ESRI不懈推进标准和互操作发展

GIS一项本质的特征是其协作性。GIS要揭示出数据之间的内在、外在的联系和格局，因此它利用特有的整合能力把众多的数据源叠加在一起进行显示和分析，创造出比其它方式更为完整的（地理）图景，使得相关机构能在综合各种因素的基础上做出更加合理的决策。正因为这个原因，GIS技术已经成为许多机构的信息基础设施中不可或缺的部分。
GIS以数据为核心
一般而言，GIS数据不仅数量巨大，而且相互关联。不同于那些只返回少量记录的事务查询，GIS查询结果通过地图的形式来表达，并且查询对象通常是成千上万的要素，而且这些数据不仅来自于机构内部，而且越来越多地来源于机构外部。由于GIS数据这种分散和动态的特性，因此标准和互操作性一直是GIS很重要的基础。这种对于标准和互操作性的依赖只会日益加深，因为GIS已经从一个应用于独立项目和部门的工具演变成为机构和社会共享信息的框架了。

通过在开放的标准上开发产品，ESRI能够保证在不同平台、数据库、开发语言和应用程序之间的高度互操作性
任何一个信息系统，包括GIS，其目的都是为具体问题找到答案。任何一个GIS都必须要生成能够回答这些问题的信息，并且要在多用户间共享信息。GIS数据管理不仅仅包括数据的采集，而且还有数据的传播。互操作性能够将数据在机构之间、应用之间和行业之间共享，这个过程又会产生更多的有用信息并且共享。
建立有效的标准
正如GIS的存在是为了回答具体问题一样，标准和互操作性的目的是为了帮助GIS用户建立有效的系统，而这个系统是切实可行的，它使用现有GIS技术和IT环境。
计算工业标准为GIS的互操作提供了基础。归根结底GIS的互操作规范和标准必须适应已经被广泛而深入采用的计算工业标准。ESRI意识到在千变万化的计算工业标准世界里推动GIS的互操作性是有必要的。
要真正的实用，标准就不能是一个过于程序化产品。通常新的规范还必须在真实环境中测试，在广泛实施前进一步完善。在最终分析中，GIS用户的需求决定了标准的作用。
根据用户的需求，对标准的支持将植入ESRI的产品中。当ESRI在其产品中引入新技术或新功能时，一贯采用“三步”过程。这个过程开始于设计阶段，然后是原型测试阶段（这时，这些新功能常以扩展模块的形式存在），最后是软件工程阶段，将这些功能整合到ESRI核心产品中。
对于标准和互操作性的需求
整个GIS群体，特别是ESRI，多年以来一直不断追求开放标准和互操作性。互操作性是从不同系统中组合信息和功能的能力。在过去的20年间，实现GIS互操作性的过程中，概念、标准和技术得到了发展。下表中所列的方法在GIS互操作性中扮演着重要的角色。
互操作策略 例子
数据转换器(Data converters) DLG, TIGER, MOSS, GIRAS, IGDS
标准交换格式(Standard interchange formats) SDTS, DXF, GML
开放文件格式(Open file formats) VPF, shapefiles, DGN
应用程序接口(Direct read application programming interfaces (APIs)) ArcSDE API, CAD Reader, ArcSDE CAD Client
基于数据库的通用要素(Common features in a DBMS) OGC Simple Feature Specification for SQL
标准GIS Web服务器的集成(Integration of standardized GIS Web services) WMS, WFS
最初，运算速度和相关的花费限制了互操作策略的选择，并且将注意力集中在了数据共享上。实际的解决办法，比如数据转换器、转换标准以及后来的开放文件格式，已经能够让数据在不同的GIS系统中共享。然而在核心商业应用中共享空间数据几乎不可能。
今天，多数GIS产品能够直接读取并且有时动态转换数据，只带来很少时间延迟。ESRI除了开发了众多的数据转换器以外，还支持对Spatial Data Transfer Standard (SDTS), Vector Product Format (VPF)、多种影像、CAD、数字线划图 (DLG)、TIGER以及其它标准交换格式的直接读取。
元数据支持
元数据已经在地图和图表上使用了将近一个世纪了。当元数据用于GIS中时，元数据标准化越发显得重要了，它给用户提供了对地理信息的理解，并允许这种理解的相互交换。用户通过元数据标准，可以对所需的元数据进行识别和标准化，完成对地理数据的管理，共享和重用，从而促进全局的互操作性。

