苗立志，黃潤(rùn)汕，周亞，焦東來，2

（1.南京郵電大學(xué)地理與生物信息學(xué)院，南京210023；2.南京郵電大學(xué)泛在網(wǎng)絡(luò)健康服務(wù)系統(tǒng)教育部工程研究中心，南京210023；3.南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，南京210023）

基于OGC SOS標(biāo)準(zhǔn)的多傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)共享方法研究*

苗立志1，2*，黃潤(rùn)汕1，周亞3，焦東來1，2

（1.南京郵電大學(xué)地理與生物信息學(xué)院，南京210023；2.南京郵電大學(xué)泛在網(wǎng)絡(luò)健康服務(wù)系統(tǒng)教育部工程研究中心，南京210023；3.南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，南京210023）

針對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)之間缺乏互操作性和互通性等問題，構(gòu)建了傳感器觀測(cè)服務(wù)的共享數(shù)據(jù)模型，建立了傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)庫(kù)，基于OGC SOS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提出了傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)共享框架，部署了三層網(wǎng)絡(luò)模型的SOS服務(wù)器，屏蔽了傳感器網(wǎng)絡(luò)、信息交換方式和通信格式的異構(gòu)性問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多傳感器間觀測(cè)數(shù)據(jù)的互操作與共享的支持，并以不同傳感器的不同觀測(cè)屬性的數(shù)據(jù)為例進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明本文的共享方法能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)的共享與集成應(yīng)用。

傳感器網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)共享；傳感器觀測(cè)服務(wù)；空間數(shù)據(jù)互操作

隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)業(yè)已成為國(guó)際相關(guān)研究的熱點(diǎn)。美國(guó)宇航局于2001年提出了傳感網(wǎng)（Sensor Web）的概念，認(rèn)為傳感網(wǎng)是一個(gè)由可相互通信的、空間分布的、用于監(jiān)控和探測(cè)新環(huán)境的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的系統(tǒng)［1］。在美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2006年規(guī)劃的今后10年的6大重點(diǎn)科學(xué)發(fā)展方向及3大技術(shù)中，也指出必須采納的技術(shù)其中之一就是基于遙感與傳感器網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境感知技術(shù)［2］。隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)在地學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用研究的逐步深入，越來越多的傳感器用于對(duì)地理信息觀測(cè)數(shù)據(jù)的采集。目前，在國(guó)際上一些領(lǐng)域組織和研究者相繼針對(duì)傳感網(wǎng)展開了一系列的研究，如開放地理空間聯(lián)合會(huì)（Open Geo?spatial Consortiums：OGC）作為地理空間信息共享領(lǐng)域的倡導(dǎo)者，開展了傳感網(wǎng)啟動(dòng)項(xiàng)目（Sensor Web Enablement：SWE）［3］，其體系結(jié)構(gòu)能夠通過通用的接口和編碼創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)可訪問的傳感器，為集成由網(wǎng)絡(luò)連接起來的傳感器和傳感器系統(tǒng)提供了可能［4］。

