免费文献传递   相关文献

Study on Digital Forestry Data Management Platform

数字林业数据管理平台研究



全 文 :第 wu卷 增刊 t
u s s y年 | 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1wu o≥³qt
≥ ³¨qou s s y
数字林业数据管理平台研究 3
颜平辉 张 旭 陈 艳 雷震宇 刘 燕
k中国林业科学研究院资源信息研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 分析林业信息系统中信息孤岛形成的原因 o提出基于服务的数字林业数据管理平台体系结构 ∀服务层
通过 • ¥¨服务技术屏蔽了操作系统和数据库系统的异构性 o公用数据元目录机制消解了系统在语义层的异构性 o
汇聚层融合子节点元数据并统一访问接口 o从而在全林业行业范围内实现分布异构数据的统一管理和访问 ∀平台
保持系统间的松耦合性 o克服异构数据转换的关键性难题 o向用户提供简单一致的数据访问方式 o符合当前林业管
理体制 o具有广阔的应用前景 ∀
关键词 } 异构性 ~数据管理平台体系结构 ~ • ¥¨服务 ~元数据 ~统一访问和管理
中图分类号 }×°vsu1t 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussyl增 t p stws p sy
收稿日期 }ussx p sy p uw ∀
基金项目 }国家 {yv课题/数字林业平台技术研究与应用0kussv„„us|sysl ∀
3 张旭为通讯作者 ∀
Στυδψ ον ∆ιγιταλ Φορεστρψ ∆ατα Μαναγεµεντ Πλατφορµ
≠¤± °¬±ª«∏¬ «¤±ª÷∏ ≤«¨ ±ª ≠¤± ¨¬«¨ ±¼∏ ¬∏≠¤±
k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστ ΡεσουρχεσΙνφορµατιον Τεχηνιθυεσo ΧΑΦ Βειϕινγ tsss|tl
Αβστραχτ } ׫¨ µ¨¤¶²±¶©²µ·«¨ ©²µ°¤·¬²± ²©¬¶²¯¤·¨§¬¶¯¤±§¬±©²µ¨¶·µ¼¬±©²µ°¤·¬²±¶¼¶·¨° º¨ µ¨ ¤±¤¯¼½¨ §o¤±§¤¶¨µ√¬¦¨p²µ¬¨±·¨§
¤µ¦«¬·¨¦·∏µ¨ ²©§¬ª¬·¤¯ ©²µ¨¶·µ¼ §¤·¤°¤±¤ª¨ °¨ ±·³¯¤·©²µ° º¤¶³µ²³²¶¨§¬±·«¬¶³¤³¨µq׫¨ ¶¨µ√¬¦¨ ¤¯¼¨ µ¶«¬¨ §¯¨§·«¨ «¨·¨µ²ª¨ ±¨ ¬·¼
²©²³¨µ¤·¬²±¶¼¶·¨° ¤±§§¤·¤¥¤¶¨ ¶¼¶·¨° ¥¼ °¨ ¤±¶²© • ¥¨¶¨µ√¬¦¨ ·¨¦«±¬´∏¨¶o·«¨ ¦²°°²± §¤·¤¨¯ °¨¨ ±·§¬µ¨¦·²µ¼ ¨¯¬°¬±¤·¨§·«¨
¶¼¶·¨° «¨·¨µ²ª¨ ±¨ ¬·¼ ¤·¶¨°¤±·¬¦¯¨ √¨ ¯o¤±§·«¨ ¤ªªµ¨ª¤·¬²± ¤¯¼¨ µ¬±·¨ªµ¤·¨§·«¨ °¨ ·¤§¤·¤²©¶∏¥±²§¨ ¤±§∏±¬©¬¨§·«¨ ¤¦¦¨¶¶
¬±·¨µ©¤¦¨ oº«¬¦«µ¨¤¯¬½¨ §·«¨ ∏±¬©¬¨§°¤±¤ª¨ °¨ ±·¤±§¤¦¦¨¶¶²©§¬¶·µ¬¥∏·¨§«¨·¨µ²ª¨ ±¨ ²∏¶§¤·¤¬±·«¨ º«²¯¨¬±§∏¶·µ¼ ²©©²µ¨¶·µ¼q
