CN102193958A - 基于互联网的空间决策支持系统的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于互联网的空间决策支持系统的实现方式，所述方法包括：利用模型模块进行模型服务的搜索与管理，利用数据模块进行数据服务的搜索和管理，利用流程式界面构建决策过程的框架流程，利用服务工作流控制技术保证决策流程的顺利运行。本发明提供了一种先进的决策环境，能够对网络环境下的数据和模型资源进行统一管理，从而能在需要时快速找到所需要的数据和模型，并在数据和模型之间进行捆绑式运算，为决策支持提供依据。同时，还具有很强的跨平台运行能力，能够将运行于不同软硬件环境下的决策模型和空间数据服务程序集成起来，从而能充分发挥各种数据资源、模型资源以及分布式计算软硬件资源的共享优势，提高决策支持的效率。

Description

基于互联网的空间决策支持系统的实现方法

技术领域

本发明属于空间信息、网络数据共享和决策支持领域，具体涉及一种基于互联网的空间决策支持系统的实现方法。

背景技术

空间决策支持系统是地理信息系统和决策支持系统基础上发展起来的一个新兴科学技术领域，它是一种用户能够利用空间数据、应用模型、软件工具和专家知识等资源，自主、灵活和高效地生成复杂空间决策问题的多个方案，并能对它们进行比较与选择的计算机信息系统。

随着数据共享思想的不断扩展和各种开放式数据标准的制定，大量分布式的空间数据库正在不断涌现，并通过网络为全球用户提供数据共享服务。但迄今为止，这种共享主要还是处在数据共享水平，尚没有达到决策应用阶段。在海量空间数据被人类采集的同时，处理空间数据的模型也不断丰富，涉及到各种算法知识和不同行业的背景知识的模型被构建出来，而且这些模型分别存放在网络上的不同位置，并且采用不同的开发和运行标准，这就使得空间决策支持系统所需要的空间数据模型的获取和共享变得非常困难。面对海量空间数据，人们缺乏通用的分析工具；面对异构的空间数据处理模型，人们缺乏对模型通用集成工具。这使广大用户往往感觉无所适从，从而形成了资源的巨大浪费。基于Web的空间决策支持系统正是为了解决这一问题而提出的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中的缺点，提供一种运行于网络环境下的空间决策支持系统的实现方法。基于互联网的空间决策支持系统提供了一种先进的决策环境，能够对网络环境下的空间数据资源、空间分析模型资源进行统一管理，从而能在需要时快速找到所需要的数据和模型，进行空间数据和模型之间的协同运算，并在运算同时使用户实现对运算过程的干预和交互，获得高度综合的知识，帮助用户找到相对满意的决策方案，为决策支持提供依据。

位于决策服务中心的空间决策支持系统，配备了虚拟的数据库和模型库，另外还有方法库、知识库、工具库、实例库等决策辅助库，并通过相应的管理系统对它们进行维护与管理。决策支持界面是整个系统的操作界面，通过调用网络环境下的模型资源、数据资源和其他各种资源，来搭建决策流程。的空间决策支持系统集成了6个功能模块：系统注册与管理模块、模型注册与管理模块、数据注册与管理模块、实例注册与管理模块、决策工作流模块和Web空间可视化模块。

所述系统注册与管理模块，是对系统用户进行统一的管理。用户可以注册自己的信息后登陆系统，管理员可以对数据库中的注册用户信息进行管理，为不同的用户提供不同量级的服务。主要包括用户注册、用户管理、系统功能注册扩展、系统功能管理等功能。

所述模型注册与管理模块，是一个基于UDDI建立的服务器端的模型管理系统。每个模型被封装成一个Web Service，实现模型的发布、搜索与管理。模型库不仅能存储系统自己开发的模型，还能接受其他开发者所提供的模型注册，满足模型共享需求；由于模型程序体位于模型提供者自己的服务器上，其运行也是在各自的服务器上进行，它实际是一个虚拟的模型库，模型库仅提供了对模型体的索引。系统特有的搜索方法能从网络环境中快速找到已经发布的模型并能够进行调用。这种管理方式将整个网络看成一个开放式的组件平台，屏蔽了不同模型的异构性，而且可以在不同的模型之间进行组合，满足复杂分析的需要。主要包括模型注册、模型查询、模型元数据编辑、模型删除、模型修改等功能。

所述数据注册与管理模块，是一个数据服务提供者注册、发布地理信息服务的平台。基于UDDI建立的空间数据服务管理系统，可以看成是一种分布式存储的虚拟空间数据库系统，不同数据服务提供者可以在此数据库中注册自己的数据服务，以便为广大用户提供数据共享服务，实现对空间数据服务的注册、发布、浏览与服务提供。空间数据服务的开发和管理符合OGC Web Service规范(WMS/WFS/WCS/GML)，通过WMS实现空间数据的地图服务，通过WFS实现要素级数据服务，通过WCS实现专题图层级的数据服务，通过GML实现异构空间数据的传输与集成。包括数据注册、数据查询、数据元数据编辑、数据删除、数据修改等功能。

