專利名稱：基于Web地圖服務的Web覆蓋服務坐標配準方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡地理信息服務系統(tǒng)，具體涉及地理信息Web服務技術(shù)交叉領(lǐng)域，特別是實現(xiàn)不同協(xié)議的地理信息服務間的共享與集成的方法。
背景技術(shù)：
可以預見，隨著地理信息服務的發(fā)展，如何實現(xiàn)不同協(xié)議的地理信息服務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服務工作小組正致力于建立開放地理信息的Web服務標準，目的是希望提出一個可進化、基于各種標準的、能夠無縫集成各種在線空間處理和位置服務的框架，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和位置服務、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。其提出的三個地理信息服務Web地圖服務(WMS)、Web要素服務(WFS)、Web覆蓋服務(WCS)的接口定義比較成熟，可以實現(xiàn)Web環(huán)境下GIS空間數(shù)據(jù)的共享。Web地圖服務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、刪除等事務操作。Web覆蓋服務能提供多尺度、不同時間段的覆蓋數(shù)據(jù)。
當前國內(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，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、通過WFSConnector連接器可以把FeatureServer發(fā)布為WFS服務，但缺少多個產(chǎn)商之間的服務協(xié)作集成的客戶端，并且對WFS和WCS服務的支持力度不夠，這是因為這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)一的服務抽象規(guī)范；沒有統(tǒng)一的接口實現(xiàn)；不同服務在疊加時，缺乏有效的坐標轉(zhuǎn)換機制；缺乏有效的數(shù)據(jù)壓縮機制，服務的效率較為低下；不同廠商數(shù)據(jù)服務的表現(xiàn)機制千差萬別。
服務集成的解決方案有基于服務器端的集成和基于客戶端的集成兩種方式，基于服務器端的集成由于涉及到服務的智能查找、服務的自動調(diào)用、結(jié)果的自動合并和服務器端可視化表現(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)均為基于桌面應用的集成。對于基于Web瀏覽器客戶端的服務集成，尚沒有成熟的報道。
目前，多協(xié)議地理信息服務的集成技術(shù)還很不成熟，主要原因包括在各種地理信息服務沒有共同的參考坐標系的情況下，無法將不同參考系下的WFS服務數(shù)據(jù)、WCS服務數(shù)據(jù)、WMS服務數(shù)據(jù)等轉(zhuǎn)化到相同的參考坐標系下，因此，如何將不同空間參考坐標系的服務數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到相同的空間參考坐標系，并且考慮到坐標轉(zhuǎn)換的效率與精度，是多協(xié)議地理信息服務集成的關(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地圖服務的Web覆蓋服務坐標配準方法，該方法以WMS服務端支持的參考坐標系為基準，將不同參考系下的WCS服務數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到與WMS服務數(shù)據(jù)的相同的參考坐標系下，為實現(xiàn)在Web瀏覽器上集成來自于不同站點、不同廠商、不同服務、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地圖服務的Web覆蓋服務坐標配準方法，它包括(1)用于將Web地圖服務的空間參考的值作為源坐標系參數(shù)存儲在存儲器中的步驟；(2)用于將從Web覆蓋服務的能力描述中獲取的空間參考的值作為目標坐標系參數(shù)存儲在存儲器中的步驟；(3)用三參數(shù)法或七參法對進行參數(shù)解算，輸出坐標的改正值；(4)用于從Web覆蓋服務獲取的連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)中，取出控制點坐標值作為輸入，在加上坐標的改正值后，得到控制點的新坐標值并存儲在存儲器中的步驟；(5)根據(jù)連續(xù)覆蓋的計算模型函數(shù)和控制點對數(shù)據(jù)進行重采樣處理，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坐標系參數(shù)和源坐標系參數(shù)進行比較的步驟，該步驟可對以下動作進行選擇目標坐標系參數(shù)和源坐標系參數(shù)匹配，結(jié)束下面的步驟；或目標坐標系參數(shù)和源坐標系參數(shù)不匹配，執(zhí)行步驟(3)。