׫¨ ³¯¤·©²µ° ®¨ ³··«¨ ²¯²¶¨ ¦²∏³¯¬±ª ¤°²±ª·«¨ ¶¼¶·¨°¶o ¤±§ ²√¨ µ¦¤°¨ ·«¨ ®¨ ¼ §¬©©¬¦∏¯·³µ²¥¯ °¨¶¬± ·«¨ ¬¨¦«¤±ª¨ ²©
«¨·¨µ²ª¨ ±¨ ²∏¶§¤·¤q׫¨ ³µ²³²¶¨§³¯¤·©²µ° º¬¯¯ ³µ²√¬§¨ ¤§¤·¤¤¦¦¨¶¶°¨ ·«²§©²µ¤¶¨µ¶¬±¤¶¬°³¯¨¤±§¦²±¶¬¶·¨±·°¤±±¨ µoº«¬¦«
¦²±©²µ°¶·²·«¨ ¦∏µµ¨±·©²µ¨¶·µ¼ °¤±¤ª¨ °¨ ±·¶¼¶·¨° ¤±§«¤¶¤¥µ²¤§³µ²¶³¨¦·¶¬± ¤³³¯¬¦¤·¬²±q
Κεψ ωορδσ} «¨·¨µ²ª¨ ±¨ ¬·¼~¤µ¦«¬·¨¦·∏µ¨ ²©§¤·¤°¤±¤ª¨ °¨ ±·³¯¤·©²µ°~ • ¥¨¶¨µ√¬¦¨ ~°¨ ·¤§¤·¤~∏±¬©¬¨§¤¦¦¨¶¶¤±§°¤±¤ª¨ °¨ ±·
进入 ut世纪以来 o林业信息化水平大力提升 ∀在网络基础设施方面 o国家林业局于 ussv年通过全国林
业视频系统的建设 o建立了一套于各省区和直辖市林业厅k局l的国家林业局专用网络k钟飞等 oussxl ∀在行
业软件和数据存储方面 o从国家林业局到各省 !市 !县林业厅k局l相继成立数据中心和相关机构 o开发林业信
息管理系统进行数据存储和业务处理 ~形成不同层次和级别的管理系统 o一定程度上满足了部门的管理需
求 o促进了林业信息化建设 ∀
随着生产 !管理和科研对数据规模 !精度和实效性需求的不断增加 o信息孤岛的问题日益突出 ∀尽管物
理网络已经连通 o但在生产管理上 o不同层次系统不能互联 o国家林业局的资源管理系统不能访问省级系统 o
更无法下钻到市k县l访问最新的小班数据 ~在科学研究方面 o数据不能横向访问 ou个地区都有类似的数据 o
却无法完成自动融合 o进行比较和分析 ∀
林业行业系统作为一个分布式系统 o其异构性导致了信息孤岛的出现 ∀一个分布式系统的异构性可划
分为 v个层次k达飞鹏等 ousswl ∀最底层为平台层 o如不同的计算机 !操作系统或通信协议 o同时各系统也会
采用不同的编程语言和编译环境 ~中间层是系统层 o如不同的数据库管理系统 o甚至是文件系统 o它们基于
不同的数据模型 o提供不同的语言 ∀由于不同的应用系统有不同的业务逻辑 !不同的设计方法 o因此各应用
系统间软件结构以及它们的数据表示都会有很大的不同 ∀最顶层是数据语义层 o由于不同的数据库是独立
设计的 o不同的数据语义之间存在很大的差异 ∀不同的系统采用不同的方式去描述他们的数据 o相同的信息
可以用不同的模式 o即使在同一系统中相同的信息也可以用不同的数据模式表示 ∀
因此 o克服信息孤岛问题的关键是消解系统不同层次的异构性 ∀ ≤’Π⁄≤’ !≤’• …„和 ∞…是分布式技
术中比较成熟且已经大量使用的 v种技术k邓灵等 ousswl o它们从各个层次致力于系统异构性的消解 ∀
≤’Π⁄≤’ 在 v种技术中稳定性较高而且实现较为简单 o是在 •¬±§²º¶操作系统下的最佳选择 o但在平台层
的异构性并没有得到很好解决 ∀而 ≤’• …„主要适用于多操作系统下的分布式系统构建 o其实现较为复杂 ∀
∞…则是分布式企业应用系统的首选 ∀这三者的不足之处是它们对其他分布式技术的兼容性比较差 o通讯
主要采用 …µ¬§ª¨ 技术 o只要系统改动了就需要重新编译代码 ~ ≤’• …„ 和 ∞…虽然能采用 ŒŒ’°协议进行通
