專利名稱：基于Web地圖服務(wù)的Web覆蓋服務(wù)坐標(biāo)配準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)系統(tǒng)，具體涉及地理信息Web服務(wù)技術(shù)交叉領(lǐng)域，特別是實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議的地理信息服務(wù)間的共享與集成的方法。
背景技術(shù)：
可以預(yù)見，隨著地理信息服務(wù)的發(fā)展，如何實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議的地理信息服務(wù)間的共享與集成將成為地理信息領(lǐng)域迫切需要解決的問題。
目前，OGC Web服務(wù)工作小組正致力于建立開放地理信息的Web服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，目的是希望提出一個(gè)可進(jìn)化、基于各種標(biāo)準(zhǔn)的、能夠無縫集成各種在線空間處理和位置服務(wù)的框架，即OWS(OGC Web Services)，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、來自傳感器的空間信息處理服務(wù)和位置服務(wù)、基于Web的發(fā)現(xiàn)、訪問、整合、分析、利用和可視化提供互操作框架。其提出的三個(gè)地理信息服務(wù)Web地圖服務(wù)(WMS)、Web要素服務(wù)(WFS)、Web覆蓋服務(wù)(WCS)的接口定義比較成熟，可以實(shí)現(xiàn)Web環(huán)境下GIS空間數(shù)據(jù)的共享。Web地圖服務(wù)利用具有地理空間位置信息的數(shù)據(jù)生成地圖。Web要素服務(wù)返回地理要素級的GML編碼，并提供對地理要素的增加、更新、刪除等事務(wù)操作。Web覆蓋服務(wù)能提供多尺度、不同時(shí)間段的覆蓋數(shù)據(jù)。
當(dāng)前國內(nèi)外許多GIS軟件廠商紛紛在其產(chǎn)品中提供對WMS的支持，用戶可以方便地建立各種Web地圖服務(wù)，例如MapXtreme4.5.7把地圖定義文件中管理的圖層作為資源可以發(fā)布為WMS，ArcIMS9.0通過WMSConnector連接器可以把ImageServer發(fā)布為WMS服務(wù)、通過WFSConnector連接器可以把FeatureServer發(fā)布為WFS服務(wù)，但缺少多個(gè)產(chǎn)商之間的服務(wù)協(xié)作集成的客戶端，并且對WFS和WCS服務(wù)的支持力度不夠，這是因?yàn)檫@三者的集成還存在一些技術(shù)問題，主要表現(xiàn)在還沒有統(tǒng)一的服務(wù)抽象規(guī)范；沒有統(tǒng)一的接口實(shí)現(xiàn)；不同服務(wù)在疊加時(shí)，缺乏有效的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)制；缺乏有效的數(shù)據(jù)壓縮機(jī)制，服務(wù)的效率較為低下；不同廠商數(shù)據(jù)服務(wù)的表現(xiàn)機(jī)制千差萬別。
服務(wù)集成的解決方案有基于服務(wù)器端的集成和基于客戶端的集成兩種方式，基于服務(wù)器端的集成由于涉及到服務(wù)的智能查找、服務(wù)的自動(dòng)調(diào)用、結(jié)果的自動(dòng)合并和服務(wù)器端可視化表現(xiàn)等一系列尚未解決的難題，目前基于客戶端的集成研究的比較多，但大多數(shù)均為基于桌面應(yīng)用的集成。對于基于Web瀏覽器客戶端的服務(wù)集成，尚沒有成熟的報(bào)道。
目前，多協(xié)議地理信息服務(wù)的集成技術(shù)還很不成熟，主要原因包括在各種地理信息服務(wù)沒有共同的參考坐標(biāo)系的情況下，無法將不同參考系下的WFS服務(wù)數(shù)據(jù)、WCS服務(wù)數(shù)據(jù)、WMS服務(wù)數(shù)據(jù)等轉(zhuǎn)化到相同的參考坐標(biāo)系下，因此，如何將不同空間參考坐標(biāo)系的服務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到相同的空間參考坐標(biāo)系，并且考慮到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的效率與精度，是多協(xié)議地理信息服務(wù)集成的關(guān)鍵技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于Web地圖服務(wù)的Web覆蓋服務(wù)坐標(biāo)配準(zhǔn)方法，該方法以WMS服務(wù)端支持的參考坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，將不同參考系下的WCS服務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到與WMS服務(wù)數(shù)據(jù)的相同的參考坐標(biāo)系下，為實(shí)現(xiàn)在Web瀏覽器上集成來自于不同站點(diǎn)、不同廠商、不同服務(wù)、不同數(shù)據(jù)源、不同空間參考系的多協(xié)議地理信息服務(wù)創(chuàng)造條件。