專利名稱：具有動態(tài)性的空間信息處理服務(wù)自動組合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種空間信息處理服務(wù)組合方 法。
背景技術(shù)：
近年來，面向服務(wù)的體系架構(gòu)SOA作為一種新的信息架構(gòu)，逐漸被引入到科學(xué)應(yīng) 用研究中。在網(wǎng)絡(luò)承載的海量信息環(huán)境下，如果能夠智能地尋找和集成空間數(shù)據(jù)和服務(wù)， 幫助用戶構(gòu)建復(fù)雜的空間信息處理流程，自動或半自動地從海量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中提取用戶所 需的信息與知識，將使得地球空間信息共享與應(yīng)用服務(wù)進入一個全新的時代，極大地滿足 社會對公共空間信息的需求，促進地球空間信息科學(xué)的發(fā)展。在通用計算機領(lǐng)域，服務(wù)組 合的研究是一個研究熱點，有關(guān)文獻Rao J, Su X. A survey of automated web service composition methods [C] · In !Proceedings of the First International Workshop on Semantic Web Services and Web Process Composition(SffSffPC 2004) ；Peer J.Web service composition as AI planning-a survey[R] · Technical Report. University of St. Gallen, Switzerland. 2005。工業(yè)界對服務(wù)組合的研究側(cè)重于利用工作流的方法。工作流是實現(xiàn)包括多個應(yīng)用 程序交互的業(yè)務(wù)流程自動化的關(guān)鍵技術(shù)。由于基于Web的應(yīng)用數(shù)量龐大，而且更新變化快， 傳統(tǒng)的工作流系統(tǒng)對于基于Web的應(yīng)用有著局限性。目前有些專門針對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組合的語 言出現(xiàn)，例如BPEL4WS、WSCI、WSFL。為了實現(xiàn)自動服務(wù)組合，在人工智能領(lǐng)域，很多研究通 過人工智能規(guī)劃的方法來實現(xiàn)自動服務(wù)組合，許多人工智能規(guī)劃的方法都使用語義網(wǎng)技術(shù) 中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)本體語言O(shè)WL-S來描述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。語義網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實現(xiàn)了對信息和服務(wù)的描述 和組織，有助于自動地確定服務(wù)與數(shù)據(jù)、服務(wù)與服務(wù)間的正確聯(lián)系，從而能夠自動地構(gòu)建服 務(wù)鏈，解決用戶的問題。在地理信息領(lǐng)域，GEON利用開譜勒(KEPLER)系統(tǒng)進行空間信息服務(wù)的組合。 KEPLER系統(tǒng)提供了支持科學(xué)研究領(lǐng)域工作流的一個平臺，它提供了一個較高概念層次的工 作流設(shè)計模式，同時對用戶盡可能屏蔽了底層技術(shù)的復(fù)雜性。SEEK引入了語義網(wǎng)技術(shù)中網(wǎng) 絡(luò)本體語言O(shè)ffL來建立組合的服務(wù)間輸入輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的自動轉(zhuǎn)換。有些研究利用語義網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)技術(shù)0WL-S、WSM0、WSDL-S實現(xiàn)空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的語義描述。其它一些研究則側(cè) 重于通過往元數(shù)據(jù)中增加語義信息以服務(wù)于數(shù)據(jù)的查找。國內(nèi)有不少學(xué)者則在國際開放 地理信息系統(tǒng)聯(lián)合會OGC提出的服務(wù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，探討基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)及 應(yīng)用，對空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的語義描述和空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)自動組合的研究尚處于起步階 段。