【正文】 異構(gòu)數(shù)據(jù)交換與共享軟件系統(tǒng)（PMSS）技術(shù)研發(fā)總體設(shè)計方案Ver1 編者： 章曉一 日期：2004915審核： 日期：批準： 日期：1引言： 4 4 4 4 52需求概述： 5 5 5 6 63指導(dǎo)思想、建設(shè)原則、系統(tǒng)目標： 6 6 7 84總體結(jié)構(gòu)設(shè)計： 9 9 9 11 11 125元數(shù)據(jù)庫模版設(shè)計: 14 元數(shù)據(jù)庫模版設(shè)計 156管理層功能設(shè)計: 15 IIMS功能概述 15 16 17 18 客戶端 19 IIMS服務(wù)器中應(yīng)用模式 20 IIMS功能和技術(shù)指標 227軟件接口設(shè)計: 24 24 298. 異構(gòu)數(shù)據(jù)交換與共享管理平臺客戶端設(shè)計與開發(fā): 31 31 31 31 32 32: 3規(guī)劃時，應(yīng)遵循以下原則： 3210項目工程進度安排計劃: 36附：異構(gòu)數(shù)據(jù)共享元數(shù)據(jù)庫模板設(shè)計 381引言： 本報告根據(jù)中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心，創(chuàng)建需求基礎(chǔ)上編寫出來的，目的是為了將系統(tǒng)需求從軟件系統(tǒng)總體角度進一步明確，并為系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。隨著地球空間信息技術(shù)的發(fā)展，國際上資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究方法和手段正在經(jīng)歷全面的更新和改造。在我院資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的知識創(chuàng)新科研實踐中，取得了陸地表層系統(tǒng)科學(xué)方法論的重要階段性研究成果，探索了一條利用空間信息分析手段，將長期野外觀測數(shù)據(jù)、實驗室模擬與理化分析數(shù)據(jù)、人文經(jīng)濟實證調(diào)查數(shù)據(jù)和遙感對地觀測數(shù)據(jù)相結(jié)合的研究方法，并在陸地表層系統(tǒng)科學(xué)研究中得到應(yīng)用，促進了陸地表層系統(tǒng)科學(xué)的學(xué)科建設(shè)。為深化陸地表層系統(tǒng)科學(xué)方法論的知識創(chuàng)新成果，促進學(xué)科發(fā)展，推動北京地球與環(huán)境科學(xué)研究基地建設(shè)，整合我院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)自主產(chǎn)出與系統(tǒng)集成優(yōu)勢，大力提升知識創(chuàng)新能力，支持國家環(huán)境安全重大決策的制定，以及當前國土資源環(huán)境的規(guī)劃、整治、預(yù)測與決策對數(shù)據(jù)信息的迫切要求，2003年8月2日經(jīng)院長辦公會議批準成立一個新的中科院知識創(chuàng)新工程非法人研究單元—中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心。資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心通過“中心本部”和9個“分中心”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系將資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)相關(guān)的14個主要研究所結(jié)成一個科學(xué)數(shù)據(jù)集成與共享平臺。異構(gòu)數(shù)據(jù)交換與共享管理系統(tǒng)：即 (Different Compose Data And Commute munion Manager System) 是在對中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)各個研究所，現(xiàn)有信息資源現(xiàn)狀的全面調(diào)查分析的基礎(chǔ)上建成的，是基于元數(shù)據(jù)建立的異構(gòu)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的共享機制，依靠數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工具和智能代理機制，用以實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的分布式快速查詢管理等功能，為資源環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究開發(fā)利用，提供技術(shù)保障和應(yīng)用的信息綜合管理共享平臺。IIMS：即信息資源綜合管理系統(tǒng)（Information Integrated Management System），它是一種基于元數(shù)據(jù)管理、交換和快速查詢信息化資源的管理平臺。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：(Distributed Database System，DDBS),通俗地說，DDBS是物理上分散而邏輯上集中的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是計算機網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的有機結(jié)合。其中，不同職位具有不同訪問權(quán)限是最重要的系統(tǒng)訪問控制功能；能夠在傳輸過程對數(shù)據(jù)信息進行壓縮；能夠提供瀏覽圖數(shù)據(jù)信息；能夠提供于數(shù)據(jù)庫連接（DBLINK）；能夠提供PLUGIN的插件功能。靈活性：當用戶需求，如操作方式，運行環(huán)境，結(jié)果精度，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及與其它軟件的接口等發(fā)生變化時，系統(tǒng)可做適當調(diào)整。通過Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對元數(shù)據(jù)進行管理，通過數(shù)據(jù)集服務(wù)器對分散數(shù)據(jù)管理。1．