[发明专利]基于片段模式匹配的多版本开放式地理信息服务访问方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及地理信息服务技术领域，尤其涉及一种基于片段模式匹配的多版本开放式地理信息服务访问方法及系统。

背景技术

开放式地理信息系统(Open GIS)互操作规范指在国家和世界范围内的分布式环境下实现地理、空间数据和地理信息处理资源的共享，它允许用户通过网络实时获取不同系统中的地理信息，避免了冗余数据存储。开放式地理信息系统是通过开放式地理空间数据互操作规范(Open Geo-data Interoperability Specification，简称OG IS)来实现的，其核心是OGIS。

OGC为不同类型的网络服务定义了不同的信息模型，对于同种类型的网络服务的不同版本服务亦定义了不同的模式文件，不同信息模型，不同版本的服务模式文件在进行互操作时必须进行统一，如果一个用户请求的某种服务服务器不支持时，通信将会终止，服务请求无法实现，所以为了实现对各种用户请求的对服务器的统一访问，发明了一种基于片段模式匹配的网络服务统一访问方法，通过对请求服务模式和服务器提供服务模式间的动态匹配及对结果文件的自动信息提取来实现多版本网络服务的统一访问功能，其中模式匹配是系统的关键技术。当前模式匹配许多的方法主要是用来对各种模式进行测试然后自动决定最相似匹配者，其中大部分模式匹配方法都是针对一些结构简单的匹配单元进行的匹配，然而对于数据量大的输入，模式匹配效率因为发生错误匹配的几率增多而大大下降。高级建模能力，如复杂类型、聚合和泛化，都被W3C XML模式和面向对象SQL扩展(SQL：1999，SQL：2003)所支持，导致了一个更加复杂的模式匹配。

传统的模式匹配主要涉及特定的领域内的实现，下面对主要几种模式匹配方法和系统进行介绍。

SemInt匹配原型产生两个模式单个属性间的一个映射，匹配基数是1∶1，应用了达15种基于约束和5中基于内容匹配标准，其主要思想就是用神经网络来决定匹配候选者，然而神经网络方法对于更大的模式有一个潜在的性能问题(参见文献1)。

LSD(Learning Source Descriptions)主要使用机器学习方法计算元素的相似度，大量地使用实例信息。LSD方法的性能提高建立在训练数据的不断扩充上，这对于数据库中的海量数据集，获取合适的样本比较困难，而且效率较低(参见文献2)。

Cupid是一个基于元素和结构匹配的混合匹配器，它更倾向于普通的交叉数据模式并应用于XML和有关例子，它对同义字，缩写词，只取首字母缩写词使用辅助信息资料；Cupid与过去的算法分享了一些通用方法，尽管不是算法本身，例如：把匹配质量在[0，1]范围分级，相似的术语聚类(SEMINT)，基于本地邻居的匹配结构(DIKE，ARTEMIS)，Cupid方法是基于模式而不是基于实例的(参见文献3)。

OGC网络服务模式文件间在结构和内容上有差异，这些差异表现在：1)模式整体结构发生变化；如WFS几种操作在WFS1.0及以前版本中都分别在不同的模式文件中进行定义，发展到WFS1.1版本后，所有操作都集中在一个模式文件中定义；2)元素命名不一致：相同元素标签可能表示不同含义，不同标签却可能表示相同含义；3)操作类型定义变化：新版本中的操作类型在以前基础上增添和删除了属性或元素，或改变了约束关系；4)元素路径长度变化：不同版本对应元素路径长度不同，在模式树表示中的结构发生变化；此外这些网络要素服务模式本身具有如下特点：1)元素结构复杂：不仅包含简单数据类型、简单元素，且包含用户自定义的复杂类型和类；2)分布式大规模：一个模式文件可以分布式存储在几个不同文件中，常通过include或import导入；3)模式文件要么由一个个独立的模式片断组成，要么是一个可以分割成许多片断的模式文件。

网络服务模式文件不同版本间的差异及网络服务模式文件本身的特点，决定了使用传统模式匹配方法对所有元素进行匹配不仅带来了时间和空间浪费，而且会产生很多错误匹配，降低匹配质量。

为了解决以上技术问题，本发明提出了一种基于分治思想，把一个个大的模式匹配问题分割成一个个小的模式片断间的匹配问题，由于匹配问题规模大大减小，所以有效地提高了匹配性能和质量。