有關(guān)文獻 Jaeger, Ε. , Altintas, I. , Zhang, J. , Ludascher, B. , Pennington, D. , and Michener, W,2005. A Scientific Workflow Approach to Distributed Geospatial Data Processing using Web Services[C],17th International Conference on Scientific and Statistical Database Management(SSDBM ' 05) ；Bowers, S.,and Ludascher5 B. ,2004. An Ontology-Driven Framework for Data Transformation in Scientific Workflows [C]. In Proc. of the Intl. Workshop on Data Integration in the Life Sciences (DILS) ；Roman D，Klien E，Skogan D.SWING-a semantic web services framework for the geospatial domain[C]，Terra Cognita 2006 ；Lemmens R， Wytzisk A. Integrating Semantic and Syntactic Descriptions to Chain Geographic Services[J]. IEEE Internet Computing,2006. 10(5)) ；Lutz M，Klien E.Ontology-based retrieval of geographic information[J]，International Journal of Geographical Information Science，2006· 20(3)。與通用計算機領(lǐng)域的服務(wù)組合方法相比，空間信息處理服務(wù)組合有其特殊性。空 間信息處理的數(shù)據(jù)通常是大批量，而且類型多樣；空間信息處理功能復(fù)雜多樣，往往對時間 和計算資源的消耗較大；地理領(lǐng)域的應(yīng)用往往需要不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)和復(fù)雜的處理功能。 因此服務(wù)的語義描述、組合方法的設(shè)計等都是目前研究的難點。雖然語義網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)和 人工智能規(guī)劃方法為服務(wù)組合提供了前景，如何將其在地理信息領(lǐng)域進行應(yīng)用還有待進一 步研究。由于空間信息處理服務(wù)及其組合是近幾年網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)興起的一個新的研 究方向，目前已有的組合方法還停留在利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組合語言對空間信息服務(wù)進行靜態(tài)組 合，沒有考慮組合的動態(tài)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種具有動態(tài)性的空間信息處理服務(wù)自 動組合方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于路徑規(guī)劃的空間信息處理服務(wù)自動組合方 法，包括以下步驟，步驟一，根據(jù)多個空間信息處理服務(wù)的語義描述建立服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖；即所述服 務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中的節(jié)點代表空間信息處理服務(wù)，連接節(jié)點的邊的權(quán)值由空間信息處理服務(wù) 的輸入輸出之間的語義匹配級別決定；步驟二，基于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖，根據(jù)任務(wù)要求、語義控制和性能指標(biāo)建立邏輯路徑 模型，該邏輯路徑模型代表一個抽象的空間信息處理流程模型；步驟三，對邏輯路徑模型實例化，產(chǎn)生一條提供物理路徑的服務(wù)鏈；步驟四，執(zhí)行服務(wù)鏈，返回服務(wù)鏈執(zhí)行結(jié)果。