像 NSDI 这样内容广泛的研究和项目,不可能期待众口如一地都说它是成功的。 但是,可以肯定的是,它像一个催化剂,推动了很多方面的发展(Longleyet al. ,2005)。 作为 NSDI 的“门面”,地理信息门户功不可没, 它简化了信息共享、减少了重复的数据收集、为很多决策提供了信息支持。 例如,在2005美国卡特里娜和丽塔飓风时, 美国地理信息一站式门户快速建立了一个飓风的虚拟社区,发布和整理了许多关键信息, 包括墨西哥海湾沿岸一带的数据、地图服务和在线地图应用。 这些信息被用来协助联邦、州和当地机构进行应急管理和灾后重建。 在中国, 地球系统科学数据共享平台对青海一西藏铁路的设计和建造、2008年汶川地震的应急救援和2008年北京奥运会的环境保护等项目都提供了大量的数据支持。
地理信息门户的进一步发展仍要解决元数据过于复杂、语义搜索和信息版权保护等方面的挑战。 元数据的复杂性 国家和国际元数据标准着重于全面性和包容性,但往往忽略了简单性和易用性,导致元数据规范过于复杂, 使元数据本身变成了信息共享的瓶颈。 我们经常会听说:“元数据太复杂了”,以及“我没有时间和经费来做元数据”等。 对于发布者来说,创建冗长的元数据的复杂性和花费,成为他们共享数据的障碍。 是否使用元数据标准,对许多地理信息门户设计者来说是一个困难的决定。 这个问题需要从多方面解决。 标准化组织需要考虑制定简单的标准;软件商需要提供更方便的工具来自动创建标准的元数据;地理信息门户可以采用“元数据2.0”, 利用标签、用户评论等代替冗长的元数据,便于用户快速发布信息,另外提供元数据的修改功能, 让那些乐意提供完整元数据的用户或那些需要完整元数据的项目可以补充更多的信息。 与搜索引擎的结合 搜索引擎如谷歌、百度等万维网门户比地理信息门户有更大的用户群,而且在需要地理信息时, 大部分人的直觉是到这些大型万维网门户中去搜索。 所以地理信息门户应当与这些搜索引擎结合起来, 把元数据转换成HTML,让搜索引擎等的网络爬虫来索引这些HTML,从而让更广大的用户群能查到他们需要的地理信息。 语义查询 目前的地理信息门户一般不能充分利用关键词的含义、关键词所在的上下文,不能解决自然语言的模糊性。 例如,当你搜索“河”时,你可能也关注小溪、运河、湖泊或其他相关的水文等图层信息, 但是这种依靠拼写和字符串匹配的、缺少语义支持的搜索机制常常会错过你真正需要的信息, 而留下你不想要的信息。 语义查询的目的就是解决这个问题,它是基于词语的含义,而不仅仅是基于词语拼写的查询。 语义查询方向的研究已经有了一些成果(Yang et al. ,2008;Arpinar et al.,2006; Lutzet al. ,2004)。 目前, 一般的解决方案是采用Web本体语言(webontology lan¬guage, OWL) 的方法 。 本体论 (ontology)是一个范畴内的概念体系以及概念间的相互关系的正式描述, OWL是本体论的一种描述语言。 例如, 欧盟环境保护署牵头编制了 GEMET(General Multilingual EnvironmentalThesaurus;通用多语种环境叙词 表), 它的OWL有6000多个术语,并定义了这些术语间的相互关系(图6. 12)。 OWL也可以用图表来描述(图6.13)。目前,语义查询一般是先搜索OWL,找到与用户输入的关键词相关的术语,如同义词和近义词等,然后用这些词来查询地理信息门户目录,这样可以得到一个更全面的搜索结果。 从理论上讲,这种方法还称不上是真正意义上的语义查询。 语义查询仍然是地理信息门户研究的4重要驅。 Fig. 6.12 欧盟环境保护署的综合多语种环境词典OWL的一部分, 该部分描述与“河流”有关的术语 # Fig. 6.13 OWL也可以用图表来描述。