目前許多研究者針對(duì)傳感器應(yīng)用與采集信息發(fā)布方面開展了諸多研究，例如：Moodley等在分析了OGC SWE啟動(dòng)項(xiàng)目所存在的不足之后，基于該項(xiàng)目和多代理系統(tǒng)，提出了一個(gè)傳感網(wǎng)代理平臺(tái)框架，該框架是一個(gè)三層的體系結(jié)構(gòu)，包括傳感器層、知識(shí)層和決策層?；谠摽蚣?，開發(fā)了一個(gè)高級(jí)火災(zāi)信息系統(tǒng)原型，來準(zhǔn)實(shí)時(shí)的基于衛(wèi)星進(jìn)行火情信息的監(jiān)測(cè)［5］。近幾年來，我國(guó)也制定了諸多措施來推動(dòng)傳感網(wǎng)的發(fā)展，例如：龔健雅等［6］在地理空間服務(wù)網(wǎng)中，將傳感網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)作為整個(gè)體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)層，專門用來對(duì)各種各樣的傳感器進(jìn)行注冊(cè)、計(jì)劃和監(jiān)控，如衛(wèi)星、飛機(jī)等，這充分說明了在地理空間服務(wù)網(wǎng)中，傳感網(wǎng)是一個(gè)非常重要的組成部分；陳能成等［7］基于NASA所提供的EO-1 SWE測(cè)試項(xiàng)目，建立了傳感器觀測(cè)服務(wù)注冊(cè)原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)從海量的EO-1歷史高光譜觀測(cè)數(shù)據(jù)中進(jìn)行快速管理和搜索；Shen等［8］將傳感網(wǎng)用于網(wǎng)絡(luò)GIS中，將其作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，提出了面向傳感網(wǎng)的Web地理信息系統(tǒng)分布式體系結(jié)構(gòu)，包括傳感網(wǎng)層、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)層和客戶端層，并將該體系結(jié)構(gòu)用于汶川震后堰塞湖水位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；蔣永國(guó)［9］基于Sensor Web研究了面向海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)集成的海洋傳感網(wǎng)原型系統(tǒng)的構(gòu)建方法。另外，在洪水監(jiān)測(cè)［10］、水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)［11］、土壤碳通量測(cè)定［12］、城市噪聲監(jiān)測(cè)［13］以及社區(qū)衛(wèi)生保健監(jiān)護(hù)［14］等方面也有相關(guān)傳感器應(yīng)用的研究，這些應(yīng)用都將產(chǎn)生大量的傳感器數(shù)據(jù)。然而，上述傳感器數(shù)據(jù)只能通過其系統(tǒng)的專門應(yīng)用進(jìn)行訪問和獲取。目前大多數(shù)地學(xué)傳感系統(tǒng)不是領(lǐng)域?qū)ｉT應(yīng)用就是僅僅為了數(shù)據(jù)采集目的，并不能幫助普通的終端用戶使用大量的、日益增長(zhǎng)的傳感器地學(xué)觀測(cè)數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)地球觀測(cè)衛(wèi)星采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確查找，以促進(jìn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的共享與重用，CHEN和Hu等人［10，15，16］提出了傳感器觀觀測(cè)數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)模型，該模型主要面向地球觀測(cè)衛(wèi)星傳感器數(shù)據(jù)。

從2003年起，開放地理空間聯(lián)盟（OGC：Open Geospatial Consortium）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織地理信息工作組（ISO/TC211）一直致力于推廣傳感網(wǎng)（Sensor Web）［17］，并制定了一些有關(guān)傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)和執(zhí)行規(guī)范，開展了相關(guān)的傳感網(wǎng)啟動(dòng)項(xiàng)目，有關(guān)傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的實(shí)現(xiàn)、執(zhí)行皆依賴于此。最新的傳感網(wǎng)框架共包含2個(gè)信息模型和2個(gè)服務(wù)實(shí)現(xiàn)規(guī)范：觀測(cè)與測(cè)量（O&M）［18］、傳感器模型語(yǔ)言（SensorML）［19］和傳感器觀測(cè)服務(wù)（SOS）［20］、傳感器規(guī)劃服務(wù)（SPS）［21］、。這些規(guī)范描述了應(yīng)用程序和服務(wù)如何能夠通過Web來訪問所有類型的傳感器，因此，將上述信息模型和服務(wù)實(shí)現(xiàn)規(guī)范協(xié)同在一起，通過Web可以發(fā)現(xiàn)訪問、控制接入Internet的傳感器資源，實(shí)現(xiàn)傳感器資源的訪問與共享［20］。

圖1中是原位傳感器網(wǎng)絡(luò)的一般類型，已經(jīng)部署好的各種類型的傳感器組成了一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)，小網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行組合可以成為一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)，并通過某些服務(wù)使得這些傳感器的數(shù)據(jù)得到應(yīng)用。無論是從靜態(tài)傳感器（如水質(zhì)傳感器）或動(dòng)態(tài)傳感器（如遙感衛(wèi)星），由傳感器組成的觀測(cè)系統(tǒng)為地球空間系統(tǒng)貢獻(xiàn)了大量的地理空間數(shù)據(jù)。然而，傳感器網(wǎng)絡(luò)之間缺乏互操作性和互通性，特定的傳感器網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)系統(tǒng)只能被特定的應(yīng)用程序/客戶端訪問，導(dǎo)致傳感器數(shù)據(jù)之間不能互相訪問。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性、信息交換方式和通信格式各不相同，要實(shí)現(xiàn)一種通用且高效靈活的傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取服務(wù)異常困難［22］。

圖1 原位傳感器網(wǎng)絡(luò)一般類型［23］

依據(jù)OGC O&M規(guī)范的基本觀測(cè)模型，本文構(gòu)建了傳感器觀測(cè)服務(wù)的數(shù)據(jù)模型，建立了傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)庫(kù)，基于OGC SOS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，部署了三層網(wǎng)絡(luò)模型的SOS服務(wù)器，屏蔽了傳感器網(wǎng)絡(luò)、信息交換方式和通信格式的異構(gòu)性問題，使其支持多傳感器間觀測(cè)數(shù)據(jù)的互操作與共享。