而且，預(yù)設(shè)語義匹配級別，步驟一中據(jù)此得到空間信息處理服務(wù)的輸入輸出之間 的語義匹配級別后，根據(jù)分級結(jié)果對相應(yīng)連接節(jié)點的邊分配相應(yīng)的權(quán)值。而且，所述權(quán)值設(shè)為1 3之間。而且，任務(wù)要求基于本體表達，語義控制包括邏輯路徑模型的正確性和服務(wù)鏈所 含服務(wù)的輸入輸出間語義匹配程度，性能指標(biāo)采用路徑長度。而且，步驟二中，通過路徑查找構(gòu)建多個邏輯路徑模型以提供備選方案。而且，步驟三中，對邏輯路徑模型實例化產(chǎn)生服務(wù)鏈的具體實現(xiàn)方式為，首先，對邏輯路徑模型中的所有葉節(jié)點實例化得到物理模型；所述葉節(jié)點實例化 方式為，當(dāng)邏輯路徑模型中某節(jié)點至少有一個輸入數(shù)據(jù)沒有鏈接到其它節(jié)點時，設(shè)其為葉 節(jié)點，對葉節(jié)點中沒有鏈接到其它節(jié)點的所有輸入數(shù)據(jù)分別執(zhí)行以下操作，
結(jié)合空間信息目錄服務(wù)查詢與輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)是否存在，如果不存 在則選擇服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中的節(jié)點以產(chǎn)生相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)，然后對所選擇的節(jié)點的輸 入數(shù)據(jù)進行進一步查詢，如此遞歸直到途經(jīng)所有節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)都存 在為止；然后，將物理模型中的各節(jié)點根據(jù)服務(wù)質(zhì)量信息綁定具體的服務(wù)實例，得到提供 物理路徑的服務(wù)鏈。而且，步驟三所生成的服務(wù)鏈映射至不同的工作流語言，步驟四中利用相應(yīng)的工 作流引擎執(zhí)行。本發(fā)明提出了一種新的空間信息處理服務(wù)自動組合方法。這種發(fā)明以空間信息 處理服務(wù)的語義描述為基礎(chǔ)，通過語義匹配能夠更準(zhǔn)確地建立空間信息處理服務(wù)之間的聯(lián) 系。通過從起源數(shù)據(jù)到終端用戶任務(wù)需求產(chǎn)品路徑的自動查找有助于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下解決假 設(shè)性的問題，能夠自動構(gòu)建空間信息處理流程模型。通過模型到可執(zhí)行服務(wù)鏈的自動綁定， 降低了地學(xué)專家對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)細(xì)節(jié)的了解程度，能夠幫助地理領(lǐng)域?qū)＜覍Ｗ⒂陬I(lǐng)域知識 而不是在技術(shù)細(xì)節(jié)上耗費時間。通過服務(wù)組合路徑建模、路徑模型實例化、和服務(wù)鏈執(zhí)行三 個階段的交互和雙向反饋，可以保證服務(wù)組合結(jié)果的可靠性。由于這種服務(wù)組合方法是動 態(tài)構(gòu)建模型，由模型動態(tài)構(gòu)建服務(wù)鏈，具有優(yōu)秀的動態(tài)性和智能性，對于在網(wǎng)絡(luò)承載的海量 信息環(huán)境下，通過智能構(gòu)建空間信息處理流程，自動地從海量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中提取用戶所需的 信息與知識，具有重要意義。


圖1是本發(fā)明原理示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的路徑模型構(gòu)建流程圖；圖3是本發(fā)明實施例的路徑模型實例化和執(zhí)行流程圖。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明提供一種基于路徑規(guī)劃的空間信息處理服務(wù)自動組合方法，通過 為空間信息處理服務(wù)建立服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖；在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖基礎(chǔ)上進行路徑規(guī)劃，包括 邏輯路徑模型構(gòu)建、路徑模型實例化和服務(wù)鏈執(zhí)行；通過服務(wù)鏈提供分布式空間信息處理 服務(wù)。