OpenGIS地图服务规范

OGC与OpenGIS

OGC由商业部门、政府机构、用户以及数据提供商等多个领域的成员组成,以获取地理信息处理市场最大的互操作。OGC的目的是通过信息基础设施,把地理空间数据资源集成到主流的计算技术中,促进可互操作的商业地理信息处理软件的广泛应用。OpenGIS规范提供了地理信息及处理标准,按照该规范开发的各个系统之间可以自由地交换地理信息和处理功能。

OGC会员主要包括GIS相关的计算机硬件和软件制造商(包括ESRI、Intergraph、Maplnfo等知名的GIS软件开发商)、数据生产商以及一些高等院校、政府部门等,其技术委员会负责具体标准的制定工作。

Open Geospatial Consortium——开放地理信息联盟,是一个非盈利的志愿的国际标准化组织,引领着空间地理信息标准及定位基本服务的发展目前在空间数据互操作领域,基于公共接口访问模式的互操作方法是一种基本的操作方法。通过国际标准化组织(ISO/TC211)或技术联盟(如OGC)制定空间数据互操作的接口规范,GIS软件商开发遵循这一接口规范的空间数据的读写函数,可以实现异构空间数据库的互操作。基于http(Web)XML的空间数据互操作是一个很热门的研究方向,主要涉及Web Service的相关技术。OGC和ISO/TC211共同推出了基于Web服务(XML)的空间数据互操作实现规范Web Map Service,Web Feature Service,Web Coverage Service以及用于空间数据传输与转换的地理信息标记语言GML。

OpenGIS(Open Geodata Interoperation Specification,开放的地理数据互操作规范) 由美国OGC(OpenGeospatialConsortium,OpenGIS协会)提出DOGC是一个非赢利性组织,目的是促进采用新的技术和商业方式来提高地理信息处理的互操作性(Interoperability),它致力于消除地理信息应用(如地理信息系统、遥感、土地信息系统、自动制图/设施管理(AM/FM)系统) 之间以及地理应用与其他信息技术应用之间的藩篱,建立一个“无边界”的、分布的、基于构件的地理数据互操作环境。

OpenGIS是指在计算机和通信环境下,根据行业标准和接口所建立起来的地理信息系统。它不仅使数据能在应用系统内流动,还能在系统间流动。OpenGIS是为了使不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性,以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。OpenGIS规范是由开放地理信息系统协会(OGC)制定的一系列开放标准和接口。

OpenGIS的目标是制定一个规范,使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中,使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。它致力建立一个“无边界”的、分布的、基于构件的地理数据互操作环境,与传统的地理信息处理技术相比,基于该规范的GIS软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互操作性和易用性。

OpenGIS具有下列特点:

  • 互操作性:不同的地理信息系统软件之间连接、信息交换没有障碍。
  • 可扩展性:硬件可在不同软件、不同档次的计算机上运行;软件增加新的地学空间数据和地学数据处理功能。
  • 公开性:技术开放主要是对用户公开,公开源代码及规范说明是重要途径。
  • 可移植性:独立于软件、硬件及网络环境,不需修改便可在不同的计算机上运行。

此外,还有诸如兼容性、可实现性、协同性等特点。

OGC促进了GIS的互操作。它通过规范改变了地理数据及其服务的处理方式,通过互操作的开放式系统将它们集成,从而在Intnmet/Internet环境下,通过分布式平台从异构信息中直接获取信息。OGC促进了地理数据提供者、厂商和服务商之间的联合。推动了全球范围内的标准化进程,拓宽了地理数据服务市场。OpenGIS技术将使GIS始终处于一种有组织、开放式的状态,真正成为服务于整个社会的产业以及实现地理信息的全球范围内的共享与互操作,是未来网络环境下GIS技术发展的必然趋势。

OpenGIS相关定义

OpenGIS定义了一组基于数据的服务,而数据的基础是要素(Feature)。所谓要素,简单地说就是一个独立的对象,在地图中可能表现为一个多边形建筑物,在数据库中即是一个独立的条目。要素具有两个必要的组成部分——几何信息和属性信息。