所述实例注册与管理模块，对具体的决策流程进行管理，可以在需要的情况下快速找出已有的成熟决策实例，提高决策支持的效率。采用UDDI管理、以XML描述的、匹配Web Services的决策支持工作流方案的形式来实现。当决策者通过基于网络的空间决策支持系统的决策支持工作流系统通过组合各种数据和模型，不断的尝试和验证决策支持实例，获得合适的决策支持方案实例，决策支持工作流系统生成采用工作流描述模型来描述的决策支持实例工作流，对决策支持实例工作流进行存储，同时对决策支持实例的元数据在UDDI中进行注册。包括实例注册、实例查询、实例元数据编辑、实例删除、实例修改等功能。

所述决策工作流模块，是基于HTTP标准的客户端程序，具备可视化决策流程的开发能力。它能调用网络环境下的模型资源、数据资源和其他各种资源，来搭建决策流程，并利用内部的服务语义解析引擎和服务工作流管理引擎，对决策流程的运行进行控制，保证决策过程的正常执行。包括决策支持工作流可视化、决策支持工作流动态生成、决策支持工作流解析执行、决策支持实例生成和注册等功能。

所述Web空间可视化模块，是对空间决策支持的可视化，包括基础空间信息显示、基础空间数据注册、地图操作、图层叠加操作与分析和空间决策方案可视化等功能。主要从三个方面进行可视化：空间决策支持实例工作流运行结果或空间决策支持方案的可视化；参加空间决策支持的空间数据的可视化；空间决策支持实例工作流运行结果。

本发明利用网络技术、地理信息(GIS)技术、决策支持等多种技术手段，来解决基于互联网的空间决策支持系统中所涉及的多项技术难题。本发明将模型服务和数据服务都封装成Web Service程序，并通过UDDI进行注册，分别形成虚拟的模型库和数据库。利用模型服务管理系统进行模型服务的搜索与管理，利用数据服务管理系统进行数据服务的搜索和管理，利用流程式界面构建决策过程的框架流程，利用服务工作流控制技术保证决策流程的顺利运行，为网络模型共享和数据共享提供了畅通无阻的运行环境。其特征在于：

1.模型网络共享

利用系统的模型库管理模型，将模型封装成网络服务，使得模型能够在网络环境下为广大用户提供共享服务，为数据分析提供了有用的工具。

2.模型与数据的松耦合

模型服务和数据服务多以封装为Web Services的形式出现，并分散在整个网络中不同的服务器上，并通过Web Services工作流模型进行模型服务与数据服务之间的连接，实现了模型与异构数据的集成和调用，达到模型与数据的松耦合。

3.决策流程的可视化设计

决策支持工作流模块能方便地根据决策问题的求解过程创建新决策流程图，并为流程图中的每个阶段指定所需要的模型和数据源，完成整个决策过程的设计运行；还可以对已有的流程图进行修改。

4.跨平台运行能力

决策支持资源多是以Web Services的形式，分散在网络不同的服务器上，这使得系统具有很强的跨平台运行能力，能够将运行于不同软硬件环境下的决策模型和空间数据服务程序集成起来，从而能充分发挥各种空间数据资源、分析模型资源，以及分布式计算软硬件资源的共享优势，大幅度提高决策支持的效率。

5.系统的可扩展性强

系统的模型、数据管理机制，能在用户使用系统解决面向行业专题应用问题时，实现专题决策支持模型和数据注册；同时系统的功能扩展和管理模型能实现的系统无编程扩展。

附图说明

图1基于互联网的空间决策支持系统的总体结构图

图2基于互联网的空间决策支持系统逻辑图

图3基于互联网的空间决策支持系统系统的功能结构图

图4基于UDDI的注册中心的分布式组织结构

图5实例模型注册界面

图6实例数据注册界面

图7实例决策工作流生成界面

图8实例决策结果可视化界面

具体实施方式

基于互联网环境下的空间决策支持系统能调用分布于整个网络中，由不同行业不同应用的用户所提供和维护的各种数据和模型资源，来进行空间决策流程的设计与运行。

图1是系统的总体结构图。如图1所示，系统位于决策服务中心，它配备了虚拟的数据库和模型库，另外还有方法库、知识库、工具库、实例库等决策辅助库，并通过相应的管理系统对它们进行维护与管理。决策支持界面是整个系统的操作界面，通过调用网络环境下的模型资源、数据资源和其他各种资源，来搭建决策流程。系统通过服务语义解析引擎和服务工作流管理引擎，对决策流程的运行进行控制，保证决策过程的正常执行。模型服务提供者和数据服务提供者将自己的服务封装成Web Service，然后通过UDDI进行注册，成为模型库和数据库的内容，供广大网络用户共享应用。数据服务提供者主要提供模型所需的空间数据，遵守OWS规范；模型服务提供者主要提供空间决策支持模型服务，它能够通过决策服务器的UDDI服务智能地搜索所需数据服务，然后在服务工作流管理引擎控制下为用户提供决策支持服务。