因為WMS的GetMap請求返回的是指定了參考坐標系JPEG、PNG、GIF等格式的圖片，不能進行坐標系轉(zhuǎn)換；而WCS的GetCoverage返回的覆蓋數(shù)據(jù)都具有參考坐標系信息，可以進行坐標系轉(zhuǎn)換，消除參考坐標系間的差異，實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的無縫集成。在各種地理信息服務沒有共同的參考坐標系的情況下，我們以WMS服務端支持的參考坐標系為基準，將不同參考系下的WCS服務數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到與WMS服務數(shù)據(jù)的相同的參考坐標系下，WCS服務數(shù)據(jù)經(jīng)過對控制點的坐標值進行變換以及對數(shù)據(jù)進行重采樣處理。
根據(jù)OGC開放地理信息服務的接口，本發(fā)明提出基于WMS的空間參考的配準方法，采用連續(xù)點的坐標變換模式，以WMS服務端支持的參考坐標系為基準，將不同參考系下的WCS服務數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到與WMS服務數(shù)據(jù)的相同的參考坐標系下，將從不同協(xié)議的地理信息服務獲取的地理數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一的參考框架，為實現(xiàn)在Web瀏覽器上集成來自于不同站點、不同廠商、不同服務、不同數(shù)據(jù)源、不同空間參考系的多協(xié)議地理信息服務創(chuàng)造條件。
本發(fā)明方法的優(yōu)點還包括(1)通過采用WMS的空間參考、坐標變換和連續(xù)點的解算，實現(xiàn)了WCS的地理覆蓋數(shù)據(jù)的配準；(2)可實現(xiàn)不同地理空間參考的變換參數(shù)解算和實時坐標轉(zhuǎn)換；(3)本發(fā)明方法簡單、執(zhí)行效率高。


圖1為Web覆蓋服務基于WMS的空間參考配準流程2多協(xié)議地理信息服務數(shù)據(jù)模型圖具體實施方式
如圖1所示的本發(fā)明方法實施例，基于Web地圖服務的Web覆蓋服務坐標配準方法，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系參數(shù)存儲在存儲器中的步驟。
(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坐標系參數(shù)存儲在存儲器中的步驟。
用于對目標坐標系參數(shù)和源坐標系參數(shù)進行比較的步驟，該步驟可對以下動作進行選擇目標坐標系參數(shù)和源坐標系參數(shù)匹配，結(jié)束下面的步驟；或目標坐標系參數(shù)和源坐標系參數(shù)不匹配，執(zhí)行步驟(3)。
(3)用三參數(shù)法或七參法對進行參數(shù)解算，輸出坐標x、y、z的改正值dx、dy和dz。
(4)用于從Web覆蓋服務獲取的連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)中，取出控制點坐標值x、y、z作為輸入，在加上坐標的改正值dx、dy和dz后，得到控制點的新坐標值x’＝x+dx、y’＝y(tǒng)+dy、z’＝z+dz并存儲在存儲器中的步驟；(5)根據(jù)連續(xù)覆蓋的計算模型函數(shù)和控制點對數(shù)據(jù)進行重采樣處理，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)的個數(shù)、投影參數(shù)的名稱和投影參數(shù)的值。
本實施例可通過專門的硬件卡實現(xiàn)。
通過GetCapabilties方法從服務端獲得地理信息服務的描述信息，目的是從描述信息中提取中對服務所提供了哪些圖層，各圖層的范圍框、坐標參考系信息以及服務支持的響應格式等。WMSBean的GetObject方法根據(jù)用戶選擇發(fā)送GetMap請求到WMS服務端，得到一個指定范圍框、坐標參考系、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，服務端返回覆蓋數(shù)據(jù)的詳細的XML文檔，主要描述了覆蓋數(shù)據(jù)的參考坐標系、格網(wǎng)結(jié)構(gòu)、時間段、復合觀測和支持的響應格式，然后發(fā)送GetCoverage請求得到指定范圍框、參考坐標系、時間、復合觀測和格式的覆蓋數(shù)據(jù)。