ESRI认识到对建立一个强大的空间数据构造而言，元数据支持是相当重要的，从而在支持标准的元数据表达的同时，开发了元数据服务器，允许用户查找并衡量来自多个数据源的不同格式的数据。通过所有的ArcGIS桌面产品（包括ArcView，ArcEditor和ArcInfo），用户都能够对元数据进行创建，编辑和管理。元数据是存储成XML格式的，它要么符合数字地理空间元数据的FGDC（Federal Geospaital Data Committee）标准，或者符合ISO19115元数据标准。通过ArcIMS元数据服务，用户可以创建一个集中、在线的元数据仓库，以供元数据通过Internet发布和浏览所用。存储在ArcIMS元数据服务中的元数据文档可以被客户端通过ArcXML访问，这些客户端可以是ArcCatalog（用于管理数据的ArcGIS桌面应用程序），ArcIMS元数据浏览器（由一系列JSP文件建立起来的基于浏览器的应用程序，用于元数据的搜索），Z39.50和ISO239.50客户端（分别是美国和国际的标准，定义了计算机之间信息获取的协议）。
主流化
GIS在从项目级向以任务为核心的企业级迁移过程中，耦合着对GIS技术和数据库的投资回报的追求，也继续推动了互操作性的发展。对于完全开放的系统而言，它不仅可以与其它的GIS技术进行地理数据共享，而且可以与运行在不同平台上的非GIS应用程序进行地理数据共享。应用程序要能够伸缩自如，从而支持各种的配置环境――从个人应用到企业应用，就必须具备对工业标准的开发工具进行定制和扩展的能力。
在SDE上可用的开放开发环境使得程序员能够在Windows开发环境下（如VB，VC＋＋）使用MapObjects来创建定制的应用程序。ArcInfo的开放开发环境（Open Development Environment，ODE），AML语言（ARC Macro Language）和Avenue都是可用于GIS软件扩展的方法。
随着ArcGIS的发布，软件的扩展性、可定制性、GIS与非GIS应用程序的集成性都得到了很大的增强。ArGIS桌面产品是使用ArcObjects框架建立起来的。ArcObjects既是带有GIS功能的软件组件的集合，也是基于COM体系结构的可编程的接口。ArcGIS应用程序，（如ArcMap）既可以通过内建的VBA脚本语言进行定制，也可以使用适合COM的编程语言（如VB，VC＋＋或Delphi）进行定制。ArcObjects不但可以用来建立独立的应用程序，也可以将GIS功能添加到现存的非GIS应用程序中。
由于GIS已经与主流的IT环境、工业化的IT互操作性标准、GIS标准集成在一起了，地位日益重要。ESRI致力于保证其软件与其它企业系统之间互操作性的兼容，如企业资源规划（ERP）、客户关系管理（CRM）、企业应用集成（EAI）、工作管理系统，也可以是决策支持系统。
随着GIS的成长，GIS软件已经配置在多用户环境上了。在这些环境中，空间数据可以从大量的平台和设备中被访问到。从而，GIS必须支持平台无关的解决方案，能够在不同的服务器、操作系统、网络、数据库、开发工具、桌面应用程序以及网络和移动客户端上运行。
相对于20世纪90年代中期，GIS如今能够在上述这种异质环境中运行，标志着一个重大的进步。那时，GIS是与各种原生的、不公开的空间数据结构捆绑在一起的。虽然这些早期的非关系型的文件结构的确在快速访问上有优化，并且在使用同种GIS软件的情况下，数据也能比较容易地传布，但是网络协议限制了同一机构内用户间的数据共享，不同的GIS系统或商业应用程序又限制了不同的机构之间的数据共享。
GIS结构的发展
随着GIS进一步发展成地理关联（Georelational）结构，其属性数据便存储在关系型数据库中，该数据库又与基于文件的空间要素连接在一起的。然而，地理关联格式限制了其扩展性。双重的数据结构（也就是空间要素存储成非公开的文件格式，而属性数据存储在关系型数据库中）同样意味着GIS不能够充分利用关系型数据库的特点，如备份和恢复，复制等。另外，对海量图层的支持需要使用到复杂分块结构来维持其性能，同时，与其它核心商业应用程序共享空间信息仍然不可行。