根据系统的总体结构，可将系统按功能分为6个功能模块，如图3所示。包括：系统注册与管理模块、模型注册与管理模块、数据注册与管理模块、实例注册与管理模块、决策工作流模块和Web空间可视化模块。

所述的系统注册与管理模块，是利用用户数据库用来管理注册用户信息，主要包括用户注册、用户管理、系统功能注册扩展、系统功能管理等功能。用户可以注册自己的信息后登陆系统，管理员可以对数据库中的注册用户信息进行管理。系统将标识不同级别的注册用户，为不同的用户提供不同量级的服务，用户可以根据权限进行资源注册、决策支持实例工作流生成和定制专题决策支持系统功能。

所述的模型注册与管理模块主要是对系统模型的管理，互联网上发布的模型是通过该模块注册到系统中，包括模型注册、模型查询、模型元数据编辑、模型删除、模型修改等功能。模型注册功能用来接受注册模型时所填写模型的描述语义元数据，获取相关模型的描述文档和结构图片等信息；同时还可以从系统数据库中读取已注册模型信息。模型查询采用单一查询与多条件组合的查询两种方式根据查询条件对系统模型库中的模型进行检索，显示查询结果，并允许对查询结果进行浏览、修改、删除操作。

所述的数据注册与管理模块是对系统数据进行统一的管理，可将互联网上发布的空间数据和非空间数据注册到系统数据库中，包括数据注册、数据查询、数据元数据编辑、数据删除、数据修改等功能。数据注册功能是用来接受注册数据的描述语义元数据、获取相关数据的描述文档、结构图或快视图；同时还可从数据库中读取已注册数据的相关信息。数据查询采用单一查询与多条件组合的查询两种方式根据查询条件对系统数据库中的数据进行检索，显示查询结果，并允许对查询结果进行浏览、修改、删除操作。

所述实例注册与管理模块实现对系统实例的管理，可将经反复验证比较成熟的决策实例注册到系统数据库中，包括实例注册、实例查询、实例元数据编辑、实例删除、实例修改等功能。实例注册用来获取实例工作流文件的描述语义元数据、相关实例的描述文档和实例工作流结构图；同时可从数据库中读取已注册实例的信息。实例查询采用单一查询与多条件组合的查询两种方式根据查询条件对系统实例库中的实例进行检索，显示查询结果，并允许对查询结果进行浏览、修改、删除操作。

所述决策工作流模块能根据问题的求解过程绘制决策工作流，实现了决策支持实例工作流的图形化生成、组合和编辑，以及决策支持工作流模型和数据的匹配，实现了让决策者更为合理的使用决策支持资源。包括决策支持工作流可视化、决策支持工作流动态生成、决策支持工作流解析执行、决策支持实例生成和注册等功能。模块建模界面包括三部分：服务目录树、工具栏、视图。服务目录树是树状的服务索引，每一个叶子节点都代表一个具体的服务，非叶子节点代表一类服务，它是抽象的；目录树有两个，即模型服务目录树和空间数据服务目录树。工具栏提供了流程建模所需的对象，例如开始、并行、分支等按钮。视图是将模型/数据服务和控制工具进行组合的窗口，其中的元素可以通过鼠标从服务目录树和工具栏拖拽来产生。模块内部的解析引擎对生成的工作流进行解析，自动调用网络中的相关模型和数据进行运算。工作流还可以通过决策支持实例生成和注册功能注册到系统的实例库中。

所述Web空间可视化模块是对系统中注册的空间数据和决策的结果的可视化操作，实现了空间数据的地图渲染，包括基础空间信息显示、地图操作、图层叠加操作与分析和空间决策方案可视化等功能。具体的使用方法如下：

1.对决策问题进行分析，首先考虑到进行决策支持所需要的数据资源，对这些数据资源进行预处理，这些数据应尽量能够满足或蕴含对问题进行决策支持所需要的知识；然后对专题问题设计相关模型，针对问题划分模型的粒度，并按照标准设计好模型的接口，然后采用Web Services封装和发布模型；