具體包括以下步驟步驟一，根據(jù)多個空間信息處理服務(wù)的語義描述建立服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖；服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖的節(jié)點代表空間信息處理服務(wù)，現(xiàn)有技術(shù)已采用語義網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技 術(shù)OWL-S對對空間信息處理服務(wù)進行語義描述，因此連接節(jié)點的邊的權(quán)值可以由服務(wù)輸入 輸出之間的語義匹配級別決定。具體實施時可以預(yù)設(shè)語義匹配級別，據(jù)此得到空間信息處 理服務(wù)的輸入輸出之間的語義匹配級別后，根據(jù)分級結(jié)果對相應(yīng)連接節(jié)點的邊分配相應(yīng)的 權(quán)值。本發(fā)明實施例中，語義匹配的實現(xiàn)基于描述邏輯中的概念術(shù)語推理(ΤΒ0Χ Reasoning)。定義了三種類型的語義匹配，包括EXACT (精確匹配)，SUBSUME (包含匹配)， RELAXED (松弛匹配)。假設(shè)OntR代表需求的概念，OntP代表提供的概念，三種類型的匹配 按照匹配優(yōu)先級從高到低的順序定義如下
5=OntR equivalent to OntP (OntR 禾口 OntP 是相同的才既念)SUBSUME =OntP subclassOf OntR(OntR 是 OntP 的父類)RELAXED =OntR subclassOf OntP (OntR 是 OntP 的子類)由于本發(fā)明需要根據(jù)語義匹配的程度給服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中的邊分配相應(yīng)的權(quán)值， 為了確定服務(wù)Nodel與服務(wù)Node2之間的連接，定義OntR代表Node2的輸入“空間數(shù)據(jù)類 型”，OntP代表Nodel的輸出“空間數(shù)據(jù)類型”。則Nodel與Node2之間的連接按照不同的 語義匹配級別可以賦予以下權(quán)值EXACT 邊權(quán)值為 1SUBSUME 邊權(quán)值為 2RELAXED 邊權(quán)值為 3匹配失敗沒有連接，邊權(quán)值為+①即權(quán)值范圍設(shè)為1 3之間，這樣在后續(xù)進行路徑搜索時計算方便。產(chǎn)生服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖的信息來源于基于OWL-S的服務(wù)語義描述中的Service ftOfile (服務(wù)概要)。根據(jù)krvice Profile產(chǎn)生的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖是一個抽象模型，網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點還沒有關(guān)聯(lián)到具體的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實例。定義TD(V)為節(jié)點ν的度數(shù)，節(jié)點ν有m個輸入IP = {iPl，ip2，…，ipm}，有η個
輸出OP = {oPl，OP2,…，opj。對于每一個輸入iPi(i取1 m)，可能鏈接到節(jié)點ν的服
h
務(wù)集合為(馱)其中SjGpi)代表輸出與節(jié)點V的第i個輸入iPi匹配的第j(j取1
.廣_、,
I1)個節(jié)點，ii代表輸出與節(jié)點V的第i個輸入iPi匹配的節(jié)點個數(shù)。對于每一個輸出OPi (i
'k
取1 n)，節(jié)點V可能鏈接到的服務(wù)集合為Σ (吼)其中A(OPi)代表輸入與節(jié)點V的第
‘=1 ,
i個輸出Opi匹配的第j (j取1 ik)個節(jié)點，ik代表輸入與節(jié)點ν的第i個輸出OPi匹配 的節(jié)點個數(shù)。定義OD(V)和ID(V)分別代表節(jié)點ν的出度和入度，num代表節(jié)點數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 圖節(jié)點ν的度TD(V)可以用等式(1)表達TD (v) = OD (ν) +ID (ν) (1)

η Ik
/
ιη I/
V '=ι i=i
該定義確定了服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖的拓?fù)潢P(guān)系。
步驟二，基于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖，根據(jù)任務(wù)要求、語義控制和性能指標(biāo)，建立邏輯路其中=OD(V)=ZiA(0A) JD(v) = num ΣΣ^(^)
)V ‘=1 ν=1
