CN111414187A

CN111414187A - 服务集成开放平台及空间信息应用方法

Info

Publication number: CN111414187A
Application number: CN202010217167.9A
Authority: CN
Inventors: 仇林遥; 黄丽; 王钰迪; 郑作亚; 孟祥辉
Original assignee: Electronic Science Research Institute of CTEC
Current assignee: Electronic Science Research Institute of CTEC
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2020-07-14

Abstract

本发明公开了一种服务集成开放平台及空间信息应用方法。服务集成开放平台，包括：服务封装与二次开发框架用于提供多个封装代码框架和二次开发接口；服务运行管理子系统用于完成服务的发现、注册、代理、负载均衡和动态调节；服务监控子系统用于监控服务的工作状态；流程编排子系统用于对多个服务进行可视化的组合，并配置多个服务之间的数据绑定关系，以构建流程；流程执行子系统用于控制流程的启动、停止，以及服务的动态调用；数据定制生产子系统用于调用服务或流程，执行生成任务。采用本发明，可以解决集成过程中异构算法模型的输入、输出、结构、模式等不统一的问题，支持不同来源模型的组合化流程运行。

Description

服务集成开放平台及空间信息应用方法

技术领域

本发明涉及数据应用技术领域，尤其涉及一种服务集成开放平台及空间信息应用方法。

背景技术

便利的时空数据获取方式与广泛的数据平台使时空数据的获取变得既快又易，与此相对比，时空信息应用服务的共享资源则显得稀少。相关技术中的时空信息应用服务大都是由各种独立的系统堆彻而成，单体架构所有的模块全都耦合在一块，代码量大，维护困难。当单体架构的应用服务的代码量变得庞大，各个模块之间区别比较模糊，逻辑比较混乱，代码越多复杂性越高，越难解决遇到的问题。另外，单体架构模块非常多，代码量非常庞大，导致部署项目所花费的时间也越来越多。