1 傳感器觀測(cè)服務(wù)

SOS（Sensor Observation Service，傳感器觀測(cè)服務(wù)）是OGC于2007年推出的關(guān)于傳感器的規(guī)范之一，是構(gòu)成OGC傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的一部分，被定義為發(fā)現(xiàn)和實(shí)時(shí)檢索固定或移動(dòng)的遠(yuǎn)程傳感器接口，目的是提供一種標(biāo)準(zhǔn)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、固定或移動(dòng)等所有傳感器系統(tǒng)的信息獲取。具體而言，SOS提供了管理部署的傳感器和傳感器獲取的數(shù)據(jù)的API，主要包括四個(gè)方面的操作：核心操作（GetCapabilities、DescribeSenseor、GetObservation）、增強(qiáng)操作擴(kuò)展（GetObservationByID、GetFeatureOfIn?terest）、事務(wù)擴(kuò)展（InsertSensor、DeleteSensor、InsertO?bservation）和結(jié)果處理擴(kuò)展（InsertResult、InsertRe?sultTemplate、GetResultTemplate和GetResult）。

SOS可提供大范圍的傳感器互操作觀測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)控制單個(gè)傳感器、傳感器平臺(tái)和傳感器網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)現(xiàn)傳感器的管理和傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取的同時(shí)，通過三個(gè)核心操作實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的互操作與共享，解決因傳感器種類繁多而彼此之間數(shù)據(jù)兼容性差的問題。其中，GetCapabilities操作提供了訪問SOS服務(wù)元數(shù)據(jù)的方法；DescribeSenseor從傳感器觀測(cè)服務(wù)中獲得使用SensorML或TML編碼的傳感器特征的詳細(xì)描述信息；GetObservation操作提供了訪問傳感器觀測(cè)服務(wù)以及通過基于時(shí)空查詢進(jìn)行過濾的測(cè)量數(shù)據(jù)，其響應(yīng)可為O&M觀測(cè)、一個(gè)觀測(cè)集中的元素或一個(gè)觀測(cè)集［17］。

2 多傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)共享

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)組織

對(duì)于傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)來說，一般包括五個(gè)部分的內(nèi)容：時(shí)間、地點(diǎn)、傳感器、觀測(cè)屬性和觀測(cè)值。依據(jù)圖2中O&M規(guī)范的基本觀測(cè)模型［18，24］，為實(shí)現(xiàn)多傳感器間觀測(cè)數(shù)據(jù)的共享，傳感器觀測(cè)服務(wù)的數(shù)據(jù)模型E-R圖，如圖3所示。

圖2 O&M基本觀測(cè)模型的UML對(duì)象圖

圖3 SOS數(shù)據(jù)模型ER圖

整個(gè)數(shù)據(jù)模型共包括feature_of_interest、foi_off、proc_foi、observation、quality、offering、phen_off、com?posite_phenomenon、com_phen_off table、phenome? non、proc_phen、proc_off、request_phenomenon、re?quest、observation_template等15個(gè)表組成，其分別作用如表1所示。