Geodatabase的开发将空间数据存储在关系型数据库中。具有空间特性的数据库开起了伸缩性的一个新时代，使得对海量、无缝的图层的支持成为可能。当这些数据库与内含有核心商业应用程序的客户端开发环境结合在一起的时候，与核心商业应用程序（如，客户管理系统）共享空间要素就变成可能。有了空间数据库，机构才能消除彼此之间的空间数据孤岛，从而为配置企业级GIS打开大门。
数据模型开发
除了Geodatabase外，通用数据模型的开发也代表了向更高层次的互操作发展的重要趋势。ESRI创建了各种行业数据模型，如电信、交通，和各种应用数据模型，如基础底图（Basemap）、生物多样性。其目的是要建立设计方案，能应用于任何GIS机构而与软件无关。每个模型都是由一个行业专家群体和商业伙伴使用已广为接受的标准开发出来的。这些模型可扩展、可伸缩，易于满足特定机构的需求从而被接受，同时还支持从现有的基于文件的系统迁移升级。如果您想了解数据模型的更多信息，请访www.esri.com/datamodels。
推动标准和互操作性
开放GIS运动是在全关系模型（all-relational model）到来之后迅速展开的。这种模型同时存储了空间和属性数据。OGC、ISO和FGDC这些标准化组织，开始提出通过空间数据标准实现数据共享的概念。他们的早期工作集中在共享关系数据库里的简单空间要素。这实现了商业GIS供应商之间的互操作。OGC，这个由私营公司、政府机构以及大学组成的国际工业联合体，发布了一个开放的空间标准称作简单要素规范（Simple Features Specification）。
ESRI是第一家成功完成OGC标准测试的产品供应商，也是唯一一家同时拥有客户端和服务器端产品符合OpenGIS Simple Feature Specification for SQL的供应商。ArcSDE在Oracle和SQL Server中使用默认的二进制存储方案，它完全符合OpenGIS Simple Features Specification for SQL的二进制几何规范。ArcSDE还提供了对一些附加GIS数据类型的支持，像Z值、M值、注记等，而且支持延伸到OGC规范之外的栅格和测量数据。