徑模型；邏輯路徑模型代表一個抽象的空間信息處理流程模型；服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖被用來查 找輸入輸出匹配的一個或多個服務(wù)鏈(即路徑)。每條路徑提供了對現(xiàn)實世界問題的一個 邏輯解決方案。路徑的選擇取決于任務(wù)要求、語義控制和不同的性能指標(biāo)。任務(wù)要求包括 源數(shù)據(jù)要求和需求數(shù)據(jù)產(chǎn)品要求，語義控制包括邏輯路徑模型的正確性和服務(wù)鏈所含服務(wù) 的輸入輸出間語義匹配程度。性能指標(biāo)在路徑模型實例化階段更為重要，但在本階段，它也能發(fā)揮作用，例如根據(jù)路徑長度來選擇模型。本體是對共享概念的明確的形式化規(guī)范說明， 本體提供了相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)一套公共的詞匯并定義了這些詞匯的意義和它們間的關(guān)系，因此任 務(wù)要求基于本體表達。具體實施時，可以讀入空間信息處理服務(wù)的語義描述，利用現(xiàn)有技術(shù) 中的OffL推理機進行語義匹配，根據(jù)語義控制級別設(shè)置決定圖的連通性，即在圖的遍歷時 只考慮權(quán)值小于或等于當(dāng)前設(shè)置的語義匹配級別所對應(yīng)權(quán)值的連接，根據(jù)圖的理論基礎(chǔ)在 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖的基礎(chǔ)上建立遍歷基本算子。當(dāng)服務(wù)的拓?fù)溥B接關(guān)系和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖建 立后，根據(jù)任務(wù)要求、語義控制和性能指標(biāo)建立邏輯路徑模型是根據(jù)圖的理論基礎(chǔ)進行，本 發(fā)明不予贅述。實際應(yīng)用時，通常需要通過路徑查找構(gòu)建多個邏輯路徑模型，以便能夠提供備選 方案替換實例化和運行過程中不可行的方案，例如需要的數(shù)據(jù)和服務(wù)不存在或者存在的服 務(wù)不能有效執(zhí)行。所謂實例化指從邏輯路徑模型到物理路徑的轉(zhuǎn)化過程，運行過程指服務(wù) 鏈的執(zhí)行。具體實施可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的K最短路徑算法查找構(gòu)建邏輯路徑模型，推薦 泛化的迪科斯徹Dijkstra算法。該算法能夠找到一個拓?fù)鋱D中多條符合要求的路徑，并且 是屬于標(biāo)簽設(shè)置算法，因此路徑是在搜索過程中確定，而不是在搜索完畢后計算得出。這樣 當(dāng)很多服務(wù)存在導(dǎo)致服務(wù)網(wǎng)絡(luò)圖很大時，效率仍可以保證。上述步驟二程序流程框圖見附圖2。源數(shù)據(jù)要求和需求數(shù)據(jù)產(chǎn)品要求分別通過 OffL本體概念表達為源空間數(shù)據(jù)本體和目標(biāo)空間數(shù)據(jù)本體。實施時預(yù)設(shè)輸入計算機源空間 數(shù)據(jù)本體、目標(biāo)空間數(shù)據(jù)本體、備選邏輯路徑模型個數(shù)、語義控制級別，通過K最短路徑算 法在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖查找源空間數(shù)據(jù)本體到目標(biāo)空間數(shù)據(jù)本體的可能路徑，從而得到預(yù)設(shè) 個數(shù)的備選邏輯路徑模型。這些備選邏輯路徑模型既可以通過人機交互的方式可視化選 擇，也可以根據(jù)路徑長度自動選擇。步驟三，對邏輯路徑模型實例化，產(chǎn)生一條可執(zhí)行的服務(wù)鏈(即物理路徑)；實施例在步驟二中，從所得多個備選邏輯路徑模型中選擇了其中一個邏輯路徑模 型，那么步驟三就是對這個選定的邏輯路徑模型進行實例化產(chǎn)生一條服務(wù)鏈，而不需對所 有備選模型進行實例化。若實例化過程不可行，則從個備選邏輯路徑模型中另選一個邏輯 路徑模型進行實例化。實例化過程包括對邏輯路徑模型綁定服務(wù)實例和實際空間數(shù)據(jù)以產(chǎn)生一條可執(zhí) 行的服務(wù)鏈，即可以實際物理實現(xiàn)的服務(wù)路徑。實施例分為兩步實現(xiàn)實例化過程葉節(jié)點實 例化和服務(wù)實例選擇。葉節(jié)點實例化當(dāng)邏輯路徑模型中某節(jié)點的一個輸入數(shù)據(jù)有鏈接到其它節(jié)點是， 由于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中的節(jié)點代表空間信息處理服務(wù)，也就是該輸入數(shù)據(jù)可以由其它節(jié)點 提供，因此無需進行特別處理。