发明内容

本发明实施例提供一种服务集成开放平台及空间信息应用方法，用以解决现有技术中时空信息应用服务在服务共享和服务便捷集成上的欠缺。

根据本发明实施例的服务集成开放平台，包括：

服务封装与二次开发框架，用于提供多个封装代码框架，以及二次开发接口，以构建服务；

服务运行管理子系统，用于完成所述服务的发现、注册、代理、负载均衡和动态调节；

服务监控子系统，用于监控所述服务的工作状态；

流程编排子系统，用于对多个所述服务进行可视化的组合，并配置多个所述服务之间的数据绑定关系，以构建流程；

流程执行子系统，用于控制所述流程的启动、停止，以及所述服务的动态调用；

数据定制生产子系统，用于调用所述服务或所述流程，执行生成任务。

根据本发明的一些实施例，所述服务封装与二次开发框架包括：

Java程序封装，用于提供Java代码的封装代码框架；

C++程序封装，用于提供C++可执行程序和DLL类库的封装代码框架；

Python程序封装，用于提供Python程序的封装代码框架；

二次开发结构，用于提供二次开发API。

根据本发明的一些实施例，所述服务运行管理子系统包括：

服务注册，用于将所述服务的元信息添加到注册中心；

服务发现，用于发现已部署启动的服务；

服务代理，用于通过一个服务网关提供服务代理功能；

负载均衡，用于提供服务集群功能，以实现多个服务组成的集群的负载均衡；

动态伸缩机制，用于实现所述服务的动态伸缩。

根据本发明的一些实施例，所述服务监控子系统包括：

服务健康度监控，用于监控所述服务的运行状态；

服务资源监控，用于监控所述服务的CPU占用情况和内存资源占用情况；

服务性能监控，用于监控所述服务的响应时间；

服务可靠性监控，用于监控所述服务的错误率；

服务异常预警，用于在所述服务异常时执行预警。

根据本发明的一些实施例，所述流程编排子系统包括：

流程设计，用于对多个所述服务进行可视化的组合；

服务与数据绑定，用于为所述流程中的服务绑定数据；

流程验证，用于验证所述流程的可行性；

流程模型管理，用于对所述流程中的服务进行部署、卸载、查询。

根据本发明的一些实施例，所述流程执行子系统包括：

流程启动停止，用于启动或停止所述流程；

服务动态调用，用于动态生成各个所述服务的调用参数，完成所述服务的动态调用；

人工任务分发，用于自动分发任务到对应的人员；

异常事件通知，用于在所述服务出现调用错误时，产生异常事件。

根据本发明的一些实施例，所述数据定制生产子系统包括：

生产任务管理，用于查看、启动所述生产任务，并监控所述生产任务的进度；

工作区数据管理，用于查看用户工作区中的相关数据；

流程进度监控，用于可视化查看所述流程的执行进度；

人工任务管理，用于查看、提交对应的人工任务。

根据本发明实施例的基于服务集成开放平台的空间信息应用方法，所述服务集成开放平台为如上所述的服务集成开放平台；

所述方法包括：

将采用python、DLL、或EXE编制的程序封装形成算子；

将所述算子组合封装为模型，并进行服务的发布。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：

调用所述服务集成开放平台中的服务；

获取第一数据；

基于所述服务和所述第一数据，执行第一任务。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：

调用、编排所述服务集成开放平台中的服务，构建流程。

采用本发明实施例，通过构件化的思想设计基于服务集成开放平台，提供了服务的封装、发布、执行调度、管理的各种功能，以及空间信息流程的编排、运行以及数据产品生产功能，可以解决现有系统集成过程中异构算法模型的输入、输出、结构、模式等不统一的问题，而且通过提供一致的封装规格屏蔽数据处理工具差异，可以支持不同来源模型的组合化流程运行。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例中服务集成开放平台的结构示意图；

图2是本发明实施例中基于服务集成开放平台的空间信息应用方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

近些年随着测量技术与传感器技术的发展，特别是以遥感卫星为代表的对地观测技术组网化、智能化和智慧化的发展。时空数据变得越来越丰富，获取也变得越来越便利。如何将海量时空数据根据特定的用户的需求通过服务转化为有效的时空信息成为亟待解决的新问题。

相关技术中，提供时空信息服务的数据平台结构非常复杂，而且功能单一。通常情况下，这类数据平台都是由关系数据库、分布式数据库、分布式(或并行) 计算引擎和任务调度系统等构成。按照数据的获取、存储、清洗处理和可视化分别部署在通用硬件服务器上面。部署后所有系统逐一对接。根据应用环境再进行调试和扩充。通常情况下，从系统部署到实际运行会经历一个相对漫长的过程，并且在过程中也会出现各种兼容性问题。这种组合式的系统部署，通常只提供基础数据存储或者处理环境，而所有的具有应用属性的数据成果，如：数据融合专题，需要根据需求从数据进行开发。用传统的信息系统生产模式进行新情况下的海量的大数据处理，对处于信息爆炸阶段的时空数据来说，远远不能满足要求。

为解决上述技术问题，提出本发明的各个实施例。

如图1所示，根据本发明实施例的服务集成开放平台，包括：

服务监控子系统，用于监控所述服务的工作状态；

本发明实施例的服务集成开放平台提供了空间信息微服务的封装、发布、执行调度、管理的各种功能，以及空间信息流程的编排、运行以及数据产品生产功能，可以实现空间信息服务的快速开发，保障各个服务之间的有效协同，实现平台的功能扩展和性能弹性伸缩，实现空间信息服务的高可靠运行，实现高效的服务组合和空间信息产品的定制化生产。

在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，所述服务封装与二次开发框架包括：

Java程序封装，用于提供Java代码的封装代码框架；

Python程序封装，用于提供Python程序的封装代码框架；

二次开发结构，用于提供二次开发API。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，所述服务运行管理子系统包括：

服务注册，用于将所述服务的元信息添加到注册中心；

服务发现，用于发现已部署启动的服务；

服务代理，用于通过一个服务网关提供服务代理功能；

动态伸缩机制，用于实现所述服务的动态伸缩。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，所述服务监控子系统包括：