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是基于Web地圖服務(wù)的Web覆蓋服務(wù)坐標(biāo)配準(zhǔn)方法，它包括(1)用于將Web地圖服務(wù)的空間參考的值作為源坐標(biāo)系參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的步驟；(2)用于將從Web覆蓋服務(wù)的能力描述中獲取的空間參考的值作為目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的步驟；(3)用三參數(shù)法或七參法對進(jìn)行參數(shù)解算，輸出坐標(biāo)的改正值；(4)用于從Web覆蓋服務(wù)獲取的連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)中，取出控制點(diǎn)坐標(biāo)值作為輸入，在加上坐標(biāo)的改正值后，得到控制點(diǎn)的新坐標(biāo)值并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的步驟；(5)根據(jù)連續(xù)覆蓋的計(jì)算模型函數(shù)和控制點(diǎn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣處理，輸出新的連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)。
空間參考的值包括投影名稱、投影參數(shù)的個(gè)數(shù)、投影參數(shù)的名稱和投影參數(shù)的值。
上述方案中，在步驟(2)和步驟(3)之間還包括用于對目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)和源坐標(biāo)系參數(shù)進(jìn)行比較的步驟，該步驟可對以下動(dòng)作進(jìn)行選擇目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)和源坐標(biāo)系參數(shù)匹配，結(jié)束下面的步驟；或目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)和源坐標(biāo)系參數(shù)不匹配，執(zhí)行步驟(3)。
因?yàn)閃MS的GetMap請求返回的是指定了參考坐標(biāo)系JPEG、PNG、GIF等格式的圖片，不能進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換；而WCS的GetCoverage返回的覆蓋數(shù)據(jù)都具有參考坐標(biāo)系信息，可以進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，消除參考坐標(biāo)系間的差異，實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的無縫集成。在各種地理信息服務(wù)沒有共同的參考坐標(biāo)系的情況下，我們以WMS服務(wù)端支持的參考坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，將不同參考系下的WCS服務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到與WMS服務(wù)數(shù)據(jù)的相同的參考坐標(biāo)系下，WCS服務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過對控制點(diǎn)的坐標(biāo)值進(jìn)行變換以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣處理。
根據(jù)OGC開放地理信息服務(wù)的接口，本發(fā)明提出基于WMS的空間參考的配準(zhǔn)方法，采用連續(xù)點(diǎn)的坐標(biāo)變換模式，以WMS服務(wù)端支持的參考坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，將不同參考系下的WCS服務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到與WMS服務(wù)數(shù)據(jù)的相同的參考坐標(biāo)系下，將從不同協(xié)議的地理信息服務(wù)獲取的地理數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一的參考框架，為實(shí)現(xiàn)在Web瀏覽器上集成來自于不同站點(diǎn)、不同廠商、不同服務(wù)、不同數(shù)據(jù)源、不同空間參考系的多協(xié)議地理信息服務(wù)創(chuàng)造條件。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)還包括(1)通過采用WMS的空間參考、坐標(biāo)變換和連續(xù)點(diǎn)的解算，實(shí)現(xiàn)了WCS的地理覆蓋數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)；(2)可實(shí)現(xiàn)不同地理空間參考的變換參數(shù)解算和實(shí)時(shí)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；(3)本發(fā)明方法簡單、執(zhí)行效率高。


圖1為Web覆蓋服務(wù)基于WMS的空間參考配準(zhǔn)流程2多協(xié)議地理信息服務(wù)數(shù)據(jù)模型圖具體實(shí)施方式
