CN114691336B - 一种面向多源地理空间数据的云服务发布系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种面向多源地理空间数据的云服务发布系统及方法，数据模型配置模块将地理空间数据按类型划分，创建不同的数据模型对数据进行预处理，根据数据元信息进行关联组织，实现地理空间数据到系统的快速集成；接口模型配置模块根据需求进行接口模型的创建与配置，提供通用的服务接口，以及根据数据的时间信息、空间信息、属性信息自定义接口，提供定制化的数据访问能力；服务构建与发布模块基于数据模型配置、接口模型配置构建一体化的在线云服务发布链路，通过选择数据模型和接口模型，采用装配式的方法构建服务模型，采用容器技术实例化数据服务，通过服务的统一部署调度，实现在线服务的快速发布。本发明降低了数据接入到应用发布的成本。

Description

一种面向多源地理空间数据的云服务发布系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机信息技术领域，具体涉及一种面向多源地理空间数据的云服务发布系统及方法。

背景技术

随着对地观测技术、遥感技术的不断发展，积累了类型各异、体量庞大的地理空间数据，主要包括时空基准数据、大地测量数据、遥感影像数据以及位置相关的空间媒体数据等。地理空间数据量大，数据类型多，应用场景复杂，一些地理信息系统通过建立服务标准和共享机制，实现数据共享，为数据访问提供了保障。大多成熟的地理空间数据系统内部都有严格的数据使用与访问标准，这些标准对内可以很好地规范应用的集成操作，然而由于数据应用领域、采集手段的不同，数据访问标准往往具有较大的差异，数据接口形式复杂多样，这些给系统间的数据集成与服务发布带来了诸多挑战，导致了不同领域、不同应用之间的数据孤岛。随着时空数据体量和数据类型的不断增加，业务场景复杂，服务模型单一，服务发布流程繁琐，难以形成有效的、统一的数据服务能力，进而无法形成数据合力。因此，提出一种规范、高效的数据服务构建与发布方法变的十分重要，通过数据模型配置实现多源数据的统一组织转换，降低处理成本，消除结构壁垒；通过接口模型配置既能兼容多种通用的标准服务协议，又为各类应用服务提供了定制化的数据访问能力，具有良好的灵活性和可扩展性；通过灵活轻便的数据服务模型，融合容器技术自动地完成标准云服务构建，在简化数据服务发布流程的同时，提高了资源利用率，降低数据组织到应用发布的成本。

发明内容

本发明的目的在于提出一种面向多源地理空间数据的云服务发布系统及方法，通过数据配置和接口配置对地理空间数据进行统一的模型映射、标准化接口定义，通过灵活便捷地云发布流程完成多源数据服务的构建与发布。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种面向多源地理空间数据的云服务发布系统，包括：

数据模型配置模块，用于将地理空间数据按类型划分，创建不同的数据模型对数据进行预处理，以及根据数据元信息进行关联组织，实现地理空间数据到系统的快速集成，为服务接口配置及服务发布提供基础支撑；

接口模型配置模块，用于根据需求进行接口模型的创建与配置，提供通用的服务接口，支持TMS、WMS、WMTS、WFS服务，以及根据数据的时间信息、空间信息、属性信息自定义接口，提供定制化的数据访问能力；

服务构建与发布模块，用于基于数据模型配置、接口模型配置构建一体化的在线云服务发布链路，通过选择数据模型和接口模型，采用装配式的方法构建服务模型，采用容器技术实例化数据服务，通过服务的统一部署调度，实现在线服务的快速发布。

进一步的，所述数据模型配置模块包括数据集成处理模块和元数据组织模块，其中：

数据集成处理模块，用于将地理空间数据划分为影像数据、高程数据、矢量数据、地名数据、实景数据，根据数据类型和处理需求对预处理操作进行组合构建数据模型，实现对地理空间数据的预处理，所述预处理操作包括数据完整性校验、格式转换、投影转换、数据清洗；