表1 SOS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型表

2.2 SOS數(shù)據(jù)共享框架體系結(jié)構(gòu)

為實(shí)現(xiàn)多傳感器間觀測(cè)數(shù)據(jù)的共享與互操作，基于OGC SOS標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了多傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)共享框架體系結(jié)構(gòu)及其工作流程，如圖4所示。整個(gè)體系結(jié)構(gòu)共分為4層：①用戶交互層，也可稱為客戶端層，是該體系結(jié)構(gòu)與用戶交互的部分，主要用于用戶構(gòu)建符合OGC SOS標(biāo)準(zhǔn)的特定查詢條件，可以選擇在共享系統(tǒng)注冊(cè)的傳感器服務(wù)器、觀測(cè)站點(diǎn)、傳感器ID以及觀測(cè)屬性等一系列信息，包括觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間段、空間范圍等條件。完成發(fā)送諸如GetCapa?bilities、DescribeSenseor、GetObservation等HTTP觀測(cè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求，以及對(duì)返回傳感器數(shù)據(jù)集結(jié)果的文本顯示，同時(shí)用戶能夠通過數(shù)據(jù)庫(kù)操作模塊交互添加數(shù)據(jù)庫(kù)中沒有的觀測(cè)數(shù)據(jù)源，不斷豐富該體系的傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)源。②網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器層是相關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息的承載部分，負(fù)責(zé)接收來自用戶交互層的傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)的HTTP請(qǐng)求，并將其傳輸至應(yīng)用服務(wù)器層。③應(yīng)用服務(wù)器層，也可稱為事物邏輯層，是該體系結(jié)構(gòu)的核心部分，主要負(fù)責(zé)完成對(duì)客戶端GetCapabilities、DescribeSenseor、GetObservation等HTTP觀測(cè)數(shù)據(jù)請(qǐng)求片段的合法性校驗(yàn)，該校驗(yàn)依據(jù)OGC SOS標(biāo)準(zhǔn)的模式文件等，請(qǐng)求合法性得到驗(yàn)證后將發(fā)送至適合的操作監(jiān)聽模塊，通過相關(guān)操作的解析模塊完成對(duì)請(qǐng)求的解析。而，響應(yīng)編碼模塊是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)響應(yīng)結(jié)果依據(jù)OGC Sensor ML規(guī)范進(jìn)行重新編碼，返回至客戶端。④數(shù)據(jù)層，是該體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)層，它存儲(chǔ)了所有傳感器的觀測(cè)數(shù)據(jù)，將對(duì)接收的各種SOS服務(wù)請(qǐng)求操作做出響應(yīng)。其中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)三部分組成了一個(gè)完整的OGC SOS服務(wù)器系統(tǒng)，可以支持來自網(wǎng)絡(luò)的任意SOS數(shù)據(jù)請(qǐng)求，無需使用任何客戶端軟件，僅需網(wǎng)絡(luò)瀏覽器即可實(shí)現(xiàn)傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)獲取，從而實(shí)現(xiàn)多源異質(zhì)傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)的共享與互操作。

圖4 多傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)共享框架

3 實(shí)例驗(yàn)證

3.1 原型系統(tǒng)

基于上述體系結(jié)構(gòu)，開發(fā)了傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)共享原型系統(tǒng)，如圖5所示。在該系統(tǒng)中，用戶可以通過對(duì)所需觀測(cè)數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)信息設(shè)置過濾條件，包括提供觀測(cè)數(shù)據(jù)共享的SOS服務(wù)器、觀測(cè)站點(diǎn)、傳感器、位置信息、時(shí)間信息和屬性信息等。獲取其對(duì)應(yīng)的CSW（Catalog Service for the Web：網(wǎng)絡(luò)目錄服務(wù)）記錄，再根據(jù)CSW與OGC SOS的有機(jī)無縫集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)地理信息數(shù)據(jù)OGC SOS服務(wù)的獲取。以實(shí)現(xiàn)對(duì)來自不同SOS服務(wù)器的不同傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的共享與集成應(yīng)用，并可將多種傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，如表2所示，r（10）=0.97，p=0＜0.05，海水導(dǎo)電性和海水鹽度值之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。對(duì)于同一站點(diǎn)同一傳感器的不同屬性數(shù)據(jù)的互操作分析，圖6、圖7分別是美國(guó)阿拉巴馬州的莫比爾縣海面上的某個(gè)點(diǎn)（41.5868°N，71.411°W）在2014-06-19日00：00：00至00：54：00時(shí)間段的海水鹽度變化和導(dǎo)電性動(dòng)態(tài)變化圖，由圖中曲線可以看出：隨著海水鹽度的降低，其導(dǎo)電性也會(huì)降低，反之亦然，驗(yàn)證了表2中二者存在的正相關(guān)關(guān)系，且符合物理現(xiàn)象規(guī)律。

圖5 傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)共享原型系統(tǒng)

圖6 海水鹽度值動(dòng)態(tài)變化圖

圖7 海水導(dǎo)電性動(dòng)態(tài)變化圖

表2 海水導(dǎo)電性與鹽度值相關(guān)性分析

為驗(yàn)證不同站點(diǎn)不同傳感器屬性數(shù)據(jù)間的互操作，選取了美國(guó)布法羅城兩個(gè)不同觀測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)：NY-Station ID：9063020站點(diǎn)（42.8774°N，78.8905°W）和Buffalo，Greater Buffalo International Airportstation_id：KBUF 站 點(diǎn)（42.93998°N，78.73604°W），前一個(gè)站點(diǎn)觀測(cè)空氣溫度，后一個(gè)站點(diǎn)觀測(cè)大氣壓，請(qǐng)求2015-06-03日00：54：00至23：54：00時(shí)間段的空氣溫度和大氣壓傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析如表3所示，其中r（24）=-0.82，p=0＜0.05，空氣溫度和大氣壓有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系，其動(dòng)態(tài)變化圖分別如圖8、圖9所示，由圖中曲線可以看出：隨著溫度的升高，大氣壓降低；反之溫度越低，大氣壓越大。