如圖1所示的本發(fā)明方法實(shí)施例，基于Web地圖服務(wù)的Web覆蓋服務(wù)坐標(biāo)配準(zhǔn)方法，其特征在于它包括(1)用于將WMS的空間參考的值作為源坐標(biāo)系參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的步驟。
(2)用于將從WCS的能力描述中獲取的空間參考的值作為目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的步驟。
用于對目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)和源坐標(biāo)系參數(shù)進(jìn)行比較的步驟，該步驟可對以下動(dòng)作進(jìn)行選擇目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)和源坐標(biāo)系參數(shù)匹配，結(jié)束下面的步驟；或目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)和源坐標(biāo)系參數(shù)不匹配，執(zhí)行步驟(3)。
(3)用三參數(shù)法或七參法對進(jìn)行參數(shù)解算，輸出坐標(biāo)x、y、z的改正值dx、dy和dz。
(4)用于從Web覆蓋服務(wù)獲取的連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)中，取出控制點(diǎn)坐標(biāo)值x、y、z作為輸入，在加上坐標(biāo)的改正值dx、dy和dz后，得到控制點(diǎn)的新坐標(biāo)值x’＝x+dx、y’＝y(tǒng)+dy、z’＝z+dz并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的步驟；(5)根據(jù)連續(xù)覆蓋的計(jì)算模型函數(shù)和控制點(diǎn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣處理，輸出新的連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)。
空間參考的值包括投影名稱、投影參數(shù)的個(gè)數(shù)、投影參數(shù)的名稱和投影參數(shù)的值。
本實(shí)施例可通過專門的硬件卡實(shí)現(xiàn)。
通過GetCapabilties方法從服務(wù)端獲得地理信息服務(wù)的描述信息，目的是從描述信息中提取中對服務(wù)所提供了哪些圖層，各圖層的范圍框、坐標(biāo)參考系信息以及服務(wù)支持的響應(yīng)格式等。WMSBean的GetObject方法根據(jù)用戶選擇發(fā)送GetMap請求到WMS服務(wù)端，得到一個(gè)指定范圍框、坐標(biāo)參考系、格式、背景色和透明度等信息的柵格圖片。WCSBean的GetObject方法發(fā)送所需的要素類型的DescribeCoverage請求，服務(wù)端返回覆蓋數(shù)據(jù)的詳細(xì)的XML文檔，主要描述了覆蓋數(shù)據(jù)的參考坐標(biāo)系、格網(wǎng)結(jié)構(gòu)、時(shí)間段、復(fù)合觀測和支持的響應(yīng)格式，然后發(fā)送GetCoverage請求得到指定范圍框、參考坐標(biāo)系、時(shí)間、復(fù)合觀測和格式的覆蓋數(shù)據(jù)。
通過本發(fā)明方法的坐標(biāo)配準(zhǔn)后，可把從WMS、WCS服務(wù)獲得的數(shù)據(jù)作為具體的GeoSurfBaseRaster圖層(WMSLayer和WCSLayer)統(tǒng)一操作。數(shù)據(jù)模型如圖2所示，分別從抽象圖層AbstractLayer中繼承過來，在MapBean中建立一個(gè)向量結(jié)構(gòu)對抽象圖層集合中進(jìn)行統(tǒng)一的管理。每一個(gè)AbstractLayer中包含一個(gè)Service接口的實(shí)現(xiàn)(如WMSBean)，用來作為數(shù)據(jù)提供者使用，通過Service接口的GetObject的方法獲取數(shù)據(jù)。從而在MapBean中生成了一幅含有矢量、影像和DEM圖層的地圖，并對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制實(shí)現(xiàn)在客戶端的顯示。
在對WMS、WCS服務(wù)獲得的具體圖層進(jìn)行進(jìn)行放大、縮小、漫游操作時(shí)通過各圖層的Service接口的實(shí)現(xiàn)類發(fā)送GetObject請求，改變請求數(shù)據(jù)的范圍框，得到新的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)在MapBean中納入統(tǒng)一的參考框架集成顯示。
對WMS服務(wù)的柵格圖層進(jìn)行點(diǎn)查詢操作是通過向服務(wù)端發(fā)送GetFeatureInfo請求實(shí)現(xiàn)的，在請求中指定要查詢的層名、用像素表達(dá)的要素的X、Y坐標(biāo)和返回的要素個(gè)數(shù)，服務(wù)端返回的是查詢到的要素的屬性名和屬性值的GML文檔。我們對GetFeatureInfo響應(yīng)進(jìn)行解析生成相應(yīng)的要素集結(jié)構(gòu)GeoSurfFeatureCollection，建立了要素的屬性名值對的對應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了WMS服務(wù)數(shù)據(jù)的點(diǎn)查詢功能。