科學(xué)功能定位——為陸地表層系統(tǒng)科學(xué)的知識創(chuàng)新與學(xué)科發(fā)展提供服務(wù)和支撐。2. 經(jīng)濟原則 異構(gòu)數(shù)據(jù)交換與共享管理系統(tǒng)建設(shè)要從中國科學(xué)院內(nèi)資源環(huán)境科學(xué)實際出發(fā)，充分利用和整合中科院各個單位現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和設(shè)備資源，避免重復(fù)投入；以中國科學(xué)院內(nèi)資源環(huán)境科學(xué)投入為引導(dǎo)，減小財政壓力；廣泛調(diào)動社會資源，優(yōu)化系統(tǒng)的管理模式，確保運營成本最低。4. 可視度高原則系統(tǒng)界面信息內(nèi)容豐富，構(gòu)架清晰明了，應(yīng)多以感應(yīng)文本，動態(tài)坐標，位置屬性，右鍵快捷功能菜單等展現(xiàn)系統(tǒng)功能。突出展示查詢系統(tǒng)大大地改變原有信息承載形式（如紙介質(zhì)、報表形式或報告形式）的非直觀性的特點，大大提高信息的可視度。系統(tǒng)經(jīng)常出故障，會給日常工作帶來很多不便，甚至導(dǎo)致信息化工作的重大受挫。否則，一旦出現(xiàn)問題，解決起來將比較困難，而且會造成應(yīng)用工作一定程度的癱瘓；2)應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一方面要盡量采用穩(wěn)定可靠的技術(shù)來進行設(shè)計開發(fā)，同時開發(fā)出來的系統(tǒng)要進行全面、細致的測試后才能交付正式使用。7. 可擴展性原則 從建立一個異構(gòu)數(shù)據(jù)交換與共享管理系統(tǒng)看，系統(tǒng)必須具備非常方便的可擴展性，具體體現(xiàn)以下幾個方面：步系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)軟硬件平臺最好能與現(xiàn)階段所用的系統(tǒng)統(tǒng)一，否則就會導(dǎo)致現(xiàn)階段投入的人力、物力、財力的大量浪費；2）本階段的應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留與未來系統(tǒng)的接口，這是縮短下一步開發(fā)周期的重要考慮。以現(xiàn)代空間信息技術(shù)為支撐，實現(xiàn)國家資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)的系列產(chǎn)出與國家相關(guān)部門數(shù)據(jù)的科學(xué)再加工與集成，創(chuàng)建地理科學(xué)與資源環(huán)境研究時空數(shù)據(jù)平臺和數(shù)值模擬研究平臺,形成國際一流的陸地表層系統(tǒng)科學(xué)數(shù)值研究環(huán)境，以促進數(shù)據(jù)共享，支持資源環(huán)境科學(xué)研究，滿足國家對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略決策信息的迫切需求，全面支持資源環(huán)境科學(xué)研究方法論的改造和知識創(chuàng)新。具體內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)層、管理層和服務(wù)層。每一層都通過相應(yīng)的規(guī)范和協(xié)議來保障功能目標的實現(xiàn)。建立中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)用3個平臺即：中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)自主產(chǎn)出與國家相關(guān)部門數(shù)據(jù)的科學(xué)再加工與集成平臺；中國科學(xué)院陸地表層系統(tǒng)科學(xué)的數(shù)值研究平臺；中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用示范平臺。數(shù)據(jù)層實現(xiàn)城市空間信息獲取、建庫、更新和重要社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)的備份；管理層實現(xiàn)中國科學(xué)院多源信息集成、融合、管理與交換，并為環(huán)境資源信息應(yīng)用服務(wù)提供支持；應(yīng)用層實現(xiàn)面向全國科學(xué)院、面向企業(yè)和面向政府的信息查詢、數(shù)據(jù)下載和數(shù)據(jù)的各類應(yīng)用。異構(gòu)數(shù)據(jù)交換與共享管理系統(tǒng)主要完成對空間基礎(chǔ)信息的管理，包括圖像數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)的輸入、輸出、屬性編輯、維護和管理等功能，為更好的建設(shè)國家資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)提供一個強大實用的數(shù)據(jù)應(yīng)用與共享平臺。其中，主體管理模塊從整體角度考慮各個數(shù)據(jù)集子系統(tǒng)的特點，為各應(yīng)用子系統(tǒng)配置合理的運行環(huán)境和各項運行參數(shù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，同時提供和維護系統(tǒng)的安全管理機制。其中設(shè)置多級屬性數(shù)據(jù)庫的目的是方便系統(tǒng)及用戶的拓展。其源數(shù)據(jù)來自不同的科學(xué)院所，有著不同的表現(xiàn)形式，具有多尺度、多類型、多時相的特點，因此不可能把城市所有的數(shù)據(jù)都存儲在資源信息中心的數(shù)據(jù)庫里，只有采用元數(shù)據(jù)、分布式管理。依據(jù)元數(shù)據(jù)的標準性、開放性和可擴展性，建立所有數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，存儲在圖形圖象元數(shù)據(jù)庫和屬性元數(shù)據(jù)庫中，并由元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來統(tǒng)一管理，響應(yīng)用戶對元數(shù)據(jù)的創(chuàng)建、查詢、下載等操作，并關(guān)聯(lián)到分布在各個部門和機構(gòu)的信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)中國科學(xué)院內(nèi)資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)的共享。