元数据组织模块，用于分析多源异构数据的内部结构提取共性字段，包括数据类型、时间信息、空间信息、数据来源，构建满足业务需求的标准化元数据结构模型，与各类数据特有的属性进行关联存储，建立属性信息与数据实体的对应关系，实现多源数据的快速集成。

进一步的，所述接口模型配置模块包括标准化接口模块和自定义接口模块，其中：

标准化接口模块，基于各类数据访问方式实现支持TMS、WMS、WMTS、WFS服务接口，对于数据元信息提取各类数据的共性字段，通过参数配置的方式定义统一的数据访问接口，为上层应用提供统一的数据接口标准，WMS服务接口的配置参数包括数据类型、版本、区域范围、坐标系、瓦片尺寸、返回格式，TMS服务接口的配置参数包括数据类型、层级范围、瓦片尺寸，WFS服务接口的配置参数包括服务版本、经纬度范围、坐标系、要素ID、要素属性，WMTS服务接口的配置参数包括地图标识、坐标系、返回格式、瓦片尺寸；

自定义接口模块，针对各类地理空间数据的结构特征、业务需求和应用场景，通过地理空间数据特有的空间信息、属性信息定义拓展接口，采用参数配置化的方式实现定制化的数据服务接口。

进一步的，所述服务构建与发布模块包括服务构建模块、服务组装模块和服务调度模块，其中：

服务构建模块，用于依据选择的数据模型、接口模型以及节点资源情况构建服务部署模型，根据业务需求进行服务运行模式、服务运行状态、服务部署环境和服务运行参数配置，通过装配式的流程完成服务模型的构建；

服务组装模块，引入容器编排技术，基于构建完成的服务模型，对服务资源、数据资源以及配置资源进行规范化组织，封装为能够在各类环境下运行的服务镜像；

服务调度模块，用于根据不同场景下的节点之间与服务之间的关联性以及节点的资源情况对服务进行统一调度，将服务调度到资源充足的节点上，将服务调度到指定的节点，亦或者根据用户的需求配置调度规则，使得同一个节点只发布同一类数据服务，服务调度完成后以容器的方式自动启动，实现数据服务的部署运行和在线发布，同时支持服务实例的动态扩展与资源监控。

一种面向多源地理空间数据的云服务发布方法，基于所述的面向多源地理空间数据的云服务发布系统，实现种面向多源地理空间数据的云服务发布。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，基于所述的面向多源地理空间数据的云服务发布系统，实现种面向多源地理空间数据的云服务发布。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，基于所述的面向多源地理空间数据的云服务发布系统，实现种面向多源地理空间数据的云服务发布。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)通过规范化的统一组织方式，降低多源数据处理成本，消除数据结构壁垒；2)兼容多种通用的标准服务协议，为上层应用提供统一的数据支撑，同时定义了扩展接口，为各类应用服务提供了定制化的数据访问功能，具有良好的灵活性和可扩展性；3)基于数据模型、接口模型构建一体化的在线数据服务发布链路，通过可视化的部署调度流程快速构建容器化服务，简化了在线服务发布流程，极大的降低了数据接入到应用发布的成本。

附图说明

图1是面向多源地理空间数据的云服务发布系统的整体结构图。

图2是面向多源地理空间数据的云服务发布系统的整体框架图。

图3是面向多源地理空间数据的云服务发布方法的整体流程图。

图4是接口模型配置模块的示意图。

图5是服务发布的流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本发明通过对地理空间数据预处理、元数据关联、接口定义，实现面向多源地理空间数据的云服务发布。如图1-2所示，面向多源地理空间数据的云服务发布系统包括数据模型配置模块、接口模型配置模块、服务构建与发布模块。

一、数据模型配置模块

数据模型配置模块，首先将地理空间数据按类型进行划分，对划分后的数据进行预处理，然后根据获取的数据元信息进行关联组织，实现地理空间数据到系统的快速集成。数据模型配置模块包括数据集成处理模块和元数据关联组织模块，实施流程如图3所示，具体实施步骤如下：

