基于OGC标准服务的三维地理信息共享初探.docVIP

基于OGC标准服务的三维地理信息共享初探 1 引言 三维地理信息具备直观性和真实性的特点，能够解决一些传统二维地理信息难以解决的问题，因此在政府决策、公众服务等领域的应用越来越广泛。随着三维地理信息系统开发和建设的不断深入，三维地理信息共享成为未来发展的方向，共享能够提高建设效益，避免重复建设进而有效解决信息孤岛问题，是发展的大势所趋。 在二维地理信息的共享中，基于服务的共享方式已经比较成熟，OGC标准服务（如WMS、WMTS、WFS等）解决了平台差异带来的共享障碍。而在三维地理信息领域，基于服务的共享发展较为落后，统一的OGC标准尚未正式发布，成熟案例很少，难以达到与二维同样的效果。本文针对这一现状，着重探讨基于OGC标准服务的三维地理信息共享问题，提出共享框架，为三维地理信息共享的研究和应用提供参考。 2 现状及存在问题 2.1 基于服务的三维地理信息共享现状 目前，ESRI、超图等常见地理信息平台均提供了对三维地理信息的支持，科澜、伟景行等专门针对三维的地理信息平台也迅速壮大，这些平台对三维地理信息网络服务的支持能力如表1所示： 表1 常见平台三维地理信息网络服务支持情况 由上表1可以总结出：①各平台都对SOA架构加以了考虑，都有相应的server产品；②各平台都定义了私有的三维网络服务，并支持服务的发布；③各平台都支持对地形和模型的发布。此外，对于三维的OGC标准服务，各平台均未提供支持。 由上述现状可知，目前对基于服务的三维地理信息共享已有所考虑和支持，但从实际应用角度来说，效果却不太理想：各平台私有的三维服务往往仅能满足数据传输和各自平台内的服务调用，与二维地理信息共享的效果尚有很大差距。从三维地理信息系统建设和使用情况也可以看出，成果集中在三维地理信息浏览和展示，而基于服务进行共享未见大量成熟案例。 2.2 存在问题分析 在综合分析的基础上，可概括出目前国内外常见平台在基于服务的三维地理信息共享方面主要不足在于：①缺乏统一系统的三维服务分类和定义，无法满足三维共享中的需求，如分层分类发布和叠加等；②未考虑服务间的互操作性，即使共享也只能在同一厂商的平台间进行，不同平台的服务无法融合；③缺少对共享效率和结构上的考虑，对高效率的、瘦客户端结构的共享应对不足。 类似的问题在二维地理信息的共享中也曾出现，对OGC标准服务（如WMS、WFS、WMTS等）的支持和实现很大程度上解决了这些问题。但是在三维领域，没有正式版本的OGC标准发布。目前已知的OGC标准三维服务（如W3DS、WVS等）仅发布了讨论稿，其可行性、实用性还有待进一步检验，这也对三维地理信息的共享造成了一定的障碍。 3 基于OGC标准服务的三维地理信息共享探索 虽然OGC标准三维服务并未正式发布,但是若要很好地解决以上章节中所提到的问题，还必须依赖OGC标准三维服务,其原因有以下几点：一是OGC标准是业界公认的标准,OGC对三维地理信息网络服务进行了统一的分类和定义,这是真正实现共享的基础；二是OGC标准三维服务能有效解决不同厂商平台所发布服务的叠加和互操作问题，各产商发布的服务只要都遵循OGC标准，就可以很好地融合；三是从目前OGC标准三维服务的讨论稿来看，标准在制定的过程中就已经考虑了结构和效率问题，可以实现高效的、瘦客户端的共享。此外，二维的OGC标准服务已经很好地解决了基于网络服务的二维地理信息共享问题，借鉴二维的做法，三维也可以利用OGC标准服务来解决共享中遇到的问题。 因此，这里以OGC标准三维服务为核心展开讨论，着重探讨OGC标准三维服务的可行性和实用性。只要OGC标准三维服务可行、实用，并且各三维平台都对其加以支持，基于服务三维地理信息共享中存在的问题就会迎刃而解。 3.1 OGC标准三维服务 OGC标准三维服务虽未经正式发布,但从其开始制定至今也已有多年时间,并经过了数个版本的演进。目前较受关注的是W3DS服务和WVS服务： 1、 W3DS服务 W3DS服务类似于二维中的WMS服务，调用者并不能通过服务获取原始数据，而是获得由若干显示要素组成的场景（Scene）。与WMS服务不同的是，W3DS服务输出的不是图片，而是树形结构的场景图，场景图中不包含属性，属性通过额外的服务接口获取。W3DS服务对场景进行了优化，改善了高帧率实时渲染的效率，可以通过加载了三维插件的网络浏览器交互显示，也可以通过各类“数字地球”软件进行加载。W3DS服务目前版本为0.4.0。 2、 WVS服务 WVS服务是在对WTS（Web Terrain Service）服务和WPVS（Web Perspective View Service）服务进行改进和扩展的基础上提出的一种三维表现服务。WVS服务通过对三维场景(Scene)进行投影、渲染