本图显示的是综合多语种环境词典OWL中 与“河流”有关联的术语及它们之间的关系 # (4)数据资源链接的可用性 地理门户网站中的一个常见问题是元数据中的资源网址(如数据下载的URL、Web服务的端点URL或Web应用的URL等)的失效、错误或网站不稳定, 当用户点击这些URL时,将不能下载数据、不能预览Web服务或不能查看网站, 这都大大影响了这些门户网站的使用和用户体验。 作为解决这类问题的一种尝试,美国地质调查局 提供了一个服务检查功能(server checker), 定期检查美国地理信息一站式门户中注册的Web服务的可用性,给它们打分, 并把这个分数显示在用户的查询结果中,让用户了解哪些Web服务是可靠的和可用的,哪些是不可靠的。 版权保护 数字资源提供者都关心版权问题。 一旦把数据提供给了使用者,提供者就失去了对数据的控制。 这种对失去产权的担心,影响了许多组织共享地理信息的积极性。 他们希望自己共享的数据仅被那些得到授权的用户、在允许的时间内、在允许的项目中使用。 基于Web服务的信息共享机制可以在一定程度上解决这个问题, 其他的方法包括数字版权管理(DRM)相关的机制(图6. 14)。 OGC 已经定义了 GeoDRM(地理空间数字版权管理参考模型)的相关规范,规定了诸如基于付费的信息保护方式、非法或超期使用时能锁定数据的保护机制。 然而,实现这些规定,并将它们完全整合到地理信息门户的工作流程之中,仍然是一个挑战。 Fig. 6.14 对数字知识产权进行管理和保护的多种方法 # 最近几年,由于互联网、GPS ( 全球定位系统 )、遥感等技术的发展, 政府、公司、科研机构、甚至个人能更方便、快速地采集地理空间数据,导致了地理空间信息量的激增。 地理信息的数量越大,寻找其中某些特定的信息就越难,因而对地理信息门户的需求就越强。 与传统的数据下载相比,基于Web服务的共享方式有更好的时效性等优点(见第7.1.2节),所以, 地理信息门户应该有效地支持Web服务的注册、査询和使用。 另外,地理信息门户越来越多地与云GIS融合起来。 云GIS托管众多的数据和Web服务,而地理信息门户则可以帮助用户从云GIS中进行信息查询, 两者相得益彰。 Tim Bemers-Lee,万维网之父,设想下一代万维网应该是语义网(见第 10.2.2节)。 在语义网中,信息的语义将被明确定义, 便于计算机自动处理(Berners-Lee,Handler,and Lassila, 2001;W3C,2001)。 语义网的完全实现还有很长的路要走,但它的实现将会减少自然语言的模糊性、不确定性以及不一致性, 能使地理信息的查询变得更智能和更准确。 信息共享不仅是一个技术问题,而且是一个社会问题。 信息就是力量,而将信息共享给正确的伙伴将使整个社会的力量倍增。 出于国家安全的考虑,一些国家限制大比例尺数据的共享。 实际上,随着GPS技术的发展, 市场上的民用GPS,包括一般智能手机等所带的GPS,也能达到10 m的精度, 这比制作 1:5000的地图所需的精度还要高。 还有Google Earth和Microsoft Bing Maps提供世界上许多地区大比例尺的清晰影像, 单纯限制地理信息数据的公开使用已经意义不大,反而限制了 GIS服务于社会(叶嘉安,2004)。 还有,一些数据资源生产者因担心失去对数据的控制而不愿或不积极进行信息共享。 这就需要政府在政策、法规、资金上鼓励信息共享(Onsrud, 1995)。 1966年,美国时任总统Johnson签字使《信息自由法》生效,按照这个法案,联邦政府相关部门有责任、有义务共享那些不涉及个人隐私和国家安全的政府记录和数据。 现今,世界上大部分国家均已制定了类似的信息公开和支持SDI的立法和政策, 它们将为未来地理信息门户的研究和发展提供坚实的基础。 在未来,更智能的地理信息门户将会支持更容易、更快速、更准确的地理空间信息资源共享和更多的GIS 应用。 6.3.1. 挑战和研究热点 #



6.3.2. 展望 #