《自-基于Web服务的多源海洋Argo可视化研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自-基于Web服务的多源海洋Argo可视化研究（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于Web服务的多源ro数据共享与可视化应用研究基金项目: 国家863计划资助项目(2006AA09Z139) 、国家908专项预研项目(908 - 03 - 01 - 09) 和中国科学院知识创新项目( kzcx2 - yw - 304) 共同支持。作者简介：杨峰（1978年），男，河南省开封市人，助教，硕士研究生，主要从事GIS应用与开发。邮箱:杨峰,2 周建郑2 杜云燕1 肖如林1(1 中国科学院 地理科学与资源研究所 资源与环境信息系统国家重点实验室，北京 1010）(2黄河水利职业技术学院测绘系，河南省开封市东京大道西段，503)摘要:分析了当前海洋Argo观测数据在数据和模型共享与
2、应用方面存在的不足,结合Web Serce技术，提出在分布式网络环境下将海洋ro数据与应用模型封装为wb 服务的方式，实现多源海洋Argo数据集成与可视化应用的方法。基于该方法构建了“多源海洋rg数据动态集成与远程可视化系统平台”。通过该平台的构建，为用户提供海洋rg数据的透明的eb应用，实现了基于网络对多源海洋Argo数据的集成与交互式可视化表达。关键字:eb Serice;可视化;go;Th Multi-Argo ataharingAnd Vuaizaton SuBase n b SriceYa Feng1,2 Zhou Jianzeng2 Yunyan1 aoRullin1(1Instt
3、e oferaphic Scieces and Natura ResorcReseach，AS,eijing 0010,Chin)（2 prtmet f MappinYlowiverConrvacy nsitue, aifeng 47003，Chna）Abstrac: Baed on theanalys o deficiency otoys Argo dta utlizaion， ahe studof b servce technoloy,the author put orwahe realationwaforvisuiion of utisourceAgo ta. A prott syte
4、was coruted uing eb ervice to proide th serc of Agota aplicaon mods itrnet.Though this syste, users cn ntegrate the a seviceandapplctionodels ervics of Argreleased on itrnt， ad makeAgoata isualiztionnteractvely.Key os：eb Srice， isualizaton, Argo1引言Argo即“全球海洋实时观测网”的英文缩写,是由美、日等国海洋和大气科学家发起的,由30个自动剖面观测浮
5、标(简称Ago浮标）组成的全球实时海洋观测业务系统,它所取得的数据供全世界各国使用,2。借助Argo浮标这一新型仪器组成的观测网阵，可测量从水下0m深到海表面的温、盐、深剖面数据。至2007年1月1日，国际go计划已经实现了30个Ag剖面浮标的目标，每年提供的温、盐度观测剖面大约在10万条以上，为人们对海洋和气候等自然环境的研究起着越来越重要的作用4。虽然go计划的实施时间还不长,全球Arg观测网刚刚建成，但Argo观测资料已经在包括海洋温度场研究、大洋环流模式研究、同化技术、天气业务化预报等诸多领域得到了广泛应用,并取得了一大批研究成果5。为了便于Arg观测数据的共享，提高其利用率,许多国家
6、都建立起Argo资料中心,如法国海洋开发研究院、美国全球海洋数据同化实验数据中心和中国go实时资料中心，提供各种资料下载和网络可视化6,7。然而,一方面由于这些Ar数据往往分布于各个空间节点之中，不便于人们共享;另一方面,随着Ago数据的广泛应用学者们提出了诸多应用模型。而这些应用模型由于运行环境、编码的异构性及接口不开放等原因,很难被共享与重用。使得在进行研究时,往往出现研究人员有模型而没数据，或者有数据而无模型的情况，给人们的研究带来了诸多不便。传统的网络数据共享方式由于仅提供简单的数据下载和图片形式的可视化,不能满足用户对数据的交互式时空信息查询以及定量计算分析的需求,也不能够解决数据和
7、应用环境异构性问题；同时传统的网络共享采用集中式共享方法，不能为用户提供一个一站式统一的操作平台,以对分布在网络各节点的Argo数据和应用模型进行透明的访问，屏蔽掉数据、模型及应用环境等的异构性问题，因而成为当今制约进一步提高Argo数据以及其应用模型共享和应用的瓶颈。本文从rgo数据可视化应用这一实际需求出发,提出基于Web ee技术对多源ro数据进行动态集成与交互式可视化的方法。通过将远程的Arg数据和应用模型封装为WebService，从而解决远程Argo数据、应用模型以及应用环境等的多源、异构性问题给人们的研究带来的不便。为用户提供一个一站式的对远程多源Ago数据进行透明访问和交互式可