表3 空氣溫度與大氣壓觀測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性分析

圖8 氣壓變化動(dòng)態(tài)變化圖

圖9 空氣溫度動(dòng)態(tài)變化圖

4 小結(jié)

隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來和傳感器技術(shù)的發(fā)展，傳感器數(shù)據(jù)將越來越多且具多樣化，傳感器因?yàn)槠浞N類繁多而數(shù)據(jù)兼容性不足的問題日益突出，本文分別應(yīng)用了不同站點(diǎn)的不同傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)和同一站點(diǎn)的不同傳感器數(shù)據(jù)兩種具備相關(guān)性的屬性數(shù)據(jù)，基于SOS標(biāo)準(zhǔn)提出了一種傳感器數(shù)據(jù)互操作與共享應(yīng)用的方法，構(gòu)建了傳感器數(shù)據(jù)共享體系架構(gòu)，部署構(gòu)建了一個(gè)可發(fā)布傳感器觀測(cè)服務(wù)的系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)的觀測(cè)采集、處理到共享發(fā)布進(jìn)行了研究實(shí)現(xiàn)，為多種傳感器的集成應(yīng)用和傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)的共享提供了方法參考，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展提供借鑒。

在后續(xù)研究中，我們計(jì)劃將構(gòu)建傳感器客戶端采集數(shù)據(jù)以共享存儲(chǔ)模式實(shí)時(shí)傳輸，并存儲(chǔ)至共享數(shù)據(jù)庫(kù)的方法模塊，進(jìn)一步完善系統(tǒng)的傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)的互操作與共享應(yīng)用。

［1］Delin K A，Jackson S P.The Sensor Web：A New Instrument Con?cept［C］//Proceedings of SPIE-The International Society for Opti?cal Engineering，2001，4284：1-9.

［2］宮鵬.環(huán)境監(jiān)測(cè)中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地面遙感新技術(shù)［J］.遙感學(xué)報(bào)，2007，11（4）：545-551.

［3］Open Geospatial Consortium Inc.OGC?Sensor Web Enablement：Overview and High Level Architecture［EB/OL］.2010-03-03.

［4］Botts M， ， ，et al.OpenGIS?Sensor Web Enable?ment Architecture Document［J］.Open Geospatial Consortium，OGC 06-021，2006.

［5］Deshendran Moodley，Ingo Simonis.A New Architecture for the Sensor Web：The SWAP Framework［EB/OL］.http：//www.ict.csiro.au/ssn06/data/swap.pdf.2010-4-20.

［6］Jianya Gong，Huayi Wu，Wenxiu Gao，et al.Geospatial Service Web［C］//Liping Di，H.K.Ramapriyan.Geospatial Technology for Earth Observation［M］.Springer Science+Business Media，LLC 2009：355-379.

［7］陳能成，狄黎平，龔健雅，等.基于Web目錄服務(wù)的地學(xué)傳感器觀測(cè)服務(wù)注冊(cè)和搜索［J］.遙感學(xué)報(bào)，2008，12（5）：11-19.

［8］Shaoqing Shen，Xiao Cheng，Peng Gong.Sensor Web Oriented Web-Based GIS［C］//W2GIS 2008，LNCS 5373，pp.86-95，2008.

［9］蔣永國(guó).面向傳感網(wǎng)的海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)集成關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.青島：中國(guó)海洋大學(xué)，2010.

［10］Chen N，Wang K，Xiao C.A Heterogeneous Sensor Web Node Me?ta-Model for the Management of Flood Monitoring System.Envi?ronmental Modelling&Software，2014，54（2014）：222-237.

［11］宋子龍，魏永強(qiáng)，陳金干，等.集線式水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2012，25（1）：145-150.

［12］王國(guó)英，江雨佳，吳曉平，等.基于無線傳感網(wǎng)的土壤呼吸測(cè)量系統(tǒng)［J］.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，26（6）：901-906.

［13］曹曉歡，楊建華，陳立偉.基于WSN的分布式城市噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2013，26（8）：1159-1162.

