摘 要: 系統分析和總結了“數字地球”、空間信息服務模式、G/S模式的特點，設計了空間信息服務模式的理論模型，定義了G/S模式下面向服務的軟件架構，設計了HGML文檔共享子系統，并對G/S模式下面向服務的系統應用前景進行了展望。
關鍵詞: 數字地球； 空間信息服務； G/S模式； HGML； 面向服務架構
“數字地球”是一個地球信息模型[1]。它首先是一個地球表層信息模型,通過衛星、航空、地面等不同平臺的對地觀測獲取空、天、地、海的有關數據、地理信息系統的空間分析與管理、全球定位系統、網絡通訊技術、虛擬現實技術、網格計算技術并結合專家系統等高度綜合和升華，實現不同源的數據同化，建成地球表層的信息模型，從而提供地球表層的多種信息與知識，為人類服務[2]。技術體系架構是“數字地球”建設的基礎，基于“數字地球”的空間信息服務模式的空間信息表達方式是“數字地球”的具體技術實現。它實現了“數字地球”的空間信息表達理念，對空間信息表達直觀，能以任意比例、任何角度顯示地理信息，如在數字地球平臺上疊加三維沙盤模型、城市管道模型等[2]，并且可以疊加行業信息數據，指導人們出行。
1 空間信息服務模型
空間信息服務模式理論模型圖如圖1所示。
空間信息服務模型描述了一個人們日常生活的信息化需求的模型，該模型說明了人們日常信息需求都可以由網絡服務提供的相應服務來滿足，人們通過空間信息服務平臺消費服務，服務將以網絡聚合服務形式提供，包括服務端聚合服務和瀏覽器端聚合服務[2]。服務節點之間通過SOA、XML及Web Services、Mushup等技術手段建立連接并相互提供服務[3]。隨著數字城鎮的推廣和3G無線網絡、物聯網絡等技術的廣泛運用，人們能隨時隨地享用網絡服務提供的信息服務。該模型本質上是業務和技術的完全分離，業務又能和技術自由組合的混搭思想的應用，符合軟件即服務理念[3]。
2 空間信息服務模式的家族繼承關系
G/S模式不能簡單理解為圖形加強版的C/S模式，也不能簡單理解為3D版的B/S模式，它是結合了空間信息技術、計算機網絡技術、多媒體虛擬現實技術以及海量數據處理技術等多種現代技術的綜合性模式[4]，圖2展示了空間信息服務模式的家族繼承關系[5]。
3 G/S模式
如圖3所示，G/S模式由三個核心部分和一個S端的應用擴展組成[6]：
(1) S端，基礎空間信息服務器群，S端數據包括基礎地圖數據和混搭的行業應用數據。
(2) G端，地學信息瀏覽終端。
(3) 基于XML/HGML的數據交換，HGML文檔共享系統實現動態生成XML/HGML文檔，從而實現加載基礎地學數據和行業應用等數據，實現數據服務。
(4) S端的應用擴展，數字行業服務平臺（外部系統的應用數據服務器群）。
HGML(Hyper Geographic Markup Language)是一個基于XML語法和文件格式的文件,通俗地講HGML是G/S模式下專門用于標記地理空間數據的一種標記語言。主要用于空間數據的交換標準及地理可視化，包括地圖和標注信息，如在地學瀏覽器中顯示地理數據[7]。HGML由G/S模式的客戶端（G端）進行解析，客戶端包括 Ustar、WorldWind等[6]。
4 G/S模式面向服務架構系統功能模塊
G/S模式的數據組織是以分布式服務器群為基礎進行數據組織，包括基礎空間數據和行業應用數據。數據傳輸利用現有的HTTP傳輸協議在現有的網絡基礎上傳輸，利用HGML標記語言作為空間數據編碼、傳輸、存儲、發布的格式標準[6]。G/S模式面向服務架構服務結構圖如圖4所示。
4.1 HGML文檔共享子系統
HGML文檔共享子系統采用Web服務器公開托管方式管理HGML文檔。如同網絡瀏覽器可以顯示HTML文件一樣，地學瀏覽器也可以顯示HGML文檔，用戶通過地學瀏覽器訪問HGML文檔共享子系統中的HGML文檔，如圖5所示。
HGML文檔共享子系統中用戶通過IE瀏覽器或客戶端向遠端Web Server服務器端上傳/下載HGML文檔，并保存在HGML文檔文件系統中，HGML文檔的元數據(HGML文檔屬性數據)保存在HGML文檔元數據庫中,方便HGML文檔管理系統進行管理，HGML文檔管理系統提供HGML文檔的增刪改查等功能。
4.2 G/S模式面向服務架構服務協作關系
G/S模式面向服務架構采用服務組件松耦合架構，服務消費者能夠組裝應用來滿足眼前的需要[8]。其中空間信息服務平臺提供各種服務的聚合解析功能、HGML文檔解析功能，服務消費者通過該平臺Mushup各種服務功能來消費服務，服務供應者采用面向SOA構架的Web Services來實現對外提供服務[9]。
圖6所示為G/S模式面向服務架構服務協作圖。服務供應者建立Web Services服務器,通過WSDL對外提供服務[10]。服務首先在服務注冊中心通過UDDI提供注冊，并綁定服務及WSDL。當服務消費者消費服務時，其在UDDI注冊中心查詢發現符合自己需求的服務，然后獲得服務的WSDL。服務消費者根據WSDL的描述創建SOAP消息與服務供應者建立聯系并使用服務[11]。
5 G/S模式面向服務系統的應用前景
結合GPS等技術設計基于G/S模式面向服務架構的旅游管理服務系統可以為旅游機構提供導游、游客管理等信息服務或者為商業機構設計B2B、B2C的電子商務服務系統；同時可以把此系統作為商用軟件項目的軟件開發框架。
參考文獻
[1] 李德仁. 數字地球與“3S”技術[J]. 中國測繪,2003(2):28-31.
[2] 3snews.net. 第六屆數字中國發展高層論壇暨信息主管峰會[EB/OL]. http://www.3snews.net/zhuanti/dcdf 2009,2009-12-12.
[3] 葉偉,趙進，曾義，等. 互聯網時代的軟件革命——SaaS 架構設計[M]. 北京：電子工業出版社，2009.
[4] 俞曉. 空間信息網絡訪問模式——G/S模式研究[D]. 成都：成都理工大學博士學位論文,2009.
[5] 苗放，葉成名，劉瑞，等. 新一代數字地球平臺與“數字中國”技術體系架構探討[J]. 測繪科學,2007,32(6):157-158.
[6] 程小恩.基于HGML的空間數據轉換技術研究[D].成都:成都理工大學碩士學位論文,2009.
[7] 黃于鑒. 數字地球平臺空間數據服務的研究與應用[D].成都:成都理工大學碩士學位論文,2008.
[8] 李銀勝，柴躍廷,沈衛明，等. 面向服務架構與應用[M].北京：清華大學出版社，2008.
[9] 張海濤，李玲,葉世宏，等．基于SOA的MES與ERP集成研究[J]. 微計算機信息,2010，12-3：67-69.
[10] (美)QGRINZ. Mashup模式[M]. 北京：機械工業出版社,2010.
[11] (美)Thomas Erl. SOA Web Services合約設計與版本化[M].北京：人民郵電出版社,2010.