地學工作流驅動的感測網即時協同製圖方法研究

《地學工作流驅動的感測網即時協同製圖方法研究》是依託武漢大學，由陳能成擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：地學工作流驅動的感測網即時協同製圖方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳能成
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

感測網（Sensor Webs）可以通過網際網路實現分散式感測器、觀測數據、處理算法和服務資源的線上集成，它在環境安全、災害監測、智慧型交通和國防安全等方面有巨大的套用潛力。為了實現多感測器高效實時製圖，本項目提出地學工作流驅動的感測網即時協同製圖方法，圍繞地學工作流的精確發現、並聯耦合和即時協同關鍵科學問題進行研究，具體包含：多感測器地學工作流的資源語義服務體系、異構地學工作流的並聯互操作模型和地學工作流的異步即時協同執行方法，建立感測網即時製圖原型系統。它能夠禁止不同模型工作流差異，實現多工作流之間信息相互流通和異步流程即時協同服務，有效提高感測網實時製圖能力。研究成果不僅可以推動地球空間信息服務由線上服務模式向即時服務模式的轉變，也可以直接用於國家綜合減災與風險管理信息平台，有著十分重要的學術價值和現實意義。

結題摘要

地學感測器資源的精確發現、異構地學工作流的並聯耦合和即時協同是感測網實時製圖的主要瓶頸。本項目提出了地學工作流驅動的感測網即時協同製圖方法，圍繞感測網環境下地學感測器資源精確發現、異構地學工作流的並聯耦合與高效異步服務等關鍵科學問題進行研究。主要研究內容包括：多感測器地學工作流的資源語義服務體系、異構地學工作流的並聯互操作模型和地學工作流的異步即時協同執行方法，並在上述服務體系、模型和方法的基礎上建立感測網即時製圖原型系統。本項目取得的重要成果包括： （1）提出了衛星感測器觀測共享與互操作元模型、地學工作流資源註冊服務方法、感測器觀測能力元數據模型、觀測數據本體模型和遙感數據系統訪問協定本體模型，實現了地學感測器資源的統一描述與精確發現，以及感測器的語義描述、語義註冊和搜尋，為地學工作流的資源描述和語義服務奠定了基礎。 （2）提出了基於過程鏈的地學工作流構建方法、基於RESTFul接口的異構地學工作流互操作方法和地學工作流資源感測器能力表征模型，通過串聯感測器、觀測數據以及觀測過程處理方法，實現了異構地學工作流的並聯耦合與互操作。 （3）提出了感測網異構節點元模型、地學工作流感測器對象模型、自然災害事件全生命周期動態表征元模型和基於信息物理-地理信息服務的多種異質原位感測器線上控制方法，為地學工作流驅動的服務組合和即時協同製圖提供了信息模型和計算方法基礎。 （4）研製了集設計、執行和管理一體化的地學工作流協同製圖服務原型系統，搭建了地學工作流協同製圖實驗平台，開展了土壤濕度即時製圖服務實驗；開發了地學工作流製圖引擎軟體，實現了地學工作流驅動的感測網即時協同製圖；提出了多地理信息服務聚合的賽博物理信息基礎設施，為即時協同製圖提供了信息物理架構、模式和實踐支撐。 本課題提出的面向資源體系的異構地學工作流協同服務方法，能夠禁止不同地學工作流的差異，實現了多工作流之間信息相互流通和異步流程即時協同服務，提高了地學工作流的可管理性和服務效率，有效提高了感測網實時製圖能力，縮短了感測網災害製圖回響時間。研究成果可在環境安全、智慧型交通、災害監測和國防安全方面套用，有著十分重要的學術價值和現實意義。