基于OpenSearch輕量級(jí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分布式協(xié)同服務(wù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星數(shù)據(jù)分布式系統(tǒng)服務(wù)技術(shù)，具體來說，涉及一種基于OpenSearch的輕量級(jí)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分布式協(xié)同服務(wù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一、基于Web Service的空間數(shù)據(jù)網(wǎng)格系統(tǒng):
Web Service技術(shù)，能使得運(yùn)行在不同機(jī)器上的不同應(yīng)用無須借助附加的、專門的第三方軟件或硬件，就可相互交換數(shù)據(jù)或集成。依據(jù)Web Service規(guī)范實(shí)施的應(yīng)用之間，無論它們所使用的語言、平臺(tái)或內(nèi)部協(xié)議是什么，都可以相互交換數(shù)據(jù)。Web Service是自描述、自包含的可用網(wǎng)絡(luò)模塊，可以執(zhí)行具體的業(yè)務(wù)功能。Web Service也很容易部署，因?yàn)樗鼈兓谝恍┏Ｒ?guī)的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及已有的一些技術(shù)，諸如標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的子集XML、HTTP。Web Service減少了應(yīng)用接口的花費(fèi)。Web Service為整個(gè)企業(yè)甚至多個(gè)組織之間的業(yè)務(wù)流程的集成提供了一個(gè)通用機(jī)制。
[0003]Web Service平臺(tái)需要一套協(xié)議來實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用程序的創(chuàng)建。任何平臺(tái)都有它的數(shù)據(jù)表示方法和類型系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)互操作性，Web Service平臺(tái)必須提供一套標(biāo)準(zhǔn)的類型系統(tǒng)，用于溝通不同平臺(tái)、編程語言和組件模型中的不同類型系統(tǒng)。這些協(xié)議有:
I) XML 和 XSD:
可擴(kuò)展的標(biāo)記語言(標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的一個(gè)子集)是Web Service平臺(tái)中表示數(shù)據(jù)的基本格式。除了易于建立和易于分析外，XML主要的優(yōu)點(diǎn)在于它既與平臺(tái)無關(guān)，又與廠商無關(guān)。XML是由萬維網(wǎng)協(xié)會(huì)(W3C)創(chuàng)建，W3C制定的XML SchemaXSD定義了一套標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型，并給出了一種語言來擴(kuò)展這套數(shù)據(jù)類型。
[0004]2) SOAP:
SOAP即簡(jiǎn)單對(duì)象訪問協(xié)議(Simple Object Access Protocol)，它是用于交換XML(標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的一個(gè)子集)編碼信息的輕量級(jí)協(xié)議。它有三個(gè)主要方面:XML-enVel0pe為描述信息內(nèi)容和如何處理內(nèi)容定義了框架，將程序?qū)ο缶幋a成為XML對(duì)象的規(guī)則，執(zhí)行遠(yuǎn)程過程調(diào)用(RPC)的約定。SOAP可以運(yùn)行在任何其他傳輸協(xié)議上。例如，可以使用SMTP，即因特網(wǎng)電子郵件協(xié)議來傳遞SOAP消息。
[0005]3) WSDL:
Web Service描述語言WSDL就是用機(jī)器能閱讀的方式提供的一個(gè)正式描述文檔而基于XML (標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言下的一個(gè)子集)的語言，用于描述Web Service及其函數(shù)、參數(shù)和返回值。因?yàn)槭腔赬ML的，所以WSDL既是機(jī)器可閱讀的，又是人可閱讀的。
[0006]4) UDDI:
UDDI (Universal Descript1n, Discovery and Integrat1n)的目的是為電子商務(wù)建立標(biāo)準(zhǔn)；UDDI是一套基于Web的、分布式的、為Web Service提供的、信息注冊(cè)中心的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)也包含一組使企業(yè)能將自身提供的Web Service注冊(cè)，以使別的企業(yè)能夠發(fā)現(xiàn)的訪問協(xié)議的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0007]5)調(diào)用RPC (Remote Procedure Call Protocol，遠(yuǎn)程過程調(diào)用協(xié)議)與消息傳遞:
