异构图文工作流集成方法研究

摘要

图文工作流是将工作流的过程控制和资源管理能力与地理信息系统的空间数据处理、分析和可视化等功能相结合，形成的业务流程管理工具，广泛应用于具有“图文一体化”需求的领域。随着经济全球一体化进程的加快，日渐复杂的地理协同工作愈加需要利用不同系统内部人员和资源的紧密合作才能完成。现有的图文工作流系统常常是为了特定开发目标，独立地完成各自工作，它们在过程定义、资源管理、执行环境等方面各不相同，相互间难以共享资源以合作完成协同工作任务。因此，跨越异构图文工作流之间的屏障，将其内部过程和资源合理地组织和集成，构建跨系统综合事务处理过程管理的解决方案，是亟待解决的关键问题。
　　本文的研究发现，消除图文工作流系统之间的异构性并不现实，可以采用屏蔽异构性的方法来实现图文工作流的集成。需要解决的首要问题就是使异构图文工作流内部的过程与资源按需呈现出不同粒度的共享，然后将共享的过程与资源合理地组织在一起，形成代表最终目标任务的虚拟图文工作流。
　　本文分析了各种异构图文工作流系统，梳理各类图文工作流的相关概念及其特征，建立面向集成的图文工作流的理论模型，包括图文工作流集成的概念模型、图文工作流元模型、图文工作流参考模型及系统结构;建立了图文工作流视图统一表达框架，提出了多粒度图文工作流视图机制，在此基础上研究异构图文工作流集成方法，为跨系统的地理协同工作提供了解决方案。
　　主要研究内容与成果包括:
　　(1)面向集成的图文工作流理论模型
　　对不同类型图文工作流的基本属性与特征进行分析，研究图文工作流异构性的基本属性、形成机制、存在条件、特征与表现形式，建立其多级分类体系，为跨系统的图文工作流集成提供基础。并在此基础上建立面向集成的图文工作流理论模型，包括:图文工作流集成的概念模型、图文工作流元模型、图文工作流系统参考模型及系统结构。其中图文工作流元模型是多粒度视图机制的理论基础，同时图文工作流系统参考模型和体系结构为虚拟图文工作流系统的构建提供理论指导。
　　(2)多粒度视图机制
　　设计了基于元模型的图文视图统一描述框架(GIS-Table-Document Workflow View Unified Description Framework，GTDWViewUDF)，并构造该框架的核心最小集合;探索了图文工作流的过程、组织、数据、功能四类视图的映射规则与映射方法;发展了基于聚类的视图组织模型和基于本体的语义检索方法，为图文工作流视图资源的共享与集成提供解决方案。
　　(3)虚拟图文工作流构建方法
　　基于扩展的Petri网和UniNet网理论，设计多粒度图文工作流网(GIS-Table-Document Workflow Net，GTDWF Net)，发展了表达集成后虚拟图文工作流的形式化模型;探索了图文工作流“架构可定制可配置、流程可定制可配置、数据可定制可配置、功能可定制可配置、权限可定制可配置、界面可定制可配置”的体系构建方法，彻底解决不同层次的异构问题。
　　(4)图文工作流集成验证原型系统
　　设计了图文工作流集成验证原型系统，并以“房建类投资项目用地审批流程”为例对本文所提出的模型和方法进行有效性和实用性的验证，实验表明，采用本文设计的图文工作流集成验证原型系统，可以实现异构图文工作流内部资源多粒度共享，并达到快速构建集成后的虚拟图文工作流的目标，为跨系统协同工作提供环境。
　　本文的研究从不同角度分析、归纳图文工作流的异构特性，构建图文工作流的元模型、参考模型和系统结构，丰富了图文工作流理论与方法体系，并为异构图文工作流集成提供了理论支撑。多粒度视图机制这一屏蔽异构性的解决方案，为GIS系统中各类资源不同粒度的共享提供解决思路，进一步推动GIS的广泛应用，更好地满足跨领域、跨学科的协作工作实际应用需求，为人们跨系统协作解决复杂地理问题提供了工具和手段。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景与研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 工作流相关标准与规范

1．2．2 基于工作流标准语言的转换方法

1．2．3 工作流引擎互操作方法

1．2．4 基于工作流视图与元工作流的集成方法

1．2．5 数据交换方法

1．2．6 研究现状总结与分析

1．3 研究目标与研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．4 研究方法与技术路线

1．4．1 研究方法

1．4．2 技术路线

1．5 论文组织结构

第2章 图文工作流的异构性

2．1 图文工作流

2．2 过程定义的异构性

2．2．1 过程建模方法的异构

2．2．2 过程定义形式的异构

2．3 资源的异构性

2．3．1 组织结构的异构

2．3．2 数据的异构

2．3．3 执行资源的异构

2．4 工作流引擎的异构性

2．4．1 过程驱动方式的异构

2．4．2 资源管理方式的异构

2．5 执行环境的异构性

2．6 图文工作流及其异构性分析总结

2．7 本章小结

第3章 面向集成的图文工作流理论模型

3．1 图文工作流集成的概念模型

3．1．1 图文工作流集成的概念

3．1．2 图文工作流集成的粒度划分

3．1．3 图文工作流集成的概念模型

3．2 图文工作流元模型

3．2．1 过程元模型

3．2．2 资源元模型

3．2．3 子元模型关系

3．3 图文工作流系统参考模型

3．4 图文工作流系统结构

3．5 本章小结

第4章 图文工作流视图及其统一表达框架

4．1 图文工作流视图

4．2 GTDWiewUDF描述模型设计

4．2．1 过程视图描述模型

4．2．2 组织视图描述模型

4．2．3 数据视图描述模型

4．2．4 功能视图描述模型

4．3 GTDWViewUDF标记元素设计

4．4 本章小结

第5章 图文工作流集成方法

5．1 图文工作流视图构建方法

5．1．1 过程视图提取

5．1．2 组织视图提取

5．1．3 数据视图提取

5．1．4 功能视图提取

5．2 多粒度图文工作流视图共享与集成方法

5．2．1 图文工作流视图资源的组织模型

5．2．2 图文工作流视图资源的检索方法

5．3 虚拟图文工作流构建方法

5．3．1 虚拟图文工作流模型构建

5．3．2 虚拟图文工作流体系结构

5．3．3虚拟图文工作流构成模式

5．4 本章小结

第6章 图文工作流集成验证原型系统与应用案例

6．1 图文工作流集成验证原型系统

6．1．1 原型系统体系结构

6．1．2 视图提取子系统

6．1．3视图组织与管理子系统

6．1．4 虚拟图文工作流构建子系统

6．2 异构图文工作流集成实验——房建类投资项目用地审批流程

6．2．1 房建类投资项目用地审批流程简介

6．2．2 成员图文工作流异构性分析

6．2．3 集成实例

6．3 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 研究结论

7．2创新点

7．3 未来展望

附录

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