讯 o但是由于 ≤’• …„的实现要依赖于 ’• …中间件软件 o而各个中间件厂商对 ≤’• …„标准的具体实现也不
完全相同 o从而使得不同的 ≤’• …„ 系统之间以及 ≤’• …„与 ∞…之间的通讯问题也较难解决 o无法形成统一
的规范 ∀直到 ÷ 和 • ¥¨ ≥¨ µ√¬¦¨ 技术的兴起才较好地解决了这一问题 ∀
图 t 数字林业公共平台体系结构
ƒ¬ªqt ⁄¬ª¬·¤¯ ©²µ¨¶·µ¼ ¦²°°²± ³¯¤·©²µ° ¤µ¦«¬·¨¦·∏µ¨
在林业上 o为避开分布数据异构性的问题 o多采用
数据中心集中存储数据的方式 ∀由于数据中心与数据
生产者分离 o数据中心无法感知数据的实时变化 o导致
数据不一致 o更新和维护困难 ∀ • ¥¨ ≥¨ µ√¬¦¨ 技术只在一
些特定问题有局部范围应用 o如森林防火报警系统中的
• ¥¨服务k肖锦辉等 oussxl ∀把林业行业作为一个整
体 o以实时共享林业全行业范围内分布异构数据的系统
目前还没有 ∀
基于林业行业分布式应用的巨大需求和当前数据
集中访问的缺陷 o在数字林业公共平台的框架k张旭 o
ussul下 o结合省级数字林业平台k刘新胜等 oussu ~方陆
明等 oussu ~钟凯文等 oussw ~苗良等 oussxl o本文提出
了面向全林业行业以服务为架构的数字林业数据管理
平台k§¬ª¬·¤¯ ©²µ¨¶·µ¼ §¤·¤ °¤±¤ª¨ °¨ ±·³¯¤·©²µ°o⁄ƒ⁄°l o它
是数字林业公共平台k图 tl的网络核心组件之一 ∀ ⁄ƒ⁄°基于当前比较成熟的中间件技术k郑娅峰等 o
ussx ~滑楠等 oussx ~温永宁等 oussxl o对林业生产 !管理 !科学研究领域的各类数据资源以及相关行业的数
据资源进行整合 o屏蔽数据源的异构性 ∀它向应用程序和用户提供数据管理服务 !数据交换服务 !数据传输
服务 !数据提供服务和全局数据视图 o形成了一套完整的数据支撑平台 ∀平台不仅向林业行业的各种应用系
统提供透明 !安全 !可靠的分布异构数据统一访问 o还向其他行业的授权用户提供数据服务 ∀
t 数字林业数据管理平台的实现目标
数字林业数据管理平台主要实现 w方面的目标 }基于用户的统一数据视图 !分布异构数据统一访问 !分
布异构数据统一管理和数据的安全访问 ∀平台将向用户服提供全国林业行业统一数据目录 o所有的数据好
像来自同一节点 o实际数据却来自互联网上不同数据节点 ~在该平台下 o用户看到一幅完整的地图 o其不同
的图层数据可能来自不同的数据节点 o这对用户是透明的 ~同一图层 o不同的区域数据来自不同的数据节
点 o这对用户也是透明的 ∀平台用几个简单的服务接口实现对整个系统范围内的数据进行访问 o而不是用特
定的服务访问特定数据节点上的数据 ∀具有权限的管理员能够对所有节点的分布数据进行监控和管理 o管
理远程节点数据就像管理本地数据一样 ∀通过认证 !授权 !审计 !数据加密等安全措施的综合使用 o保证了网
络环境下数据的安全性 ∀
u 数字林业数据管理平台体系结构
数字林业数据管理平台体系结构k图 ul由 y部分组成 }数据存储层 !服务层 !汇聚层 !元数据 !安全 !门
户 ∀数据存储层主要存储各类数据 o数据管理在本地是自治的 ~服务层通过 • ¥¨服务 o屏蔽数据存储的异质
性 o平台的异构性 o实现分布数据的访问和管理 ~汇聚层汇聚各类元数据 o提供统一访问接口 o实现数据访问
和管理的简单性和易用性 ~元数据为管理和应用提供各类信息 ~安全主要提供身份认证 !服务授权 !审计 !