而當(dāng)邏輯路徑模型中某節(jié)點至少有一個輸入數(shù)據(jù)沒有鏈接 到其它節(jié)點，從而需要綁定匹配的實際空間數(shù)據(jù)時，該節(jié)點定義為葉節(jié)點，而綁定實際空間 數(shù)據(jù)的過程稱為葉節(jié)點實例化。需要綁定的實際空間數(shù)據(jù)可能從空間數(shù)據(jù)服務(wù)提供者直 接獲取，也可能由服務(wù)鏈動態(tài)生成。前一種實際空間數(shù)據(jù)綁定過程需要結(jié)合注冊中心提供 的空間信息目錄服務(wù)。實際空間數(shù)據(jù)分布在不同節(jié)點上，因此現(xiàn)有技術(shù)中建立了注冊中心 來管理實際空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，并通過空間信息目錄服務(wù)提供了實際空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)注 冊和查找功能，通過空間數(shù)據(jù)類型、空間和時間等約束條件以構(gòu)建空間信息目錄服務(wù)的查 詢。如果通過空間信息目錄服務(wù)查詢得知需要的實際空間數(shù)據(jù)不存在，便通過后一種方式綁定，即選擇服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中的空間信息處理服務(wù)以產(chǎn)生該實際空間數(shù)據(jù)。由于邏輯路徑模型中可能有多個葉節(jié)點，一個葉節(jié)點可能有多個輸入數(shù)據(jù)沒有鏈 接到其它節(jié)點，實施例建議按該方案一一處理設(shè)邏輯路徑模型中，至少有一個輸入數(shù)據(jù)沒
有鏈接到服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中其它節(jié)點的節(jié)點共M個，記為葉節(jié)點A” A2.....Am。從葉節(jié)點
A1開始進行葉節(jié)點實例化，葉節(jié)點A1所有沒有鏈接到其它節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)共N個，記為B” B2..., 。從輸入數(shù)據(jù)B1開始查詢相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)，通過空間信息目錄服務(wù)查詢相應(yīng) 的實際空間數(shù)據(jù)，如果存在則綁定該實際空間數(shù)據(jù)到輸入數(shù)據(jù)B1，然后對輸入數(shù)據(jù)化開始 查詢相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)；如果不存在則選擇服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中的節(jié)點以產(chǎn)生該實際空間 數(shù)據(jù)，設(shè)此節(jié)點為&，然后對選定的節(jié)點&的輸入數(shù)據(jù)進行進一步查詢，即查找該節(jié)點是否 有輸入數(shù)據(jù)沒有鏈接到其它節(jié)點，如果有輸入數(shù)據(jù)沒有鏈接到其它節(jié)點，則同樣通過空間 信息目錄服務(wù)查找輸入數(shù)據(jù)，查找不到就選擇服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中的其它節(jié)點，記為如 此遞歸直到從葉節(jié)點A1的輸入數(shù)據(jù)B1開始搜索途經(jīng)所有節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)都屬于這兩種情 況之一 (1)鏈接到其它節(jié)點，包括在邏輯路徑模型中原本就鏈接到的節(jié)點，或者在空間信 息目錄服務(wù)檢索相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)不存在后從服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中搜索綁定的節(jié)點；(2) 空間信息目錄服務(wù)檢索相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)存在。結(jié)果也就是從葉節(jié)點A1的輸入數(shù)據(jù)B1 開始搜索途經(jīng)所有節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)都被綁定，然后即可開始對下一輸入數(shù)據(jù)化開始查詢相
應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)。處理完葉節(jié)點A1的所有沒有鏈接到其它節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)Bp B2.....
