服务驱动的空间数据起源建模、追踪和共享

Geospatial provenance is a key issue in the fundamental research and in-depth applications of Web-based geographical information systems and services. It is especially important in identifying the original data sources, tracing the workflow, updating or reproducing scientific results, and evaluating the reliability and quality of Web-based geospatial data products. The geospatial provenance has become a fundamental issue in establishing the geoscientific cyberinfrastructure. Conventional research on geospatial provenance is limited to a siloed information environment. It cannot work well in a distributed, collaborative, and scalable network environment, since the provenance is recorded mainly by manual work, and cannot be traced and processed automatically in a loosely-coupled service environment where geospatial services are aggregated dynamically. The lack of proper geospatial provenance model for Web environment also prevents provenance of geospatial data products that may be in different time and sources and lineage-related from being rapidly integrated and analyzed, and makes the long-term preservation and understanding of Earth science data problematic. The project will investigate geospatial provenance in a geospatial service-oriented architecture. Firstly, it will develop a geospatial provenance model that supports geospatial services, and the semantic representation of the model will be established. Secondly, approaches on tracking geospatial provenance in a geospatial service aggregation environment will be investigated. Finally, it will develop a geospatial provenance service that fits well the current service stack of the GIS domain. The contribution of this project will provide applicable solutions for automatically tracking and sharing geospatial provenance in a geospatial service environment.

空间数据起源是网络地理信息系统和服务基础研究和深层次应用不可或缺的部分，在网络地学数据产品溯源、追踪、复制、更新、可靠性和质量评估中凸现其重要性，已经成为地球系统科学网络化信息基础设施建设的基础性问题。传统空间数据起源研究局限于孤立的信息环境，不适应分布、协作、可扩展的网络化环境，起源信息多依赖专家记忆或手工记录，没有考虑松散耦合服务环境下空间信息服务聚合的动态性，缺乏适应网络环境的空间数据起源模型，难以实现计算机的自动追踪和处理，导致不同时期、不同来源、族系相关的数据产品的起源信息无法快速集成和分析，不利于地学数据产品的长期保存和解读。本项目将空间数据起源研究与空间信息服务框架相结合，研究建立支持空间信息服务的空间数据起源模型及其语义表达，探讨面向服务聚合的空间数据起源追踪方法，实现适应空间信息服务架构的空间数据起源服务，为空间信息服务环境下空间数据起源自动追踪和共享提供可行的解决方案。

如何对空间数据产品追踪溯源，既是服务质量评估与服务链优化的需求，也是地球空间信息服务设施的基础问题。在协同处理的网络环境下，空间数据溯源在空间数据产品质量分析、追踪误差来源、科学成果再现中凸现其重要性，成为地球空间信息服务领域的国际学术前沿。经过四年的基金支持研究，项目组提出了不同粒度的空间数据溯源共享模型、面向服务聚合的空间数据溯源追踪方法、以及适应空间信息服务架构的空间数据溯源服务方法，为空间数据溯源的共享与互操作方法提供了理论基础。发表学术论文35篇（其中:SCI检索17篇），英文专著1部，组织出版了《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》地球科学数据溯源专辑和《Earth Science Informatics》地理信息智能服务专辑，获省部级自然科学一等奖三项，其中2016年湖北省自然科学一等奖（排名第一），2014年教育部自然科学一等奖（排名第二），2013年欧洲空间信息基础设施欧盟挑战赛“水晶牛奖”，项目负责人当选IEEE地球信息科学委员会主席，入选国家“万人计划”青年拔尖人才，教育部新世纪优秀人才。