数据加密等功能 ~门户主要提供全局数据目录 !数据管理 !服务目录等功能 o方便开发人员的数据查询 !使用
twt 增刊 t 颜平辉等 }数字林业数据管理平台研究
服务和管理员进行系统管理 ∀
图 u ⁄ƒ⁄°模块结构
ƒ¬ªqu ⁄ƒ⁄° ¶·µ∏¦·∏µ¨ °²§¨¯
2 .1 数据存储层
数据存储层的功能主要提供各种数据资源和对数据资源的描述信息 o体现了林业数据分布异构的特点 ∀
林业数据资源丰富 o存储格式多样 o按数据性质可分为矢量 !遥感影像数据 !属性数据 ~按应用领域可分为森
林资源数据 !生态工程数据等 ~按存储形式可分为文件存储和数据库存储 ∀就数据库而言 o有 ⁄¥¤¶¨ !„¦¦¨¶¶!
≥±≥¨ µ√¨ µ!’µ¤¦¯¨ !⁄…u等不同系统 ∀由于各个时期的数据标准不断变化 o不同时期的数据又有所差别 ∀系
统允许数据存储的多样性 o可以是结构化文件 o可以是音频视频文件 o也可以是各类数据库 ~允许同一类型
数据在数据结构上的多样性 o同时提供相关的元数据信息 o对数据进行描述和解释 o这样保持了数据的原真
性 ∀
2 .2 服务层
u qu qt • ¥¨服务消解系统异构性 • ¥¨服务与 ≤’• …„ !• Œ!∞…类似 o是一种分布式计算技术 o• ¥¨ ≥¨ µ√¬¦¨
是描述一些操作的接口 o它是一系列标准的集合 o包括 ÷ !≥’„° !˜⁄⁄Œ!• ≥⁄和 • ≥ƒ等 ∀ • ¥¨服务利用
这些标准提供一个松耦合的分布式计算环境 o实现应用程序语言无关性 !跨平台 !跨网络访问k吴文明等 o
usswl ∀
• ¥¨服务体系结构基于 v种角色k服务提供者 !服务注册中心和服务请求者l和 u种构件k服务 !服务描
述l o完成 v种操作k发布 !查询 !绑定l ∀服务提供者提供服务 o并向服务注册中心发布服务描述信息 o服务请
求者向服务注册中心查找到所需的服务和服务描述信息 o然后使用服务描述中的绑定细节来定位 !联系和调
用服务 o从而在运行时调用或启动与服务的交互 ∀
通过 • ≥⁄文件 o服务器端和客户端分别生成服务器 ≥·∏¥¶和客户端 ≥·∏¥¶∀客户端 ≥·∏¥¶的作用是生成
≥’„°请求和解释服务器的响应消息 ~服务器 ≥·∏¥¶的作用是解释客户端的请求消息和生成服务器的响应
≥’„°消息 ∀典型服务调用过程分如下几步 }tl当客户端应用程序调用 • ¥¨服务时 o它首先调用客户端
≥·∏¥¶o客户端 ≥·∏¥¶将客户端的请求转换为相应的 ≥’„°消息 o这个过程被称为序列化 ~ul≥’„°请求消息通
过 ‹××°传到服务器端 ≥·∏¥¶o服务器 ≥·∏¥¶将 ≥’„°请求消息转换为 • ¥¨服务能理解的信息 o这个过程被称
为反序列化 ~vl≥’„°请求消息被反序列化之后 o服务器 ≥·∏¥¶调用 • ¥¨服务完成相应的操作 ~wl服务执行
的结果交给服务器 ≥·∏¥¶o服务器 ≥·∏¥¶将其封装为 ≥’„°响应消息 ~xl≥’„°响应消息通过 ‹××°传到客户端