(1)数据集成处理

首先，将数据按类型进行划分，如影像数据、高程数据、矢量数据、地名数据、实景数据，根据数据预处理步骤进行组合配置创建不同的数据模型，预处理包括数据完整性校验、格式转换、投影转换、坐标转换、瓦片金字塔构建、数据清洗；然后根据数据类型和用户需求选择相应的数据模型对数据进行处理，可显示数据处理的进度，对于需要进行相同处理操作的数据可复用创建好的数据模型进行处理。

(2)元数据关联组织

数据预处理完成后，提取数据的共性属性，如数据类型、时间信息、空间信息、数据来源等，将数据的共性属性信息与各类数据(影像数据、高程数据、矢量数据、地名数据、实景数据)特有的属性信息进行关联并存储到数据信息表，建立数据信息到数据实体的对应关系，将数据快速集成到系统中并进行统一管理。

二、接口模型配置模块

接口模型配置模块是采用标准接口与自定义接口相结合的数据服务接口的方式，既支持标准的TMS、WMS、WMTS、WFS服务接口，又可根据数据属性信息定义拓展接口，实现定制化的数据访问接口。接口模型配置模块包括标准化接口模块和自定义接口模块，实施流程如图4所示，具体实施步骤如下：

(1)标准化接口模块

针对瓦片类数据和矢量数据，提供对标准的TMS、WMS、WMTS、WFS服务接口的支持。首先创建标准化接口模型，即选择待发布的标准服务接口，根据提示配置相关参数完成标准化接口模型的创建，如WMS标准接口配置数据类型、版本、区域范围、坐标系、瓦片尺寸、返回格式等参数，TMS标准接口配置数据类型、层级范围、瓦片尺寸等参数，WFS标准接口配置服务版本、经纬度范围、坐标系、要素ID、要素属性等参数，WMTS标准接口配置地图标识、坐标系、返回格式、瓦片尺寸等参数。然后选择待发布的数据，输入数据相关信息，如图层名称、时间信息、存储路径等，并与创建好的标准化接口模型进行绑定。

(2)自定义接口

首先进行自定义接口模型的创建，即选择自定义接口模型，先填写共性属性信息，如数据类型、时间信息、空间信息、来源信息等，再选择拓展参数，根据数据特有的属性以属性和属性值的方式进行填写，如影像数据可添加卫星信息、拍摄信息等，地名数据可添加地名名称、国家代码、行政区域信息等。然后选择发布的数据，并与创建好的自定义接口模型进行绑定，在服务构建发布完成后，可根据自定义的属性信息发布的接口来访问数据。

三、服务构建与发布模块

服务构建与发布模块是在数据模型配置和接口模型配置的基础上，通过资源参数的配置构建服务模型，采用容器技术自动构建数据服务，根据节点资源情况以及调度规则进行服务的统一调度，实现在线服务的快速发布。服务构建与发布模块包括服务构建模块、服务组装模块和服务调度模块，实施流程如图5所示，具体实施步骤如下：

(1)服务构建

首先构建服务模型，根据待发布的数据选择相应的数据模型和接口模型，然后获取各节点的资源情况，如CPU、内存、磁盘信息，参照节点资源情况自动或手动的方式进行运行参数的配置，形成独立的服务模型。

(2)服务组装

引入容器编排技术，依据构建的服务模型对服务资源、数据资源以及配置资源进行规范化组织，针对不同环境将各类资源封装为可运行的镜像，以可视化组装和容器化形式完成服务的镜像构建。

(3)服务调度

根据不同场景下的节点之间与服务之间的关联性，构建任务调度规则，服务可根据运行参数配置信息自动调度到资源充足的节点上，也可根据节点的选择调度到指定的节点，还可以根据用户的需求配置调度规则，如同一个节点只发布同一类数据服务。服务调度完成后以容器的方式自动启动，启动后完成在线服务发布，通过卡片化形式展示已发布的服务及服务的访问接口，通过服务访问接口进行数据访问。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种面向多源地理空间数据的云服务发布系统，其特征在于，包括：