服务健康度监控，用于监控所述服务的运行状态；

服务性能监控，用于监控所述服务的响应时间；

服务可靠性监控，用于监控所述服务的错误率；

服务异常预警，用于在所述服务异常时执行预警。

如图1所示，根据本发明的一些实施例，所述流程编排子系统包括：

流程设计，用于对多个所述服务进行可视化的组合；

服务与数据绑定，用于为所述流程中的服务绑定数据；

流程验证，用于验证所述流程的可行性；

如图1所示，根据本发明的一些实施例，所述流程执行子系统包括：

流程启动停止，用于启动或停止所述流程；

人工任务分发，用于自动分发任务到对应的人员；

如图1所示，根据本发明的一些实施例，所述数据定制生产子系统包括：

工作区数据管理，用于查看用户工作区中的相关数据；

流程进度监控，用于可视化查看所述流程的执行进度；

人工任务管理，用于查看、提交对应的人工任务。

所述方法包括：

将采用python、DLL、或EXE编制的程序封装形成算子；

将所述算子组合封装为模型，并进行服务的发布。

采用本发明实施例，基于服务集成开放平台提供的服务的封装、发布、执行调度、管理的各种功能，以及空间信息流程的编排、运行以及数据产品生产功能，可以支持不同来源模型的组合化流程运行，根据应用与管理对象的不同，对软件构件灵活组装搭建成不同的应用服务。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：

调用所述服务集成开放平台中的服务；

获取第一数据；

基于所述服务和所述第一数据，执行第一任务。

根据本发明的一些实施例，所述方法还包括：

调用、编排所述服务集成开放平台中的服务，构建流程。

下面参照图1以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的服务集成开放平台。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例的服务集成开放平台，包括：服务封装与二次开发框架、服务运行管理子系统、服务监控子系统、流程编排子系统、流程执行子系统、以及数据定制生产子系统。

其中，服务封装与二次开发框架用于提供Java、C++、Python程序的封装功能模块和二次开发接口。二次开发框架包括一组服务封装的模版项目。实施人员可以在模版项目中利用二次开发接口，整合已有的程序，添加服务的元信息，来形成可以被平台发布发现和监管的服务。

具体的，服务封装与二次开发框架包括：Java程序封装、C++程序封装、Python程序封装和二次开发结构。Java程序封装可以提供Java代码的封装代码框架。C++程序封装可以提供C++可执行程序和DLL类库的封装代码框架。 Python程序封装可以提供Python程序的封装代码框架。二次开发结构可以提供元数据标注、异步任务调度等二次开发API。

服务运行管理子系统能够自动发现已经部署启动的服务，并将服务的元信息添加到注册中心。同时通过一个服务网关，提供服务代理功能，通过统一的地址调用内网部署的各种服务。提供服务集群功能来支持负载均衡，同时可以结合服务发现功能实现服务资源的动态伸缩。

具体的，服务运行管理子系统包括：服务注册、服务发现、服务代理、负载均衡和动态伸缩机制。服务注册可以实现服务的元数据注册功能。服务发现可以实现服务的自动发现功能。服务代理可以实现服务的反向代理功能。负载均衡可以实现多个服务组成的集群的负载均衡功能。动态伸缩机制可以支持动态伸缩，增删服务节点。

服务监控子系统可以监控服务当前是否在线，服务占用的系统资源，以及服务的响应时间、服务的出错率，同时在服务出现异常时，进行预警。通过这些监控可以实时掌握服务的状态，保证系统的可靠性。

具体的，服务监控子系统包括：服务健康度监控、服务资源监控、服务性能监控、服务可靠性监控和服务异常预警。服务健康度监控可以监控服务的运行状态。服务资源监控可以监控服务的CPU、内存资源占用情况。服务性能监控可以监控服务的响应时间。服务可靠性监控可以监控服务的错误率。服务异常预警可以在服务程序异常时进行预警。

在流程编排子系统，实施人员可以实时将平台中的服务进行可视化的组合，配置服务之间的数据绑定，形成可以执行的流程，并可以对流程的正确性进行验证。同时可以实现流程模型的查询修改，并进行流程的部署、卸载。

具体的，流程编排子系统包括：流程模型管理、流程设计、服务与数据绑定、流程验证。流程模型管理可以对流程进行部署卸载、查询。流程设计可以设计流程的图及其时序依赖关系。服务与数据绑定可以为流程中的服务绑定数据。流程验证可以验证流程的正确性。