≥·∏¥¶o客户端 ≥·∏¥¶将 ≥’„°响应消息转换为客户端应用程序能理解的信息 ~yl客户端 ≥·∏¥¶将结果传给客户
端应用程序 o完成调用过程 ∀
由上可以看出 o• ¥¨服务基于消息机制共享数据和应用程序 o其消息以 ÷ 表示 o从而消除操作系统和
数据库系统层次的异构性 o意味着在 •¬±§²º¶平台下用 ≤ n n编写的客户端程序能调用在 ¬±∏¬平台下用
¤√¤写 • ¥¨服务程序 ∀ • ¥¨服务消息主要通过 ‹××°传输 o使得它能顺利地穿过防火墙和代理服务器 o实现
Œ±·¨µ±¨ ·范围的访问 ∀同时 o• ¥¨服务是松耦合的 o这使得 • ¥¨服务特别适合于 Œ±·¨µ±¨·环境下的分布式应用
程序 ∀对于林业行业内的各类分布异构数据 o采用 • ¥¨服务技术进行封装 o以 ÷ 进行数据表示 o也就利用
了 • ¥¨服务技术的优点 o从而实现了分布异构数据的访问 ∀
uwt 林 业 科 学 wu卷
u qu qu 数据服务种类 对任何数据实体 o有 v类服务的具体方法与之对应 }数据提供服务 !元数据服务和数
据管理服务 ∀数据服务实现对数据的远程访问 o使任何在互联网上的用户k主要是应用程序l在拥有权限的
情况下 o访问远程数据就象访问本地数据一样 ∀元数据服务主要提供数据的描述信息 o告诉数据服务消费者
如何使用数据以及提供其他相关的系统信息 o为分布数据的统一管理 !访问提供帮助 ∀数据管理服务是对节
点不同层次的服务进行管理和监控 ∀由于数据系统本身是自治的 o数据系统的管理主要由本地系统完成 o数
据管理服务只暴露通用的 !不具破坏性的管理功能 o如数据的迁移 !转换 o数据的状态信息等 ∀通过以上 v类
服务 o从功能上满足了应用系统对分布式数据的需求 ∀
2 .3 元数据
u qv qt 核心元数据模型 元数据主要包括数据实体元数据和服务元数据 o其核心数据模型见图 v ∀数据实
体元数据主要包括以下几个层次 }节点元数据 !服务器元数据 !数据库元数据 !数据集元数据 !数据表元数据 !
数据字典元数据 ∀其粒度由粗到细 o在节点层次 o可以得到节点名称 !数据拥有者等信息 ~在数据集层次 o可
以得到按不同标准的数据分类信息 ~在数据字典层次 o可以得到各字段的类型 !长度 !所表达的语义 ∀通过
数据实体元数据 o用户可以从不同层次对数据进行了解 ∀服务元数据主要包括对服务的描述 !对方法的描
述 !对参数的描述 ∀通过此类元数据 o用户知道如何使用服务 o调用哪个方法 !参数 !返回值类型和含义 ∀同
一数据实体将与 u类元数建立关联 ∀这样 o如果需要获取某一数据 o可以通过数据实体元数据了解数据的详
细信息 o可用性 ~通过服务元数据得到如何获取数据的信息 ∀
图 v 元数据模型
ƒ¬ªqv  ·¨¤§¤·¤ °²§¨¯
u qv qu 公用数据元目录 数据元k§¤·¤¨¯ °¨¨ ±·l o用一组属性描述其定义 !标识 !表达和允许值 !所遵循规范 !
