平台是SOA架构下的移动GIS平台，它是移动GIS与先进的SOA架构技术的巧妙融合，把移动GIS的所有功能封装成服务，使得平台更具有开放性和灵活性。平台通过这种架构设计，一方面以服务的方式对外发布包括 GIS矢量和栅格数据在内的数据服务，另一方面对外发布业务服务包括三维景观地图服务和定位追踪服务，从而实现了多种客户端的跨平台、跨网络、跨语言调用。
在服务器端，网络服务器将移动GIS 以Web Service方式发布了标准的服务，服务主要以SOAP和REST两种形式提供，都是基于HTTP的方式发布 同时，网络服务器也支持发布OGC标准的服务，如WMS WFS和WCS，以及一些第三方的标准如 KML，GeoRSS 等，支持这些标准的第三方都可以访问这些服务。而且支持SOA各种相关标准，如WS-Security LDAP等安全标准，WSDL/UDDI等服务接口主持和发现合约，以及 BPEL流程控制支持等在GIS应用服务器层，提供比较全面的GIS服务，如地图服务数据服务空间分析服务网路分析服务三维服务等，这些服务可以与 SOA架构中与其他业务相关的服务进行有效的集成。
4 LBS移动地理信息服务平台技术实现
该系统包括移动客户端开发和服务器端开发，移动客户端的开发是基于Android GUI系统框架，运用Java结合XML技术实现地图GIS功能；运用JSON和HTTP技术实现与服务器的网络通信服务器端开发，运用Ajax技术和ASP.NET搭建后台，处理HTTP请求，建立数据库，使多源数据在数据库中合理地存储和管理系统架构实现方法如图1所示。
5 结语
移动地理信息系统继承了地理信息系统对与地理信息和位置信息有关的地物属性信息进行信息管理的特点，同时又扩展了地理信息系统的地域限制，提供随时随地的时空数据服务。基于LBS的移动地理信息服务平台是SOA架构下的移动GIS平台，它是移动GIS与先进的SOA架构技术的巧妙融合，把移动GIS的所有功能封装成服务，使得平台更具有开放性和灵活性。
参考文献
[1] 谢俊，翁文勇.SOA架构思想在仿真实验系统中的应用研究[J].计算机系统应用，2007（1）：55-58.
[2] 房经宝.基于SOA架构的3G WebMapper平台的研究与应用[C]//青岛：中国海洋大学，2011.
[3] 胡圣武，朱燕霞.网络GIS的发展及其应用[J].测绘工程，2007，16（4）：5-9.endprint

-全文完-