在流程执行子系统，流程可以被启动和停止，在流程启动后，可以动态生成各个服务的调用参数，完成服务的动态调用和数据绑定。同时，对涉及到人工参与的任务，自动分发任务到对应的人员。在服务调用中出现错误时，产生异常事件通知人员进行调整。

具体的，流程执行子系统包括：流程启动停止、服务动态调用、人工任务分发和异常事件通知。流程启动停止可以启动停止流程。服务动态调用可以动态生成各个服务的调用参数，完成服务的动态调用。人工任务分发可以自动分发任务到对应的人员。异常事件通知可以在服务调用中出现错误时，产生异常事件。

在数据定制生产子系统，业务人员可以调用服务或者流程来生产面向行业的数据。业务人员可以启动生产任务，监控生产进度。同时可以管理工作区数据，实现工作区数据的查询、上传、下载、可视化查看、发布。同时可以可视化查看流程的执行进度，流程产生的各种数据，以及流程产生的异常事件。业务人员还可以查看自己的任务列表，下载任务的相关数据，然后启动本地的工具完成对应的任务。在任务完成后，填写并提交任务单，上传任务的数据。

具体的，数据定制生产子系统包括：生产任务管理、工作区数据管理、流程进度监控和人工任务管理。生产任务管理可以查看、启动生产任务，监控生产进度。工作区数据管理可以查看用户工作区中的相关数据。流程进度监控可以可视化查看流程的执行进度。人工任务管理可以查看提交对应的人工任务。

服务集成开放系统提供了空间信息微服务的封装、发布、执行调度、管理的各种功能，以及空间信息流程的编排、运行以及数据产品生产功能。服务集成开放系统结构如图1，通过统一的卫星信息微服务描述与二次开发框架，支持空间信息服务的快速开发，保障各个服务之间的有效协同。通过服务代理、监控与动态伸缩技术，支持系统的功能扩展和性能弹性伸缩。通过微服务的动态注册发现与监控容错，支持空间信息服务的高可靠运行。通过空间信息微服务的组合编排与调度执行，实现高效的服务组合和空间信息产品的定制化生产。

基于上述服务集成开放平台，可以实现三种工作模式，分别为“超市”模式、“工厂”模式、“实验室”模式。

“超市”模式是一种最简单直接的时空信息服务模式。“超市”模式是直接通过商城购买数据库储存的数据以及由上述服务集成开放平台封装好的服务流程。将分散式、碎片化、标准不齐、类型各异的时空信息数据资源和行业专业处理算法模块进行整合，形成专题产品处理生产能力。用户群体包括县市级的地方政府机构、行业部门、科研单位和公司企业，为其提供数据资源服务和专题产品的定制服务。其中通过用户按需定制特定区域特定行业的专题产品，可通过“请求—响应”的机制完成单次任务的服务，也可进行“任务规划—定时推送”的机制完成特定时间内的成套专题产品定向推送服务。

“工场”模式是一种更高层次的应用支撑能力，为行业大中型系统提供软硬一体的解决方案。“工场”模式主要在服务开放平台操作，首先可以将python、 DLL、EXE写好的功能封装(服务封装与二次开发框架)上传至平台成为算子，算子可继续通过流程编排子系统组合封装为模型再通过服务运行管理子系统发布，服务在执行调用的过程中由流程执行子系统与服务监控子系统控制与监控。行业时空信息提供者将各自所能提供的信息在系统注册并接入保存，系统根据用户需求和业务要求进行升级改造，提供定向的数据加工能力，将各种不同用户提供的需求，根据特定规则进行加工，生成满足特定任务的时空信息专题产品并发布共享，以及提供功能服务、高性能计算服务等，从而实现服务增值。

“实验室”模式主要通过流程执行子系统与服务运行管理子系统调用和编排服务开放平台中的模型并可调取调取数据管理平台的数据进行试验构建新的服务或流程，这些服务与流程同样可以通过服务运行管理子系统发布。“实验室”模式是一套标准化的服务开发接口和服务注册部署流程，高校、科研院所、业务单位用户可将自己的研发模块和数据进行上传和部署，通过测试后可作为应用资源提供给第三方用户；各类用户可在线上选择可用的数据与应用资源进行组合，完成特定易用需求的功能实现与产品产出。