版本号的一个数据单元 ∀公用数据元目录k¦²°°²± §¤·¤¨¯ °¨¨ ±·§¬µ¨¦·²µ¼l根据各技术规程定义了林业行业相
关的核心数据元 ∀针对数据在语义层的异构现象 o设计 !引用的一系列规范和标准 o它是数据字段和内容的
依据 ∀所有数据表字段和数据内容都表明了数据所遵循的规范和标准 o从而为实现异构数据的转换 !融合提
供依据 o从语义层消除系统的异构性 ∀以工程类别数据元为例说明在数据转换中的作用 o数据见公用数据元
目录k表 tl和转换关系表k表 ul ∀
表 1 公用数据元目录
Ταβ . 1 Χοµ µ ον δατα ελεµεντσ διρεχτορψ
⁄Œ⁄ 字段名称ƒ¬¨ §¯±¤°¨
中文注解
≤«¬±¨ ¶¨ ±²·¨
规范名称
≥³¨¦¬©¬¦¤·¬²± ±¤°¨
版本
∂ µ¨¶¬²±
域值 Œ⁄
⁄²°¤¬± Œ⁄
版本号
∂ µ¨¶¬²± ‘²q
su °µ²ªµ¤°·¼³¨ 工程类别°µ²ªµ¤°·¼³¨
森林资源规划设计调查
主要技术规定k全国l
¤¬±¯¼ ¶³¨¦¬©¬¦¤·¬²±©²µ¨¶·µ¨¶²∏µ¦¨¶
¬±√¨ ±·²µ¼ ¤±§³¯¤±±¬±ªk±¤·¬²±¤¯l
ussv p sx susu ∂v qs
sv °µ²ªµ¤°·¼³¨ 工程类别°µ²ªµ¤°·¼³¨
广西森林资源规划设计调查技术方法
Š∏¤±ª¬¬©²µ¨¶·µ¨¶²∏µ¦¨¶¬±√¨ ±·²µ¼ ¤±§³¯¤±±¬±ª ussv p s| svsu ∂v qs
vwt 增刊 t 颜平辉等 }数字林业数据管理平台研究
表 2 转换关系表
Ταβ . 2 Χονϖερτ ρελατιον ταβλε
Œ⁄ ∂tp域值 ∂tp ⁄²°¤¬± ∂tp ⁄Œ⁄ ∂up域值 ∂up ⁄²°¤¬± ∂up ⁄Œ⁄
t
退耕还林k草l工程
≤²±√¨ µ¶¬²± ²© ¦µ²³¯¤±§ ·² ©²µ¨¶·kªµ¤¶¶¯¤±§l
³µ²­¨¦·
sv
退耕还林k草l工程
≤²±√ µ¨¶¬²± ²© ¦µ²³¯¤±§ ·² ©²µ¨¶·kªµ¤¶¶¯¤±§l
³µ²­¨¦·
su
u
珠江流域防护林工程
׫¨ °¨ ¤µ¯ •¬√¨ µ§µ¤¬±¤ª¨ ¤µ¨¤ ³µ²·¨¦·¬²± ©²µ¨¶·
³µ²­¨¦·
sv 其他工程’·«¨µ³µ²­¨¦·¶ su
v 沿海防护林工程≤²¤¶·¤µ¨¤³µ²·¨¦·¬²±©²µ¨¶·³µ²­¨¦· sv
其他工程
’·«¨µ³µ²­¨¦·¶ su
w
野生动植物保护及自然保护区建设工程
• ¬¯§¯¬©¨ ¦²±¶¨µ√¤·¬²± i ±¤·∏µ¤¯ ¦²±¶¨µ√¤·¬²±
¦²±¶·µ∏¦·¬²± ³µ²­¨¦·
sv
野生动植物保护及自然保护区建设工程