其中，系統(tǒng)安全管理包括增加或刪除用戶、修改用戶密碼、設(shè)置操作權(quán)限；系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理主要完成自由定義或選擇系統(tǒng)中所用到的各種數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括系統(tǒng)中所用到的各種屬性數(shù)據(jù)表的生成等；系統(tǒng)資源管理的任務(wù)是設(shè)置和管理系統(tǒng)中各種資源的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)的各種運行參數(shù)，保證系統(tǒng)的正常運行。（1）數(shù)據(jù)維護子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要包括各種圖形圖像及屬性數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出，數(shù)據(jù)編輯主要完成本系統(tǒng)的圖形圖像數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的輸入、編輯、修改，數(shù)據(jù)維護主要完成對正常運行本系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)的管理及系統(tǒng)參數(shù)的配置，數(shù)據(jù)更新主要完成數(shù)據(jù)的局部更新處理。它主要實現(xiàn)用戶對所需要的數(shù)據(jù)按關(guān)鍵字或元數(shù)據(jù)信息進行查詢檢索，并實現(xiàn)縮放漫游、圖形數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)的一體化管理、多媒體技術(shù)以及相應(yīng)遠程用戶的請求，并輸出可視化的結(jié)果。（4）數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)。 異構(gòu)數(shù)據(jù)交換與共享管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖按分布式網(wǎng)絡(luò)考慮，構(gòu)建成為VPN虛擬專網(wǎng)。、更新和維護過程。根據(jù)GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)容量大，圖形圖像處理多，要求有高速CPU處理能力等特點，結(jié)合中科院的具體情況，在軟硬件選型時，應(yīng)考慮如下原則：能最大限度的滿足用戶的需求；在技術(shù)上具有相當?shù)南冗M性，不易過早被淘汰；軟硬件之間要相互兼容；軟件漢化水平高，符合中國人的操作習(xí)慣；性能可靠穩(wěn)定，有較高的性能價格比；廠家技術(shù)支持力量強，更新維護有保障。2)客戶機系統(tǒng)客戶機分為系統(tǒng)應(yīng)用客戶機和專業(yè)地理信息系統(tǒng)客戶機兩類。專業(yè)地理信息系統(tǒng)客戶機建議采用DELL系列圖形工作站：DELL圖形工作站 ，DELL PC機 ，DELL便攜機。. 系統(tǒng)軟件環(huán)境1)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)建議采用Unix操作系統(tǒng)。2)數(shù)據(jù)庫平臺針對信息資源中心數(shù)據(jù)種類繁多、信息量大的特點，我們選用當前最流行的大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)——Oracle作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫平臺。主要特點闡述如下：穩(wěn)定性高較強的數(shù)據(jù)錄入、處理能力采用通用結(jié)構(gòu)化查詢語言可管理的數(shù)據(jù)量大Oracle數(shù)據(jù)庫工具強大提供與Internet的接口3)GIS平臺地理信息系統(tǒng)（GIS）是集地球科學(xué)、信息科學(xué)與計算機科學(xué)技術(shù)于一體的高新技術(shù)，它已成為社會可持續(xù)發(fā)展的有效的輔助決策支持工具。4)開發(fā)平臺開發(fā)工具采用Java。Java建立在簡單的前提基礎(chǔ)上，即所有微處理器都應(yīng)講同一種語言——所有內(nèi)部采用芯片的產(chǎn)品都應(yīng)能一起工作，無縫而方便地共享信息?，F(xiàn)在，它正在對消費類產(chǎn)品產(chǎn)生明顯的影響，而且從總體上更加深刻地影響企業(yè)計算。該方案具有以下優(yōu)點：借助于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的海量數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)安全機制；對用戶已有軟件利用最多；通過空間數(shù)據(jù)庫引擎ArcSDE訪問數(shù)據(jù)庫，開發(fā)比較方便；COM標準的開發(fā)機制，易于與辦公自動化系統(tǒng)集成；性能良好服務(wù)器系統(tǒng)具備以SUN5500超級服務(wù)器（具有8個CPU，8G內(nèi)存，1T存儲空間）為中心的計算機網(wǎng)絡(luò)計算平臺，對資源環(huán)境時空序列信息庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理具有極大的幫助。數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)地理資源所正在進行國家資源環(huán)境數(shù)據(jù)檔案庫系統(tǒng)的建設(shè)。系統(tǒng)的主要功能是：海量資源環(huán)境數(shù)據(jù)檔案存儲和備份，并在應(yīng)用系統(tǒng)的支持下支持數(shù)據(jù)的查詢檢索及數(shù)據(jù)的開發(fā)應(yīng)用。千兆局域網(wǎng)正常運行，桌面百兆信息點達到近1000個?，F(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)計算平臺，完全有能力對資源環(huán)境時空序列信息數(shù)據(jù)進行處理。該方案使用光纖和CI