高性能地理空间数据服务关键技术研究
  • 【摘要】

    随着地理信息技术和互联网技术的发展,地理空间数据服务已被用于诸多行业,行业之间地理空间数据共享以及服务系统之间计算能力共享等问题已经得到越来越多的关注。为此,开放地理空间信息联盟为地理空间数据服务建立了OGC标准规范。其中,WPS服务是OGC标准中用于地理空间数据处理的网络服务。同时,国内外地理空间服务系统存在或多或少的问题。本文针对构建一套遵循OGC标准的高性能地理空间数据服务系统的关键技术进行... 展开>>随着地理信息技术和互联网技术的发展,地理空间数据服务已被用于诸多行业,行业之间地理空间数据共享以及服务系统之间计算能力共享等问题已经得到越来越多的关注。为此,开放地理空间信息联盟为地理空间数据服务建立了OGC标准规范。其中,WPS服务是OGC标准中用于地理空间数据处理的网络服务。同时,国内外地理空间服务系统存在或多或少的问题。本文针对构建一套遵循OGC标准的高性能地理空间数据服务系统的关键技术进行了相应研究。
      本文主要工作和创新点有如下几点:
      (1)给出了高性能地理空间数据服务系统的整体设计,整个系统采用Web服务层、应用服务层、数据存储层三层架构,Web服务层负责应用服务层与外部系统交互,应用服务层主要负责地理空间数据的处理,数据存储层负责存储各类地理空间数据并为应用服务层提供访问接口。每一层采用模块化设计的思想,将每一层拆分成一些可以协同工作的模块。
      (2)分析了OGC标准中WPS服务规范,搭建了WPS通用服务框架,并研究了高程数据的坡度、坡向计算、矢量特征数据的范围计算三种地理空间数据处理算法,将其实现为具体的WPS服务。同时,定义了简单而灵活的拓展接口,无需重新编译即可为WPS服务增加新的地理空间数据处理算法,使WPS服务具有很强的拓展性。
      (3)设计并实现了负载均衡算法,使其更符合高性能地理空间数据服务系统的应用场景。考虑到系统容错性,负载均衡算法需要将集群中存在故障服务器排除,防止将请求分发到存在软硬件故障的服务器影响服务质量。同时,考虑到每一个请求都与某一范围的地理空间数据相关的业务特性,通过以GeoHash作为哈希函数的一致性哈希方案将地理空间数据分别缓存到各个应用服务层的服务器,当请求命中缓存时无需对数据存储层进行访问,提高服务的响应速率。负载均衡算法综合考虑服务器资源负载情况和请求范围与服务器缓存地理空间数据的空间邻近性情况进行路由。
      经过实验室所搭建的平台测试,WPS通用服务框架和三种具体的服务实现了相应功能,达到了预期要求,为后续WPS服务的完善和进一步研究打下了良好的基础。同时,测试结果也说明了高性能地理空间数据服务系统采用本文提出负载均衡算法比其他负载均衡算法如随机算法、自适应算法性能更好。 收起<<

  • 【作者】

    齐赫 

  • 【学科专业】

    计算机技术

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    西安电子科技大学

  • 【导师姓名】

    付少锋,李莉

  • 【学位年度】

    2017

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    地理空间  数据处理  负载均衡  服务系统  模块化设计  地理信息系统