• ¬¯§¯¬©¨ ¦²±¶¨µ√¤·¬²± i ±¤·∏µ¤¯ ¦²±¶¨µ√¤·¬²±
¦²±¶·µ∏¦·¬²± ³µ²­¨¦·
su
x 速生丰产林工程ƒ¤¶·pªµ²º¬±ª¤±§«¬ª«p¼¬¨ §¯¬±ª³¯¤±·¤·¬²± ³µ²­¨¦· sv
速生丰产林用材林工程
ƒ¤¶·pªµ²º¬±ª¤±§«¬ª«p¼¬¨ §¯¬±ª³¯¤±·¤·¬²± ³µ²­¨¦· su
现要将广西的二类数据向国家层汇总 o国家规范与各省规范存在一定差异 o在做数据转换时 o首先用字
段信息表的 ⁄Œ⁄字段比较要转换的字段是否相等 o有关 ⁄Œ⁄条目信息参见表 t o若相等 o说明是遵循同一
规范 o分类方法相同 o可直接导入 ∀在该例子中 o显然是遵循的规范不同 o不能直接导入 ∀需要使用转换关系
表k表 ul o以/工程类别0字段的转换为例 o在国家级规范中没有/珠江流域防护林工程0 !/沿海防护林工程0u
个类型 o但通过对应关系表 o却可以找到它们属于/其他工程0 ~在国家级中没有/速生丰产林工程0但却明显
地找到所对应的类别为/速生丰产林用材林工程0 o从而实现省级数据向国家级的汇总 ∀同样 o具有了这样的
转换关系 o也可以从国家级的/其他工程0数据查看其具体的组成情况 ∀
2 .4 汇聚层
u qw qt 数据目录服务 o服务目录服务 各子节点k通常为省级中心l的元数据定期向国家级中心汇总 o在此
基础上提供数据目录服务和服务目录服务 ∀用户只需调用国家级中心的服务就可以查询到所有的数据目录
和服务目录 ∀
u qw qu 统一访问服务接口 由于各节点的功能类似 o只是存在数据物理的分布性导致同一数据服务在多个
节点部署 o用户访问不同节点数据需要调用不同的服务 o增加了系统应用的复杂性 ∀因此 o在获得数据资源
列表和数据服务列表之后 o即可实现数据的统一访问 o用户只需调用少量的服务就可访问所有的数据 !元数
据 o进行数据管理 o而不需针对每一数据节点调用特定服务 ∀
2 .5 门户
门户主要包括 w部分 }全局数据目录 !服务目录 !数据管理和服务管理 ∀它是数字林业公共平台门户的
组成部分之一 o主要为系统管理和应用开发服务 ∀全局数据目录除了向用户提供目录列表外 o还提供浏览功
能 !数据的分类信息 !数据结构信息 !坐标和投影信息 o调用该数据的服务地址和数据 Œ⁄等 o通过全局数据目
录 o用户可以对数据的属性和内容有全面的了解 o并获得访问数据的服务信息 ∀服务目录提供系统所有服务
的列表 o详细介绍了服务的功能 ~提供每一服务的方法列表和功能说明 ~提供每个方法的参数列表和参数
说明和参数取值 ∀数据管理的主要功能是监控各节点的数据资源状况 o录入数据元数据 o以及数据的迁移 !