Bn之后，同理處理葉節(jié)點A2.....Am。處理完邏輯路徑模型中所有葉節(jié)點ApA2.....Am后，
就為邏輯路徑模型中所有節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)都找到了相應(yīng)實際空間數(shù)據(jù)或提供實際空間數(shù) 據(jù)的節(jié)點，最后結(jié)果成為物理模型。此時，物理模型中的服務(wù)節(jié)點代表OWL-S的krvice ile，還沒有綁定到具體 的服務(wù)實例。Service Profile可以通過多個服務(wù)綁定(Service Grounding)綁定到不同 的服務(wù)實例。不同的服務(wù)實例處于不同的物理地址上，具有不同的服務(wù)質(zhì)量(QoS)信息，例 如網(wǎng)絡(luò)通信量或者服務(wù)性能等。對服務(wù)實例的選擇可以基于QoS信息。步驟四，執(zhí)行服務(wù)鏈返回任務(wù)初步完成結(jié)果；步驟三所生成的服務(wù)鏈可以映射至不同的工作流語言，步驟四中利用相應(yīng)的工作 流引擎執(zhí)行。實施例中構(gòu)建服務(wù)鏈的結(jié)果使用OWL-S的復(fù)合服務(wù)Composite Process來表 達?？梢允褂肙WL-S的執(zhí)行引擎來執(zhí)行，也可以將OWL-S的Composite Process轉(zhuǎn)換成服 務(wù)組合語言例如WSBPEL，從而使用已有的支持服務(wù)的商業(yè)工作流引擎來執(zhí)行。實施例中上述步驟三、四的程序流程框圖見附圖3。對于一個選定的邏輯路徑模 型，執(zhí)行以下流程①首先進行語義控制設(shè)置，該設(shè)置決定了葉節(jié)點實例化過程中只考慮優(yōu)先級高于 或等于當(dāng)前設(shè)置的語義匹配，然后定位當(dāng)前處理的葉節(jié)點，進入步驟②；②從當(dāng)前葉節(jié)點選擇某個沒有鏈接到其它節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)，進入步驟③；③通過空間信息目錄服務(wù)查詢②所選輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)是否存在，存 在則執(zhí)行步驟④，不存在則查詢服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中的節(jié)點，判斷圖中能夠為輸入數(shù)據(jù)提供 相應(yīng)實際空間數(shù)據(jù)的節(jié)點是否存在，不存在則任務(wù)失敗，存在則返回步驟②選擇該節(jié)點的 某個沒有鏈接到其它節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)；④綁定查詢到的實際空間數(shù)據(jù)和相應(yīng)空間信息處理服務(wù)的服務(wù)實例，然后進入步
8驟⑤；⑤判斷葉節(jié)點是否尚有沒有鏈接到其它節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)未進行綁定處理，即是否 還有未綁定的輸入數(shù)據(jù)，有則返回步驟②，從當(dāng)前葉節(jié)點選擇另一個沒有鏈接到其它節(jié)點 的輸入數(shù)據(jù)；沒有則說明當(dāng)前葉節(jié)點的所有輸入數(shù)據(jù)都已經(jīng)綁定了實際空間數(shù)據(jù)或提供實 際空間數(shù)據(jù)的節(jié)點，進入步驟⑥；⑥判斷是否還有葉節(jié)點，有則選擇下一葉節(jié)點作為待處理的當(dāng)前葉節(jié)點并返回步 驟②；直到?jīng)]有時說明所有葉節(jié)點處理完，邏輯路徑模型中所有節(jié)點的每個輸入數(shù)據(jù)都已 經(jīng)綁定了實際空間數(shù)據(jù)或提供實際空間數(shù)據(jù)的節(jié)點，進入步驟⑦；⑦對上述流程的處理結(jié)果綁定服務(wù)實例，構(gòu)建得到OWL-S復(fù)合服務(wù)，執(zhí)行該復(fù)合 服務(wù)，返回相應(yīng)任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種具有動態(tài)性的空間信息處理服務(wù)自動組合方法，其特征是基于路徑規(guī)劃實現(xiàn) 空間信息處理服務(wù)自動組合，包括以下步驟，步驟一，根據(jù)多個空間信息處理服務(wù)的語義描述建立服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖；即所述服務(wù)網(wǎng) 