可從不同WCS可以獲取各種不同傳感器、空間分辨率、時(shí)間分辨率和光譜分辨率的覆蓋數(shù)據(jù)，并采用WCSLayer進(jìn)行表達(dá)。實(shí)現(xiàn)對多源覆蓋數(shù)據(jù)的融合，獲得改善了的新信息，將大大增強(qiáng)異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享和挖掘功能，滿足用戶的各種需求。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，可在客戶端對多波段遙感數(shù)據(jù)的融合是在對影像嚴(yán)格配準(zhǔn)下，直接使用來自不同服務(wù)的多波段數(shù)據(jù)進(jìn)行像素與像素關(guān)聯(lián)的融合，采用假彩色處理，改善了目視的效果。
對從服務(wù)端返回的DEM數(shù)據(jù)經(jīng)可視化處理，同時(shí)根據(jù)用戶需要和服務(wù)端互交，實(shí)時(shí)更新DEM數(shù)據(jù)?？蛻舳嗽陲w行的時(shí)候，并不是一次性將所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維模型中顯示，這樣會(huì)在數(shù)據(jù)量大的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致客戶端漫游極為阻塞，這里使用了CLOD算法，根據(jù)視點(diǎn)和地形塊的距離和視角的范圍，部分的渲染可視的地形，當(dāng)視點(diǎn)超出規(guī)定范圍后，再從服務(wù)端請求下一批數(shù)據(jù)塊，通過這種方式，客戶端漫游三維地形會(huì)變得很流暢。為了加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，在模塊中都使用了緩存，這些緩存可以根據(jù)需要設(shè)置其大小，同時(shí)用戶也可以通過方法來取消某些緩存。
權(quán)利要求
1.基于Web地圖服務(wù)的Web覆蓋服務(wù)坐標(biāo)配準(zhǔn)方法，其特征在于它包括(1)用于將Web地圖服務(wù)的空間參考的值作為源坐標(biāo)系參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的步驟；(2)用于將從Web覆蓋服務(wù)的能力描述中獲取的空間參考的值作為目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的步驟；(3)用三參數(shù)法或七參法對進(jìn)行參數(shù)解算，輸出坐標(biāo)的改正值；(4)用于從Web覆蓋服務(wù)獲取的連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)中，取出控制點(diǎn)坐標(biāo)值作為輸入，在加上坐標(biāo)的改正值后，得到控制點(diǎn)的新坐標(biāo)值并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的步驟；(5)根據(jù)連續(xù)覆蓋的計(jì)算模型函數(shù)和控制點(diǎn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣處理，輸出新的連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)?？臻g參考的值包括投影名稱、投影參數(shù)的個(gè)數(shù)、投影參數(shù)的名稱和投影參數(shù)的值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(2)和步驟(3)之間還包括用于對目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)和源坐標(biāo)系參數(shù)進(jìn)行比較的步驟，該步驟可對以下動(dòng)作進(jìn)行選擇目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)和源坐標(biāo)系參數(shù)匹配，結(jié)束下面的步驟；或目標(biāo)坐標(biāo)系參數(shù)和源坐標(biāo)系參數(shù)不匹配，執(zhí)行步驟(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于Web地圖服務(wù)的Web覆蓋服務(wù)坐標(biāo)配準(zhǔn)方法，該方法采用連續(xù)點(diǎn)的坐標(biāo)變換模式，以WMS服務(wù)端支持的參考坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，將不同參考系下的WCS服務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到與WMS服務(wù)數(shù)據(jù)的相同的參考坐標(biāo)系下，將從不同協(xié)議的地理信息服務(wù)獲取的地理數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一的參考框架，為實(shí)現(xiàn)在Web瀏覽器上集成來自于不同站點(diǎn)、不同廠商、不同服務(wù)、不同數(shù)據(jù)源、不同空間參考系的多協(xié)議地理信息服務(wù)創(chuàng)造條件。
文檔編號H04L29/06GK1787521SQ20051002001
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者陳能成, 龔健雅, 高升, 吳德福 申請人:武漢大學(xué)