数据转换等功能 ∀服务管理的主要功能是监控个节点的服务状况 o远程控制服务部署 !启动 !停止 !实例数 o
以及服务元数据的管理 ∀
2 .6 数据安全
数据安全主要包括 w部分 }用户身份认证 !服务授权 !审计和数据加密 ∀用户身份认证统一由数字林业
公共平台认证中心提供认证服务 o本系统按区域 !级别 !人员类别进行角色划分 o对用户分配角色 o对服务按
角色授权 o对关键服务和用户进行审计 o对敏感数据加密实现数据访问的安全性 ∀
v 典型工作流程
数据管理平台的典型用户有 v类 }数据提供者 !应用系统开发人员 !系统管理员 ∀他们之间的关系是 }数
wwt 林 业 科 学 wu卷
据提供者提供子节点数据服务 ~系统管理员管理数据服务 o提供统一接口 o维护服务 ~应用程序员通过编程
构建应用系统 !消费服务 ∀
虽然数据提供者 !应用程序开发人员 !系统管理员有着不同的工作流程 o但它们有其共同点 }都要经过身
份认证 o为实现特定任务都要调用服务 ∀这里以应用开发人员为例说明其工作流程 ∀首先应用程序开发人
员通过身份认证模块完成用户的身份认证 o然后 o通过全局数据目录找到需要的数据 o通过服务目录明确调
用数据的方法 ∀通过编程环境调用服务接口编写应用程序 o然后测试应用程序 o在此过程中 o应用程序首先
会调用数据中心服务 o数据中心服务再调用子节点服务完成任务 o将结果返回 ∀
w 结论及讨论
本文以全林业行业的分布异构数据为对象 o研究了基于服务的数字林业数据管理平台体系结构 !以公共
数据元目录为核心的元数据模型 !• ¥¨服务实现机制 !服务聚合数据模型和机制 !安全策略 o从而实现全林业
行业的分布异构数据实时访问和管理 ∀采用 • ¥¨服务技术既实现林业分布数据共享 o同时保持了系统自治
性 !系统间的松耦合性和开放性 ~通过公共数据元目录机制保证异构数据的正确交换 ~服务聚合屏蔽数据
和服务的多样性和复杂性 o通过提供统一的接口和门户使消费数据服务变得简单易用 ∀数字林业数据管理
平台在技术上可行 o并符合当前林业的管理体制 o部署和消费服务简单 o是解决当前分布数据应用系统可行
方案 ∀
尽管 • ¥¨服务在理论上消除异构系统得障碍 o在实际系统中 o由于各大软件公司对 • ¥¨服务标准的实
现不一样 o存在细微的差别 o并非所有的服务在任何平台上都能互相调用 ∀因此 o在何种情况下 o• ¥¨服务的
调用会出现问题是是值得研究的问题 ∀另外 o整个数据林业数据管理平台的统一访问和管理依赖于元数据 o
目前林业行业的元数据规范还不完善 o所以在元数据方面还需做大量的工作 ∀
参 考 文 献
达飞鹏 o孟广猛 qussw q分布式数据库异构消解研究 q计算机工程与应用 okyl }t{z p t|s
邓 灵 o陈 亮 o叶仲和 qussw q分布式技术及其应用概述 q计算机时代 okyl }y p {
方陆明 o陈勤娟 o周友法 qussu q中国数字林业的构建与展望 q浙江林学院学报 ot|kul }uuu p uuy
滑 楠 o史浩山 qussx q基于中间件的分布数据服务设计与研究 q计算机工程 ovtkwl }|t p |v
刘新胜 o韩朝新 o罗 刚 qussu q湖北数字林业体系建设途径探讨 q湖北林业科技 okwl }tv p tz
苗 良 o张承明 o苗 蕾 qussx q山东省数字林业平台构建研究 q农业图书情报学刊 otzkul }uvs p uvw
肖锦辉 o罗良才 qussx q森林防火报警系统中的 • ¥¨服务 q惠州学院学报 ouxkvl }wy p xs
温永宁 o张 宏 qussx q基于 • ¥¨服务的分布式空间数据共享模型 q计算机工程 ovtkyl }ux p uy
吴文明 o瞿裕忠 o董逸生 qussw q• ¥¨服务及相关技术 q计算机应用与软件 outkvl }tw p ty
张 旭 qussu q构筑数字高速通道 促进林业跨越式发展 ) ) ) 浅谈数字林业中的网络应用平台 q林业科技管理 okul }vx p v{
郑娅峰 o鱼 滨 qussx q基于 • ¥¨的异构信息源集成中间件 q计算机应用 ouxktl }{t p {w
钟 飞 o杨新民 qussx q国家林业局综合办公室传输系统结构设计 q林业资源管理 okwl }yy p y|
钟凯文 o李 岩 o黄建明 qussw q省级/数字林业0系统模型研究 q热带地理 ouwkwl }vtt p vtx
k责任编辑 朱乾坤 徐 红 石红青l
xwt 增刊 t 颜平辉等 }数字林业数据管理平台研究