絡(luò)有向圖中的節(jié)點代表空間信息處理服務(wù)，連接節(jié)點的邊的權(quán)值由空間信息處理服務(wù)的輸 入輸出之間的語義匹配級別決定；步驟二，基于服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖，根據(jù)任務(wù)要求、語義控制和性能指標(biāo)建立邏輯路徑模 型，該邏輯路徑模型代表一個抽象的空間信息處理流程模型；步驟三，對邏輯路徑模型實例化，產(chǎn)生一條提供物理路徑的服務(wù)鏈；步驟四，執(zhí)行服務(wù)鏈，返回服務(wù)鏈執(zhí)行結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間信息處理服務(wù)自動組合方法，其特征是預(yù)設(shè)語義匹配 級別，步驟一中據(jù)此得到空間信息處理服務(wù)的輸入輸出之間的語義匹配級別后，根據(jù)分級 結(jié)果對相應(yīng)連接節(jié)點的邊分配相應(yīng)的權(quán)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間信息處理服務(wù)自動組合方法，其特征是所述權(quán)值設(shè)為 1 3之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間信息處理服務(wù)自動組合方法，其特征是任務(wù)要求基于 本體表達，語義控制包括邏輯路徑模型的正確性和服務(wù)鏈所含服務(wù)的輸入輸出間語義匹配 程度，性能指標(biāo)采用路徑長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間信息處理服務(wù)自動組合方法，其特征是步驟二中，通過 路徑查找構(gòu)建多個邏輯路徑模型以提供備選方案。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間信息處理服務(wù)自動組合方法，其特征是步驟三中，對邏 輯路徑模型實例化產(chǎn)生服務(wù)鏈的具體實現(xiàn)方式為，首先，對邏輯路徑模型中的所有葉節(jié)點實例化得到物理模型；所述葉節(jié)點實例化方式 為，當(dāng)邏輯路徑模型中某節(jié)點至少有一個輸入數(shù)據(jù)沒有鏈接到其它節(jié)點時，設(shè)其為葉節(jié)點， 對葉節(jié)點中沒有鏈接到其它節(jié)點的所有輸入數(shù)據(jù)分別執(zhí)行以下操作，結(jié)合空間信息目錄服務(wù)查詢與輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)是否存在，如果不存在則 選擇服務(wù)網(wǎng)絡(luò)有向圖中的節(jié)點以產(chǎn)生相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)，然后對所選擇的節(jié)點的輸入數(shù) 據(jù)進行進一步查詢，如此遞歸直到途經(jīng)所有節(jié)點的輸入數(shù)據(jù)相應(yīng)的實際空間數(shù)據(jù)都存在為 止；然后，將物理模型中的各節(jié)點根據(jù)服務(wù)質(zhì)量信息綁定具體的服務(wù)實例，得到提供物理 路徑的服務(wù)鏈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的空間信息處理服務(wù)自動組合方法，其特征是步驟三所 生成的服務(wù)鏈映射至不同的工作流語言，步驟四中利用相應(yīng)的工作流引擎執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種具有動態(tài)性的空間信息處理服務(wù)自動組合方法。這種發(fā)明以空間信息處理服務(wù)的語義描述為基礎(chǔ)，通過語義匹配能夠更準(zhǔn)確地建立空間信息處理服務(wù)之間的聯(lián)系。通過從起源數(shù)據(jù)到終端用戶任務(wù)需求產(chǎn)品路徑的自動查找有助于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下解決假設(shè)性的問題，能夠動態(tài)性的自動構(gòu)建空間信息處理流程模型，提供可靠的服務(wù)自動組合結(jié)果。
文檔編號H04L29/08GK102075555SQ200910272878
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者樂鵬, 狄黎平, 龔健雅 申請人:武漢大學(xué)