数据模型配置模块，用于将地理空间数据按类型划分，创建不同的数据模型对数据进行预处理，以及根据数据元信息进行关联组织，实现地理空间数据到系统的快速集成，为服务接口配置及服务发布提供基础支撑；

接口模型配置模块，用于根据需求进行接口模型的创建与配置，提供通用的服务接口，支持TMS、WMS、WMTS、WFS服务，以及根据数据的时间信息、空间信息、属性信息自定义接口，提供定制化的数据访问能力；

服务构建与发布模块，用于基于数据模型配置、接口模型配置构建一体化的在线云服务发布链路，通过选择数据模型和接口模型，采用装配式的方法构建服务模型，采用容器技术实例化数据服务，通过服务的统一部署调度，实现在线服务的快速发布；

所述数据模型配置模块包括数据集成处理模块和元数据组织模块，其中：

数据集成处理模块，用于将地理空间数据划分为影像数据、高程数据、矢量数据、地名数据、实景数据，根据数据类型和处理需求对预处理操作进行组合构建数据模型，实现对地理空间数据的预处理，所述预处理操作包括数据完整性校验、格式转换、投影转换、数据清洗；

元数据组织模块，用于分析多源异构数据的内部结构提取共性字段，包括数据类型、时间信息、空间信息、数据来源，构建满足业务需求的标准化元数据结构模型，与各类数据特有的属性进行关联存储，建立属性信息与数据实体的对应关系，实现多源数据的快速集成；

所述接口模型配置模块包括标准化接口模块和自定义接口模块，其中：

标准化接口模块，基于各类数据访问方式实现支持TMS、WMS、WMTS、WFS服务接口，对于数据元信息提取各类数据的共性字段，通过参数配置的方式定义统一的数据访问接口，为上层应用提供统一的数据接口标准，WMS服务接口的配置参数包括数据类型、版本、区域范围、坐标系、瓦片尺寸、返回格式，TMS服务接口的配置参数包括数据类型、层级范围、瓦片尺寸，WFS服务接口的配置参数包括服务版本、经纬度范围、坐标系、要素ID、要素属性，WMTS服务接口的配置参数包括地图标识、坐标系、返回格式、瓦片尺寸；

自定义接口模块，针对各类地理空间数据的结构特征、业务需求和应用场景，通过地理空间数据特有的空间信息、属性信息定义拓展接口，采用参数配置化的方式实现定制化的数据服务接口；

所述服务构建与发布模块包括服务构建模块、服务组装模块和服务调度模块，其中：

服务构建模块，用于依据选择的数据模型、接口模型以及节点资源情况构建服务部署模型，根据业务需求进行服务运行模式、服务运行状态、服务部署环境和服务运行参数配置，通过装配式的流程完成服务模型的构建；

服务组装模块，引入容器编排技术，基于构建完成的服务模型，对服务资源、数据资源以及配置资源进行规范化组织，封装为能够在各类环境下运行的服务镜像；

服务调度模块，用于根据不同场景下的节点之间与服务之间的关联性以及节点的资源情况对服务进行统一调度，将服务调度到资源充足的节点上，将服务调度到指定的节点，亦或者根据用户的需求配置调度规则，使得同一个节点只发布同一类数据服务，服务调度完成后以容器的方式自动启动，实现数据服务的部署运行和在线发布，同时支持服务实例的动态扩展与资源监控。

2.一种面向多源地理空间数据的云服务发布方法，其特征在于，基于权利要求1所述的面向多源地理空间数据的云服务发布系统，实现种面向多源地理空间数据的云服务发布。

3.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，基于权利要求1所述的面向多源地理空间数据的云服务发布系统，实现种面向多源地理空间数据的云服务发布。

4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，基于权利要求1所述的面向多源地理空间数据的云服务发布系统，实现种面向多源地理空间数据的云服务发布。