通過本發(fā)明方法的坐標配準后，可把從WMS、WCS服務獲得的數(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中建立一個向量結(jié)構(gòu)對抽象圖層集合中進行統(tǒng)一的管理。每一個AbstractLayer中包含一個Service接口的實現(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)進行繪制實現(xiàn)在客戶端的顯示。
在對WMS、WCS服務獲得的具體圖層進行進行放大、縮小、漫游操作時通過各圖層的Service接口的實現(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服務的柵格圖層進行點查詢操作是通過向服務端發(fā)送GetFeatureInfo請求實現(xiàn)的，在請求中指定要查詢的層名、用像素表達的要素的X、Y坐標和返回的要素個數(shù)，服務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響應進行解析生成相應的要素集結(jié)構(gòu)GeoSurfFeatureCollection，建立了要素的屬性名值對的對應關(guān)系，實現(xiàn)了WMS服務數(shù)據(jù)的點查詢功能。
可從不同WCS可以獲取各種不同傳感器、空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率的覆蓋數(shù)據(jù)，并采用WCSLayer進行表達。實現(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。在實現(xiàn)時，可在客戶端對多波段遙感數(shù)據(jù)的融合是在對影像嚴格配準下，直接使用來自不同服務的多波段數(shù)據(jù)進行像素與像素關(guān)聯(lián)的融合，采用假彩色處理，改善了目視的效果。
對從服務端返回的DEM數(shù)據(jù)經(jīng)可視化處理，同時根據(jù)用戶需要和服務端互交，實時更新DEM數(shù)據(jù)?？蛻舳嗽陲w行的時候，并不是一次性將所有數(shù)據(jù)導入三維模型中顯示，這樣會在數(shù)據(jù)量大的時候會導致客戶端漫游極為阻塞，這里使用了CLOD算法，根據(jù)視點和地形塊的距離和視角的范圍，部分的渲染可視的地形，當視點超出規(guī)定范圍后，再從服務端請求下一批數(shù)據(jù)塊，通過這種方式，客戶端漫游三維地形會變得很流暢。為了加快系統(tǒng)響應速度，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地圖服務的Web覆蓋服務坐標配準方法，其特征在于它包括(1)用于將Web地圖服務的空間參考的值作為源坐標系參數(shù)存儲在存儲器中的步驟；(2)用于將從Web覆蓋服務的能力描述中獲取的空間參考的值作為目標坐標系參數(shù)存儲在存儲器中的步驟；(3)用三參數(shù)法或七參法對進行參數(shù)解算，輸出坐標的改正值；(4)用于從Web覆蓋服務獲取的連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)中，取出控制點坐標值作為輸入，在加上坐標的改正值后，得到控制點的新坐標值并存儲在存儲器中的步驟；(5)根據(jù)連續(xù)覆蓋的計算模型函數(shù)和控制點對數(shù)據(jù)進行重采樣處理，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坐標系參數(shù)和源坐標系參數(shù)進行比較的步驟，該步驟可對以下動作進行選擇目標坐標系參數(shù)和源坐標系參數(shù)匹配，結(jié)束下面的步驟；或目標坐標系參數(shù)和源坐標系參數(shù)不匹配，執(zhí)行步驟(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于Web地圖服務的Web覆蓋服務坐標配準方法，該方法采用連續(xù)點的坐標變換模式，以WMS服務端支持的參考坐標系為基準，將不同參考系下的WCS服務數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到與WMS服務數(shù)據(jù)的相同的參考坐標系下，將從不同協(xié)議的地理信息服務獲取的地理數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一的參考框架，為實現(xiàn)在Web瀏覽器上集成來自于不同站點、不同廠商、不同服務、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