OpenGIS将几何信息分为点、边缘、面和几何集合四种: 其中这里熟悉的线(LineString)属于边缘的一个子类,而多边形(Polygon)是面的一个子类。也就是说OpenGIS定义的几何类型并不仅仅是我们常见的点、线、多边形三种,它提供了更复杂更详细的定义,增强了未来的可扩展性。另外,几何类型的设计中采用了组合模式(Composite),将几何集合(GeometryCollection)也定义为一种几何类型。类似地,要素集合(FeatureCoUection)也是一种要素。属性信息没有做太多的限制,可以在实际应用中结合具体的实现进行设置。相同的几何类型、属性类型的组合成为要素类型(FeatureType),类型相同的要素可以存放在一个数据源中。而一个数据源只能拥有一个要素类型。因此,可以用要素类型来描述一组属性相似的要素。

在面向对象的模型中,完全可以把要素类型理解为一个类,而要素则是类的实例。通过GIS中间件可以从数据源中取出数据,供WMS服务器和WFS服务器使用。WMS服务器接收请求,根据请求内容的不同,可以返回不同格式的最终数据。例如,WMS可以返回常用图片格式的地图片段供最终用户阅读(类似GoogleMaps),其中地图是根据一个样式文件(SLD)生成的,它描述了地图的线的宽度、色彩等;WMS也可以返回GeoRSS和KML用来与其他地图服务互通。WFS服务器也可以接收请求,但WFS将返回GML格式的地理信息数据。GML是一种基于XML的数据格式,它可以完整地再现数据,也是OpenGIS数据源的重要形式。也就是说,WFS返回的GML可以继续作为数据源。在WFS请求中,OpenGIS定义了一个Filter标准,用来实现对数据的筛选,使WFS更加灵活。另一方面,WFS还支持通过WFS-t提交客户端对数据的修改。通俗地说,WMS是只读的,而WFS则是可以读写的。

OpenGIS开放模式

开放GIS就是网络环境中对不同种类地理数据和地理处理方法的透明访问。开放GIS的目的是提供一套具有开放界面规范的通用组件,开发者根据这些规范开发出交互式组件,这些组件可以实现不同种类地理数据和地理处理方法间的透明访问。

从小型产业到全球空间数据基础机构开放GIS协会的OGIS工程技术委员会已经完成了一系列文献的第一部分,包括OGIS。第一部叫《开放GIS交互性指南》,它全面而深人地阐述了OGIS;第二部OGIS文献包括高级技术语言,这种语言是一种完全意义上的执行语言,不需要解译,它的说明书由GIS世界有限公司出版。但OGIS并非OGC的最终对象,《开放GIS交互性指南》的出版不是OGC的第一个重要里程碑。OGC的真正功能是在地理信息领域制定一个规范来统一行业,并把这种规范融人到更宽的技术领域和更大的市场中,使它成为全球信息基础机构不可分离的一部分,全球信息基础机构主要是组织世界性活动和解决重要环境和基础设施问题的机构。类似的工作在其他行业已经取得了成功。

国际竞争不是OGC所要解决的问题,OGC所要解决的是把本行业从信息技术这个大行业中分离出来。长时间以来,GIS只不过是一个“家庭手工业”,它的很多方面与机械行业在工业革命前的受限情况相似,不过这种情况已经得到了改变。

从小型产业到全球空间数据基础机构开放GIS协会的OGIS工程技术委员会已经完成了一系列文献的第一部分,包括OGIS。第一本叫《开放GIS交互性指南》。

《开放GIS交互性指南》中的一个新概念“信息通信”对GIS的普及起着重要的作用。GIS的第一版将规范空间属性和几乎所有信息行业所需要的支持。然后,OGIS提供一个标准方法,通过这种标准信息行业(整个工业的“技术授权者”) 可以为在他们学科或行业中使用的空间数据编纂符号,开发方法和使用权限,也就是说,因为学术评论委员会和专业组织协会提供了符号定义,“基础OGIS”将会被扩充,学术评论委员会和专业组织协会的职责就是为他们的用户建立符号和编译规则,这些符号和编译规则将确定“基础OGIS”和其他学科空间符号的信息行业界面。