网络服务的出现提供了发布、发现和使用GIS应用和数据的框架
ESRI还为ArcGIS和ArcIMS开发了支持OGC的扩展模块。ArcExplorer--Java Edition Interoperability扩展模块能读写GML方案和文档。OGC Web Map Service（WMS）连接器使ArcIMS能提供遵守OpenGIS Web Map Service Implementation Specification的网络地图服务。OGC WMS连接器生成影像格式的地图（PNG、GIF、JPG），并创建了一个让用户在网上请求地图和让服务器描述数据属性的标准化方法。
OGC Web Feature Service（WFS）连接器使ArcIMS能提供遵守OpenGIS Web Feature Service Implementation Specification的网络要素服务。它向用户提供对地理（矢量）数据的访问，支持查询结果，实现对GML要素进行数据处理操作的接口，这些要素来自网络上可访问的数据仓库。在《The Next Wave of Interoperability Via Web Services》一文中有对WMS和WFS连接器的更详细地描述。访问ESRI互操作技术下载中www.esri.com/standards，可以下载用于ArcIMS和ArcExplorer--Java Edition Interoperability扩展的OGC连接器。
通过开发基于开放标准的产品，ESRI保证了跨平台、数据库、开发语言和应用程序的高度的互操作性。从创建标准到检讨标准再到把标准整合到产品中，ESRI涉足了开放标准开发的每个阶段，而且直接与12个国际和美国主要的GIS及信息技术标准和互操作组织，以及其他相关组织一起工作。在《Working With GIS and IT Organizations》一文中有更多关于这些组织的介绍。
ESRI对标准和互操作的支持，在GIS数据和技术互操作以及GIS技术与其他信息技术的互操作方面，都给用户带来了或多或少的益处。
CenterPoint Energy，美国第三大公开经营天然气的配送公司，正在利用已经开发的各种互操作策略，建设一个企业级的GIS解决方案。CenterPoint Energy在其公司所有的运作部门使用GIS。南Carolina州的Lexington县，GIS的一个较早的用户，使用ArcSDE和ArcIMS来分解信息存储，并通过地图服务共享积累了14年的GIS数据，不仅方便了该县的部门，还给当地居民带来了好处。
在标准和互操作基础上GIS软件取得的进步使得国家和国际级的GIS建设成为可能，像National Spatial Data Infrastructure（NSDI）。数据标准和高度的互操作性是这些大型工程必不可少的。NSDI是提高地理空间数据在政府之间共享的国家战略，减少了重复劳动。
长期策略
随着GIS技术的持续发展，许多组织想知道数据共享和互操作最优化的长期方案究竟是什么。ESRI相信一个完整的GIS框架，包含使用网络服务接口和通用信息模型和格式的松散耦合系统，代表着支持异类系统所组成的网络的最佳策略。ESRI为了这个目标做了大量的研究和开发工作。
Geography Network是在网络服务框架下实现GIS的一个典范。ESRI在g.net的体系结构中引入了这框架，提供了让用户能完全地实现g.net体系结构的产品。ArcIMS既提供GIS服务，还有代理服务（元数据服务）。由ESRI开发的客户端，像ArcGIS Desktop、ArcExplorer、MapObject—Java Edition和ArcPad，能在现有的应用程序里整合一或多个这样的网络服务。
有了网络服务，GIS应用不会受限于某个DBMS供应商的空间存储方案。GIS供应商可以使用最适合于某些软件工具和数据库环境的方法和格式来管理数据。建立以从服务器到服务器（Server-to-server）的数据和服务的共享，而不是在客户端操作，允许GIS供应商能在通用环境下为更多用户建立和管理数据，并提供GIS服务（如数据、地图和空间数据处理服务）。请参考相关的文章《Web Service: A Standards-Based Framework for Integration》。
对于像Five-Ten这样的公司，已经从这种网络服务策略得到了回报。Five-Ten制造和销售爬山、越野、滑水以及其他对鞋有定制要求的运动专用鞋。它的网络利用分门别类的ArcWeb Services帮助顾客确定最近的经销商，设计顾客通往商店的路线，然后生成地图，告诉顾客如何行驶的路线。他们的应用并不需要开发自己公司的GIS专业技能或数据。
作为信息基础设施的GIS
ESRI不断开发通用GIS技术，使用户能够在目前的异类分布式环境中工作。下一个版本ArcGIS 9，是一个建立新型地理信息系统的平台，为GIS应用程序、服务和开发提供了统一的软件架构。ArcGIS 9建立在ArcObjects之上，并且超越了ArcObjects。它包括三个主要的组件—ArcGIS Engine、ArcGIS Desktop和ArcGIS Server。
ArcGIS Engine是一个简单的API-neural，是ArcObjects的跨平台开发环境。它的对象库将提供全面的GIS功能，其组件能用于Java、.NET、C++和COM开发环境。
ArcGIS Desktop扩展了ArcGIS Engine，延伸出桌面应用程序框架和用户接口组件。
ArcGIS Server提供全面的GIS功能，包括制图、数据管理和空间数据处理；扩展了ArcGIS Engine，延伸出网络应用模板、控件和服务。它使用开放的网络服务接口（像Java API、.NET API和基于XML/SOAP的通用网络服务API）。在ArcGIS 9中，XML将对geodatabase提供完整表达，使它独立于任何DBMS载体。Geodatabase数据模型的所有方面或者它的一个子集都能被导出，导出的文件可以导入一个已有的数据库。XML导出格式组织为两个单元：一个是数据定义单元，它能定义所有的geodatabase元素；一个是数据单元，保存基于OGC Simple Features Model的数据。
持续的承诺
ESRI将继续在开放GIS标准和互操作的开发上投资，以服务用户和提高跨GIS平台的地理数据共享的能力。互操作和标准是建立一个分布式、多功用GIS所必需的。ESRI不仅是在GIS领域，而是在更广范的IT行业中开发与标准一体化且保证互操作的信息模型、系统架构和软件工程，目标就是创建一个能在任何地方工作的架构——跨越所有的平台和技术，还有所有硬件设备。
（ArcGIS中国培训中心，casw）

好，支持

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正好写毕业论文用到 谢谢啦

<P>只要不变成第二个微软就行！</P>

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