分布式地理信息系统的分层体系结构模型

针对客户/服务器模式的不足Internet/Imranet的特点，
参考OSIM络协议参考模型，
提出了一个通用的分布式GIS四层结构模型（对应OSI的应用层），
包括数据服务层、应用接口层、应用层和用户界面层。

数据服务层实际上是指数据库服务器，
用来存储数据和提供基本数据服务。它具有以下特点：
接口是服务器特定的语言，执行特定的应用规则和逻辑；
数据库服务器不需了解用户界面层、应用层和应用接U1层，
而空间数据库服务器负责空间数据的处理、査询、索引、调度。

应用接口层用来表示数据服务器的基本功能，
在MSSQLServer情形下，应用接口层对应存储过程接口，
用来维护服务器中数据的一致性和完整性。
它具有以下特点：需要了解数据服务层的类聖和语义接门；
能够存取不同类型的服务；不需了解下面的层。

应用层负责把用户的需求转化为针对特定服务器的基本功能。
它定义了应用领域的基本功能，
对应于事务处理和复杂的空间分析和处理。
例如，空间分析包括路径分析、缓冲区分析和叠置分析。
它用来维护应用逻辑的一致性和完整性。
它具有以下特点：对用户的请求进行有效性验证；
不需要了解数据服务层模型；不需要了解用户界面层。

用户界面层足惟一的与最终用户的交互点。
它把用户的请求转化为应用，交给应用层，
并把响应结果呈现给用户，同时完成基本操作。
在用户界面层，用户所见到的和操作的应该是矢量的图形，
而不是栅格数据和静态图像。

图中的数据传输层是应用层之间的请求和响应的API。
数据传输层不瑀于应用层，它属于系统层。
数据传输层由系统提供的工具实现，
它可以是底层的网络协议、Socket或分布式计算工具，
如远程过程调用或基于分布式对象的引用（DCOM或CORBA），
也可以是作用在这些协议之上——由开发人员自定义的协议。
特别在Internet环境下，由于网络带宽间题，
持别对于多媒体GIS需要更大带宽，
用户界面层与应用之间的数据传输层有必要使用压缩/解压缩协议。
数据传输为应用开发人员提供了网络协议独立性。

模型特点分析如下：

1.层与层之间的相对独立性在分层模型中，
用户界面层、应用层、应用接口层和数据眼务层相对独立，
每一层只与其上面的层打交道，无需了解其他层的语义模型。
因此，系统的开发具有更大的灵活性和开放性。
例如，应用接口层可以同时操作多种GIS数据源格式的数据，
如GeoFile、GeoDB、Arc/Info、MapInfo、DXF和MGE等。
这种层与层之间的相对独立性也使得系统各垲的开发人员相对独立。
特别对于分布式系统来讲，
用户界面层可能是用Java开发的Applet或用VB开发的ActiveX控件，
开发人员关注的是数据显不和基本操作，
包括矢量图形的漫游、放大、缩小、查询和分析；
应用层可能是用VC开发的DCOM构件，
开发人员关注的是数据库的事务处理和复杂的空间处理；
而应用接口层开发人员关注的是数据库的査询优化和性能。

2.适用于Imernet/Imranet环境应用层完成客户端管理、
维持与多个服务器的链接，负责与数据服务层建立稳定的链接，
完成复杂的管理。这样使得用户界面层相对小巧，
便于在Internet/Intranet上发布信息。
通过在应用层建立数据库链接缓冲池，
在应用层可以与数据服务器预先同时建立和维护多个数据库链接，
并根据用户界面层请求数M,在一定范围内动态地调整数据库链接的数量。
由于用户界面层不直接与数据库建立链接，而使用系统预先建立的链接，
因此，系统可以快速地响应Internet/Intranet上多个用户的请求。

3.便于集成管理在模型中，
分布式应用管理程序通过数据传输层与分层模型集成一起，
成为系统不可分割的一部分。
分布式应用管理程序的最基本功能是关闭或重新启动一个分布式应用。
此外，分布式应用管理程序还应该可以控制每个结点的状态，
如最大进程数、最大数据库链接数等；
记录一些与系统性能相关的参数，如数据库平均链接数、
实际最小链接数、实际最大链接数、接口调用次数、接口访问时间等。
由于数据传输层为层与层之间的通倍定义了一致的接口，
使得分布式应用管理的实现成为可能。
下图是集成了分布式应用管理程序的分层结构模型。

4.通用性四层分布式模型不仅为开发分布式GIS提供了一个框架，
而且有助于更清楚地理解分布式系统体系结构的本质。
下图是用分层模型表示的客户/服务器结构。
在客户/服务器结构中，客户端实际上是由用户界面层和应用层组成，
而服务器端由数据服务层和应用接口层组成；
客户端向服务器提出请求，服务器把响应结果返冋给客户端。