基于REST风格地理空间信息服务的WebGIS设计与实现

摘要

REST架构风格的提出为Web系统和Web服务的构建指出了一条崭新的道路，使得Web服务能够在更为贴近Web本身特性的基础上进行开发、部署和调用。目前大多数的地理空间数据共享、互操作的解决方案都依赖于庞大而复杂的面向服务架构，这为地理空间科学研究团队部署和管理系统带来了极大不便。REST所承诺的这种服务的高可扩展性和简单部署方式尤为适合地理空间信息的应用。
　　 论文首先研究了REST与RESTful Web服务的基本概念和相关技术，并以此为基础对现有的地理空间信息服务标准做出分析，将其内在包含的资源体系、接口方法提取出来，纳入到REST风格架构体系当中，完成了地理空间信息服务的REST风格转化。
　　 其次，讨论了基于REST风格地理空间信息服务的WebGIS的设计方案，在传统的Web三层架构的基础上加入资源抽象层，形成一种四层架构体系，使得系统的耦合性更低，组件之间的分工更加明确。同时论文重点探讨了在此四层体系架构中的安全问题与缓存问题，以满足在生产环境中的实际需求。
　　 最后，本文以土地管理为例，实现了一个面向资源的WebGIS试验系统，对上述研究进行了验证。试验系统运行表明，基于REST架构风格的地理空间信息服务能够最大程度的简化开发、部署和调用工作，使整个Web系统具有清晰的结构、较强的扩展性和易用性。
　　 本文的研究成果对于地理空间信息服务及以此作为WebGIS架构基础的开发者具有一定的借鉴意义。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 WebGIS发展

1.1.2 地理空间信息服务

1.1.3 表述性状态转移

1.2 研究问题的提出

1.3 国内外研究现状

1.4 本文研究内容及章节安排

1.4.1 本文研究内容

1.4.2 论文章节安排

2 理论基础及相关技术

2.1 表述性状态转移及其特征

2.2 RESTful Web服务

2.2.1 RESTful Web服务涉及的技术

2.2.2 RESTful Web服务设计原则

2.3 面向资源架构

2.3.1 ROA的概念

2.3.2 ROA的特征

2.4 传统风格Web服务与RESTful Web服务的比较

2.4.1 接口抽象

2.4.2 安全控制

2.4.3 关于缓存

2.5 本章小结

3 地理空间信息服务的REST风格转换

3.1 地理空间服务规范

3.1.1 OGC服务规范

3.1.2 OGC服务的风格特征

3.2 地理空间信息资源的设计和表述

3.2.1 地理空间数据源设计

3.2.2 电理空间信息资源设计

3.2.3 电理空间信息资源表述

3.3 OGC服务的REST适配器模型

3.3.1 OGC服务的地理空间信息资源提取

3.3.2 OGC服务的REST风格接口转换

3.3.3 OGC服务的REST风格交互机制

3.4 本章小结

4 基于REST风格地理空间服务的GIS体系结构设计

4.1 总体设计

4.2 系统功能设计

4.2.1 系统管理

4.2.2 空间数据操作

4.2.3 空间资源管理

4.3 系统安全设计

4.3.1 认证

4.3.2 授权

4.3.3 传输加密

4.4 系统缓存设计

4.5 本章小结

5 系统实现

5.1 系统实现总体概述

5.1.1 开发与运行环境

5.1.2 系统类图

5.1.3 系统部署

5.2 服务器端的实现

5.2.1 数据部署

5.2.2 服务发布

5.3 资源层的实现

5.4 客户端的实现

5.4.1 异步调用

5.4.2 基于浏览器的空间数据表达

5.5 系统运行示例

5.5.1 地图服务浏览

5.5.2 电理空间处理服务调用

5.5.3 土地利用管理功能

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 研究工作总结

6.2 研究特色

6.3 后续工作与展望

参考文献