［14］潘巨龍，李善平，吳震東，等.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的社區(qū)衛(wèi)生保健監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2009，22（6）：838-843.

［15］Chen N，Hu C.A Sharable and Interoperable Meta-Model for At?mospheric Satellite Sensors and Observations［J］.IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sens?ing，2012，5（5）：1519-1530.

［16］Hu C，Guan Q，Chen N.An Observation Capability Metadata Mod?el for EO Sensor Discovery in Sensor Web Enablement Environ?ments［J］.MDPI Remote Sensing，2014，6（11）：10546-10570.

［17］鄭重，陳能成，王偉，等.傳感器觀測(cè)服務(wù)原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.測(cè)繪信息與工程，2010，35（3）：47-48.

［18］Cox S.Observations and Measurements-XML Implementation v2［EB/OL］.http：//www.opengeospatial.org/standards/om，2015-05-29.

［19］Botts M.OGC?SensorML：Model and XML Encoding Standard［EB/OL］. http：//www.opengeospatial.org/standards/sensorml，2015-05-29.

［20］Br?ring A，Stasch C，Echterhoff J.OGC?Sensor Observation Ser?vice Interface Standard v2.0［EB/OL］.http：//www.opengeospatial.org/standards/sos，2015-05-29.

［21］Simonis I，Echterhoff J.OGC? Sensor Planning Service Imple?mentation Standard［EB/OL］.http：//www.opengeospatial.org/stan? dards/sps，2015-5-29.

［22］陽(yáng)葉.基于SWE的傳感觀測(cè)服務(wù)的研究與設(shè)計(jì)［D］.西安：西安工業(yè)大學(xué)，2011.

［23］Arthur Na，Mark Priest.OpenGIS Sensor Observation Service v 1.0.0［EB/OL］. http：//www.opengeospatial.org/standards/sos，2015-05-29.

［24］52north.Sensor Web Community［EB/OL］.http：//52north.org/，2015-03-19.

苗立志（1981-），男，山東蒼山人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)閭鞲衅饔^測(cè)數(shù)據(jù)共享、地理信息共享與空間數(shù)據(jù)互操作、分布式地理空間信息處理，miaolz@njupt.edu.cn；

黃潤(rùn)汕（1991-），男，廣東揭陽(yáng)人，南京郵電大學(xué)地理與生物信息學(xué)院本科生，主要研究方向?yàn)閭鞲衅饔^測(cè)數(shù)據(jù)共享；

周 亞（1990-），男，江蘇鹽城人，南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院碩士研究生，主要研究方向?yàn)榉植际降乩砜臻g信息處理，zhouynupt@qq.com；

焦東來（1977-）男，河北安國(guó)人，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)榈乩硇畔⒐蚕砼c互操作、地圖符號(hào)及可視化、嵌入式系統(tǒng)空間信息可視化研究，jiaodonglai@njupt.edu.cn。

An Optimized Framework to Support Multi-Sensors Observation Data Sharing Based on OGC SOS*

MIAO Lizhi1，2*，HUANG Runshan1，ZHOU Ya3，JIAO Donglai1，2
（1.College of Geographical and Biological Information，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210023，China；2.Engineering Research Center of Ubiquitous Network Health Service System of Ministry of Education，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210023，China；3.College of Telecommunications&Information Engineering，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing 210003）

As sensor web technologies developing，more and more sensor observation data are acquired by various transducers.However，interoperation and intercommunity between sensor networks cannot be achieved because of the heterogeneity of network and communication formats.So，how to improve the observation data utilization be?comes a challenge.Focusing on the interoperation and sharing of distributed sensor observation data resources，a da?ta model of sensor observation service is constructed and sensor observation data sharing database is also built to store the sensor observation data.Furthermore，a three-layer network model of SOS server is proposed and devel?oped to address the issues of sensor networks heterogeneity by describing the information interchange and communi?cation formats based on OGC SOS standards specification.This framework implements the observation data interop?eration and sharing between multiply observations properties of diverse sensors.Different observation properties among diverse sensors are used as an example to demonstrate the validity，feasibility of the proposed model and framework.

sensor web；data sharing；sensor observation service；spatial data interoperability

P208；TP212.9

A

1004-1699(2015)10-1545-07

??7230

10.3969/j.issn.1004-1699.2015.10.022

項(xiàng)目來源：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41101359，41471329）

2015-03-25 修改日期：2015-07-06