Web Service本身其實(shí)是在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序間的通信。有兩種應(yīng)用程序通信的方法:RPC遠(yuǎn)程過程調(diào)用和消息傳遞。使用RPC的時(shí)候，客戶端的概念是調(diào)用服務(wù)器上的遠(yuǎn)程過程，通常方式為實(shí)例化一個(gè)遠(yuǎn)程對(duì)象并調(diào)用其方法和屬性。RPC系統(tǒng)試圖達(dá)到一種位置上的透明性:服務(wù)器暴露出遠(yuǎn)程對(duì)象的接口，而客戶端就好像在本地使用的這些對(duì)象的接口一樣，這樣就隱藏了底層的信息，客戶端也就根本不需要知道對(duì)象是在哪臺(tái)機(jī)器上。
[0008]基于Web Service實(shí)現(xiàn)的空間信息網(wǎng)格有EOS (Earth Observing System,地球觀測(cè)系統(tǒng))，它是NASA (美國國家航空航天局)建立的長(zhǎng)期人造衛(wèi)星和科學(xué)儀器的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。它的觀測(cè)任務(wù)包含陸地、大氣、海洋、生物圈。其衛(wèi)星發(fā)射始于1997年，衛(wèi)星傳感器種類多樣化，涵蓋目前常用的M0DIS，TM，MSS等。ECHO (EOS ClearingHouse)是ESDIS(Earth Science Data and Informat1n System)建立在EOS之上的空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)目錄和數(shù)據(jù)查詢代理平臺(tái)，它為科學(xué)數(shù)據(jù)的使用者提供NASA EOS數(shù)據(jù)便捷的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。ECHO實(shí)際上是一個(gè)中間件，它通過提供給用戶應(yīng)用程序使用接口，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的查詢和獲取功能。ECHO通過統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口提供給用戶EOSDIS數(shù)據(jù)產(chǎn)品和其它地球科學(xué)數(shù)據(jù)。
[0009]二、基于OGC服務(wù)規(guī)范的數(shù)據(jù)網(wǎng)格:
OGC (Open Geospatial Consortium，開放地理空間聯(lián)盟)，是一個(gè)非盈利的志愿的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，引領(lǐng)著空間地理信息標(biāo)準(zhǔn)及定位基本服務(wù)的發(fā)展。目前在空間數(shù)據(jù)互操作領(lǐng)域，基于公共接口訪問模式的互操作方法是一種基本的操作方法。通過國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(IS0/TC211)或技術(shù)聯(lián)盟(如0GC)制定空間數(shù)據(jù)互操作的接口規(guī)范，GIS軟件商開發(fā)遵循這一接口規(guī)范的空間數(shù)據(jù)的讀寫函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)空間數(shù)據(jù)庫的互操作。OGC和IS0/TC211共同推出了基于Web Service (網(wǎng)絡(luò)服務(wù))的空間數(shù)據(jù)互操作實(shí)現(xiàn)規(guī)范Web Map Service，Web Feature Service,Web Coverage Service,Catalog Service-ffeb (CSff),ffeb ProcessService以及用于空間數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換的地理信息標(biāo)記語言(GML)。OGC提出了一個(gè)能無縫集成各種在線空間處理和位置服務(wù)的框架即OWS(0GC Web Service)，使得分布式空間處理系統(tǒng)能夠通過XML和HTTP技術(shù)進(jìn)行交互，并為各種在線空間數(shù)據(jù)資源、來自傳感器的信息、空間處理服務(wù)和位置服務(wù)，基于Web的發(fā)現(xiàn)、訪問、集成、分析、利用和可視化提供互操作框架。
[0010]I)網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù):
網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)(WMS)利用具有地理空間位置信息的數(shù)據(jù)制作地圖。其中將地圖定義為地理數(shù)據(jù)可視的表現(xiàn)。這個(gè)規(guī)范定義了三個(gè)操作:GetCapabitities返回服務(wù)級(jí)元數(shù)據(jù)，它是對(duì)服務(wù)信息內(nèi)容和要求參數(shù)的一種描述；GetMap返回一個(gè)地圖影像，其地理空間參考和大小參數(shù)是明確定義了的；GetFeatureInfo (可選)返回顯示在地圖上的某些特殊要素的?目息O
[0011]2)網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù):