针对不同类型用户对时空服务的需求不同，设计三位一体的服务模式。通过“超市”模式满足用户对大量多样异构空间信息系统数据的需求。通过“工场”模式满足不同用户对各自不同行业产品定制的需求。通过“实验室”模式满足用户研发和发布时空服务的需求。

基于上述服务集成开放平台，针对当前时空信息应用平台在服务便捷集成上的欠缺，采用构件化的思想设计了基于微服务的时空信息服务开放架构，提供了空间信息微服务的封装、发布、执行调度、管理的各种功能，以及空间信息流程的编排、运行以及数据产品生产功能。

在实际运用服务集成开放平台实现空间信息的应用过程中，流程分为三个层次，如图2所示。首先服务开发者可以通过服务开放平台(即服务集成开放平台)将开发成果作为算子上传注册并组合封装成模型发布，其次数据提供者可以将多种类型的数据上传通过字段提取形成元数据存入数据库，数据库将根据用户特点进行推送，最后服务使用者可根据需求选择模型与数据编排成针对特定任务的流程发布，主要效果有：

实现了“超市”模式、“工厂”模式、“实验室”模式三位一体服务架构，在统一的框架下满足对空间信息服务的集成化管理、对不同数据生产需求在线可视化数据生产的流程定制、对不同模型的封装发布等服务需求。

通过统一的微服务描述与构件化框架，实现了对空间信息服务的快速开发的支持及对各个服务之间有效协同的保障。通过服务代理、监控与动态伸缩技术，实现了对功能扩展和性能弹性伸缩的支持。通过微服务的动态注册发现与监控容错，实现了空间信息服务高可靠运行的支持。通过空间信息微服务的组合编排与调度执行，实现了高效的服务组合和空间信息产品的定制化生产。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

另外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种服务集成开放平台，其特征在于，包括：

服务监控子系统，用于监控所述服务的工作状态；

2.如权利要求1所述的服务集成开放平台，其特征在于，所述服务封装与二次开发框架包括：

Java程序封装，用于提供Java代码的封装代码框架；

Python程序封装，用于提供Python程序的封装代码框架；

二次开发结构，用于提供二次开发API。

3.如权利要求1所述的服务集成开放平台，其特征在于，所述服务运行管理子系统包括：

服务注册，用于将所述服务的元信息添加到注册中心；

服务发现，用于发现已部署启动的服务；

服务代理，用于通过一个服务网关提供服务代理功能；

动态伸缩机制，用于实现所述服务的动态伸缩。

4.如权利要求1所述的服务集成开放平台，其特征在于，所述服务监控子系统包括：

服务健康度监控，用于监控所述服务的运行状态；

服务性能监控，用于监控所述服务的响应时间；

服务可靠性监控，用于监控所述服务的错误率；

服务异常预警，用于在所述服务异常时执行预警。

5.如权利要求1所述的服务集成开放平台，其特征在于，所述流程编排子系统包括：

流程设计，用于对多个所述服务进行可视化的组合；

服务与数据绑定，用于为所述流程中的服务绑定数据；

流程验证，用于验证所述流程的可行性；

6.如权利要求1所述的服务集成开放平台，其特征在于，所述流程执行子系统包括：

流程启动停止，用于启动或停止所述流程；

人工任务分发，用于自动分发任务到对应的人员；

7.如权利要求1所述的服务集成开放平台，其特征在于，所述数据定制生产子系统包括：

工作区数据管理，用于查看用户工作区中的相关数据；

流程进度监控，用于可视化查看所述流程的执行进度；

人工任务管理，用于查看、提交对应的人工任务。

8.一种基于服务集成开放平台的空间信息应用方法，其特征在于，所述服务集成开放平台为根据权利要求1-7中任意一项所述的服务集成开放平台；

所述方法包括：

将采用python、DLL、或EXE编制的程序封装形成算子；

将所述算子组合封装为模型，并进行服务的发布。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

调用所述服务集成开放平台中的服务；

获取第一数据；

基于所述服务和所述第一数据，执行第一任务。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

调用、编排所述服务集成开放平台中的服务，构建流程。