8、视化应用平台，提高了ro数据和应用模型的共享度和利用率。2多源海洋Arg数据可视化21多源海洋rgo数据应用架构Web Sevce是一种可以用标准Interne协议来访问的可编程应用逻辑。它以OAP简单对象访问协议为其核心技术之一，并基于XML,在分布式的环境中实现信息交换。为实现网络中多源海洋Arg数据和应用模型的集成与共享这一应用目的,将各节点的模型和数据封装成Wbrvi在网络中发布,当用户需要使用某一数据和模型时,通过U地址对该服务进行访问，使远程节点中的数据和服务实时地集成于用户的应用系统中，从而达到屏蔽分布式环境中数据及系统异构性，实现对数据和应用模型透明访问的目的。该应用框架结构如
9、图1所示。客户应用平台资源管理中心Internet网络网络服务节点Argo数据与模型封装成Web Service由WSDL描述对外发布的模型接口图1多源海洋Argo数据应用框架结构Fig Appicio framwr fr mulioure Argo data其体系结构由三部分构成：客户端应用平台、资源管理中心与网络服务节点。（1)客户端应用平台是对数据进行操作的统一访问平台,通过它实现对数据和应用的集成,并对数据进行互操作达到对远程数据和应用模型透明访问的目的。（2)资源管理中心是整个系统平台的资源管理、信息服务、安全服务中心。所有在网络中发布，供使用的Argo数据服务和模型服务都需要在该中
10、心进行注册,并对其进行统一的组织与管理。当用户需要使用Arg数据时，首先需要在该中心进行查找，根据查找获得的所需数据及模型服务的URL将其实时动态的集成于用户的客户端应用平台进行应用。资源管理中心所提供的标准的注册及查询的方法也都封装为W Serice,由用户通过网络实时的调用。（3）网络服务节点为封装成b ece发布到网络中供用户调用的Argo数据服务和模型服务。Web Sevic使用XL对数据进行编码,以OAP协议传递信息，在Web Seve实现和客户端间进行更高层次的抽象，客户端只需要知道We Service的位置、签名方法和返回值，就可以通过Web Servic的XML(Extensi
11、bleMakpLangage)、SDL(WebSerices Dscritin Lang)等所提供的信息屏蔽掉服务端数据和应用环境的异构性,达到对远程服务透明访问的目的。用户应用平台、资源管理中心及网络应用节点之间通过nerne相联系，使整个应用架构的各组成部分之间构成一个松耦合性的整体。整个应用架构的工作流程如图2所示：资源管理中心客户应用平台网络服务节点服务注册服务查询信息反馈返回结果服务绑定结果反馈图2多源海洋g数据应用框架工作流程Fig2 orkflwof muti-soceAgo daaraework（1）首先把Argo数据和应用模型封装成Web Sece并发布于网络中,为用户提供统
12、一的数据访问接口。各个服务的发布者共同构成系统的网络服务节点；（)通过调用资源管理中心的标准接口将数据服务和应用服务统一注册到资源管理中心，由管理中心对发布的应用服务信息进行统一的管理和维护。其所注册的信息包括：服务功能描述，接口参数,服务的URL地址，服务的发布用户及服务关联的底层数据的元数据信息等，供用户检索和调用使用；(3)当用户使用数据时先通过客户端应用平台在资源管理中心进行检索，查找所需的服务,然后根据资源管理中心提供的WbService的RL地址及相关调用接口参数对远程服务进行实时调用,将远程数据和应用模型集成于本地客户端,以进行进一步的应用。2.2海洋rgo数据可视化表达方法Ag
13、o是在下潜到海洋的一定深度后在上升过程中测量各个深度的海洋各参数的测量值,在上浮到海面后向卫星发射所采集的信息。本文对于其观测数据提供两种可视化表达方式：二维“温度”、“盐度”、“压力”折线图可视化表达和三维剖面图可视化表达。2.2.1 二维折线图可视化表达二维的r “温度”、“盐度”、“压力”折线图其图形类型包括Ag温度-盐度图,rgo温度-压力图，Arg盐度-压力图。在图形的绘制上，以点坐标值对的方式提供数据。每一个坐标值对的两个数据分别对应折线图的X轴和轴坐标,并以某坐标值分量对坐标值对进行排序（“温-压”、“盐-压”图以压力值为准对坐标值对排序,“温盐”图以盐度值为准对坐标值对进行排序
14、)，最后将排序后的坐标值点用折线依次绘制。通过这种方式对rgo数据进行可视化表达，可以反映出海面某空间点位上某一ARO平台在一确定的时间周期上，在上浮过程中所采集的海洋环境要素随深度连续变化的情况。2.2.2 三维剖面图可视化表达三维剖面图提供针对某一Aro平台所有观测周期观测数据的可视化表达。反映某一段观测周期内rgo浮标所经过的海域的海洋环境要素的变化特征。其表达方式包括Argo温度和盐度剖面图。在图形的表达方式上以三维点图的方式进行可视化表达。根据三维点的某一属性数据（温度或盐度)对三维点图型进行分级渲染，以反映在一段时间内Argo所经过的某一海区的海洋环境要素在三维空间的变化特征。多源海洋Aro数据可视化技术实现3.1多源海洋g数据可视化架构实现根据海洋Ar数据的特点,结合网络IS技术，初步建立了“多源海洋Aro数据动态集成与可视化系统平台”,实现多源海洋Argo数据的动态集成与可视化。该平台的建设依托于国家0项目“我国近海海洋综合调查与评价”,由中国科学院地理科学与资源环境研究所，资源与环境信息系统国家重点实验室承担。系统的物理结构如图3所示：图3多源Ago数据可视应用架构Fig3Muli-uceArgdaa viuiztinframrk该系统实验环境由多个服务节点，一个资源管理中心和一个客户