網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)返回的是圖層級(jí)的地圖影像，網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)(WFS)返回的是要素級(jí)的GML編碼，并提供對(duì)要素的增加、修改、刪除等事務(wù)操作，是對(duì)Web地圖服務(wù)的進(jìn)一步深入。OGC網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)允許客戶端從多個(gè)Web要素服務(wù)中取得使用地理標(biāo)記語言(GML)編碼的地理空間數(shù)據(jù)，這個(gè)規(guī)范定義了五個(gè)操作=GetCapabilites返回Web要素服務(wù)性能描述文檔(用XML描述)！DescribeFeatureType返回描述可以提供服務(wù)的任何要素結(jié)構(gòu)的XML文檔！GetFeature為一個(gè)獲取要素實(shí)例的請(qǐng)求提供服務(wù)Jransact1n為事務(wù)請(qǐng)求提供服務(wù)；LockFeature處理在一個(gè)事務(wù)期間對(duì)一個(gè)或多個(gè)要素類型實(shí)例上鎖的請(qǐng)求。
[0012]3)網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù):
網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)(WCS)面向空間影像數(shù)據(jù)，它將包含地理位置值的地理空間數(shù)據(jù)作為“覆蓋(Coverage)”在網(wǎng)上相互交換。網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)由三種操作組成:GetCapabilities，GetCoverage 和 DescribeCoverageType。GetCapabilities 操作返回描述服務(wù)和數(shù)據(jù)集的XML文檔。網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)中的GetCoverage操作是在GetCapabilities確定什么樣的查詢可以執(zhí)行、什么樣的數(shù)據(jù)能夠獲取之后執(zhí)行的，它使用通用的覆蓋格式返回地理位置的值或?qū)傩?。DescribeCoverageType操作允許客戶端請(qǐng)求由具體的WCS服務(wù)器提供的任一覆蓋層的完全描述。
[0013]4)網(wǎng)絡(luò)目錄服務(wù):
網(wǎng)絡(luò)目錄服務(wù)(CSW) —是一種OGC標(biāo)準(zhǔn)，它能夠支持地理空間數(shù)據(jù)集的發(fā)布和搜索，用于空間資源發(fā)現(xiàn)的目錄服務(wù)，它提供以下七個(gè)接口: GetCapabilities，DescribeRecord,GetDomain? GetRecords? GetRecordById? Harvest，Transact1n0
[0014]5)網(wǎng)絡(luò)處理服務(wù):
Web Process Service (WPS)是支持Web數(shù)據(jù)處理的服務(wù)，提供原始的算法調(diào)用的接口。這個(gè)規(guī)范定義了三個(gè)操作接口:GetCapabilities，DescribeProcess，Execute。
[0015]目前，多數(shù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享或分發(fā)系統(tǒng)都是基于以上服務(wù)規(guī)范開發(fā)和運(yùn)行，例如:
(l)GEOSS(The Global Earth Observat1n System of Systems)是GEO在其 10年執(zhí)行計(jì)劃中建立的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)。GEOSS致力于實(shí)現(xiàn)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)和決策支持工具同這些產(chǎn)品終端用戶之間的連接，加強(qiáng)對(duì)地觀測(cè)與全球問題之間聯(lián)系。它的最終目標(biāo)是建立一個(gè)能夠服務(wù)于廣大用戶的全方面的、實(shí)時(shí)和近實(shí)時(shí)的環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)和信息獲取分析的全球公共基石出設(shè)施。(2)GENESI DR(Ground European Network for Earth Science Interoperat1nsDigital Repositories)是GEOSS的一部分，是歐洲各組織在實(shí)現(xiàn)全球?qū)Φ赜^測(cè)系統(tǒng)上所做出的貢獻(xiàn)。這套系統(tǒng)在框架結(jié)構(gòu)上有四個(gè)部分組成:目錄；發(fā)現(xiàn)代理；目錄訪問服務(wù)；數(shù)據(jù)訪問服務(wù)組成。
[0016]目前這些系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn)或不足:
標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一:數(shù)據(jù)共享平臺(tái)都有一套自己的數(shù)據(jù)網(wǎng)格系統(tǒng)的數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)發(fā)布共享協(xié)議等，這