2.用户通过互联网访问在Web服务器上的应用系统；

3.登录系统初次使用的用户可进行用户注册；

4.通过数据管理模型，将决策分析所需的数据服务注册到系统的数据库中；若系统数据库已包括所有数据，可通过Web空间可视化模块查看基础的空间数据，并可进行基本的地图操作；

5.通过模型库管理模块，将问题求解过程中所需要的模型服务注册到系统的模型库中；若模型库中已包括所有模型，可同过模型查询，查看各模型的元数据等信息；

6.进入决策支持工作流可视化模块，根据问题的求解过程，绘制决策流程图，流程中各个环节对网络上的模型资源的选取、对数据资源的选取，以及模型与数据的捆绑等，生成决策流程；

7.通过决策支持工作流程解析执行，按决策流程求解问题，决策分析的结果通过互联网以地图或者图表的形式反馈给用户；

8.若决策结果不能很全面的反映问题，用户可根据自己的知识和经验反复尝试不同的决策支持资源组合，通过工具、经验和试验验证，最终形成一个最佳的决策方案；

9.最后，在实例管理模块中用户可以把该方案注册到实例数据库中。

Claims (8)

1.一种基于互联网的空间决策支持系统实现方法。具体方法：为运行于决策服务中心的空间决策支持系统配备虚拟的数据库和模型库，另外还有方法库、知识库、工具库、实例库等决策辅助库，通过可视化流程界面调用网络环境下的模型资源、数据资源和其他各种资源，来搭建决策流程。利用模型注册和管理模块进行模型服务的搜索与管理，利用数据注册和管理模块进行数据服务的搜索和管理，利用决策工作流模块构建决策过程的框架流程，空间工作流的顺利执行。为网络模型共享和数据共享提供了畅通无阻的运行环境。

2.根据权利要求书1所述的基于互联网的空间决策支持系统实现方法，其特征在于，系统能利用注册与管理模块用来对系统用户进行管理，主要包括用户注册、用户管理、系统功能注册扩展、系统功能管理等功能。用户可以注册自己的信息后登陆系统，管理员可以对数据库中的注册用户信息进行管理，为不同的用户提供不同量级的服务。

3.根据权利要求书1所述的基于互联网的空间决策支持系统实现方法，其特征在于，使用基于UDDI建立的服务器端的模型管理模块对分布在互联网上的模型进行统一的管理，包括模型注册、模型查询、模型元数据编辑、模型删除、模型修改等功能。

4.根据权利要求书1所述的基于互联网的空间决策支持系统实现方法，其特征在于，基于UDDI建立的空间数据服务管理模块是一个数据服务提供者注册、发布地理信息服务的平台。不同数据服务提供者可以在此数据库中注册自己的数据服务，以便为广大用户提供数据共享服务，包括数据注册、数据查询、数据元数据编辑、数据删除、数据修改等功能。

5.根据权利要求书1所述的基于互联网的空间决策支持系统实现方法，其特征在于，实例注册与管理模块，对具体的决策流程进行管理，可以在需要的情况下快速找出已有的成熟决策实例。包括实例注册、实例查询、实例元数据编辑、实例删除、实例修改等功能。

6.根据权利要求书1所述的基于互联网的空间决策支持系统实现方法，其特征在于，可视化的决策工作流模块，它能调用网络环境下的模型资源、数据资源和其他各种资源，来搭建决策流程，保证决策过程的正常执行。包括决策支持工作流可视化、决策支持工作流动态生成、决策支持工作流解析执行、决策支持实例生成和注册等功能。

7.根据权利要求书1所述的基于互联网的空间决策支持系统实现方法，其特征在于，Web空间可视化，它能从三个方面进行可视化：空间决策支持实例工作流运行结果或空间决策支持方案的可视化；参加空间决策支持的空间数据的可视化；空间决策支持实例工作流运行结果。

8.根据权利要求书1所述的基于互联网的空间决策支持系统实现方法，其特征在于，系统按照下述步骤进行基于互联网的空间决策支持实例化：

第一步：对决策问题进行分析，考虑到进行决策支持所需要的数据资源和模型资源；

第二步：决策者通过互联网访问在Web服务器上的决策系统，注册自己的信息后登陆系统；

第三步：将决策分析所需的数据服务注册到系统的数据库中；

第四步：将问题求解过程中所需要的模型服务注册到系统的模型库中；

第五步：根据问题的求解过程，绘制决策流程图，流程中各个环节对网络上的模型资源的选取、对数据资源的选取，以及模型与数据的捆绑等，生成决策流程；

第六步：解析执行工作流，决策分析的结果通过互联网以地图或者图表的形式反馈给决策者；

第七步：反复验证修改决策流，获取最佳决策工作流方案；

第八步：注册实例方案。

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