基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法技术

本发明专利技术涉及一种基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，包括：1）构建基于服务关系的推理规则；2）将用户需求解析为初始数据、期望数据以及期望QoS；3）构建基于步骤1）构建得到的推理规则多类别语义匹配的闭包服务集；4）动态生成基于后继服务查找的变化检测服务链。本发明专利技术提供了一种可用于自动化生成满足用户需求的服务链的基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法。

On demand generation method of service chain based on service relation change detection

The invention relates to a change of service relationship detection service chain based on on-demand generation method, including: 1) constructing inference rules based on the relationship of service; 2) the user demand analysis for the initial data, the expected data and expectations of QoS; 3) based on step 1) closure service constructs rules get more categories of semantic matching set; 4) change dynamically generated subsequent service lookup service chain based on detection. The present invention provides a service based change detection service chain on-demand generation method for automatically generating service chains that meet user requirements.

【技术实现步骤摘要】
基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法
本专利技术属于遥感与地理信息服务领域，涉及一种基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法。
技术介绍
随着WebService技术以及地理空间信息服务理论与应用的发展，越来越多的个人或组织机构将空间信息数据、处理算法、模型以web服务的方式封装并发布在网络上。这使得终端用户无需安装桌面端的地理信息处理专业软件(如ArcGIS、ENVI、ERDAS等)，仅需通过Web浏览器(如GoogleChrome、Firefox、IE等)便可轻松地调用期望的服务，并以在线的方式获取数据处理与分析的结果。地表覆盖变化检测作为遥感信息处理的一个基础研究领域，已经在土地管理、灾害应急与评估、地理国情普查等领域发挥着重要的作用，这些拥有不同专业背景的用户迫切希望能够在互联网上调用现有的服务，并实现个性化的处理需求。具体意义和需求可参见如下文献：Di，L.GeoBrain-awebservicesbasedgeospatialknowledgebuildingsystem[A]，InProceedingsofNASAearthsciencetechnologyconference[C]，2004；pp22-24.龚健雅，李德仁，论地球空间信息服务技术的发展[J].测绘通报，2008，(5)，pp5-10.李德仁，面向任务的遥感信息聚焦服务[M].科学出版社：2010.陈军，丁明柱，蒋捷，等.，从离线数据提供到在线地理信息服务[J].地理信息世界，2009，7(2)，pp6-9.郭仁忠，地理信息服务：数据在线到应用在线[J].地理信息世界，2013，(2)，pp11-15.为了简化应用逻辑，提高服务的复用性，用户在互联网上发布的服务往往只具有单一功能(亦可称之为原子服务)，如数据投影服务、格式转换服务、变化信息提取服务等。而地表覆盖变化检测是一个涉及数据预处理、变化强度计算、变化区域发现、变化类型确定等多个处理环节的复杂过程。如果仅调用这些功能单一的处理服务可能无法满足变化检测的复杂需求。因此，需将这些独立的、功能简单的原子服务按照一定的业务逻辑和规则有效地组织起来形成变化检测处理服务链。参见如下文献：李德仁，利用遥感影像进行变化检测[J].海峡两岸测绘发展研讨会，2003.Lu，D.，Mausel，P.，Brondizio，E.，etc.，Changedetectiontechniques[J].InternationalJournalofRemoteSensing，2004，25(12)，pp2365-2401.周启鸣，多时相遥感影像变化检测综述[J].地理信息世界，2011，09(2)，pp28-33.Yue，P.，Di，L.，Yang，W.，etc.，Semantics-basedautomaticcompositionofgeospatialWebservicechains[J].Computers&Geosciences，2007，33(5)，pp649-665.Cruz，S.A.，Monteiro，A.M.，Santos，R.，Automatedgeospatialwebservicescompositionbasedongeodataqualityrequirements[J].Computers&Geosciences，2012，47pp60-74.现有的空间信息服务链大都以固定编排为主，即由具有先验知识的专家提前设计好处理服务链，并在服务端发布，用户仅需在网络上按照一定的规则上传满足要求的输入数据便可调用和执行该服务链。例如，Karantzalos等(2015)设计研发的一种遥感影像在线分类服务，制定了以影像预处理、影像分类为主的处理服务链。固定编排的服务链构建模式往往面向特定的应用需求，难以满足终端用户对服务链灵活、个性化构建的需求。对于地表覆盖变化检测而言，单一的处理服务链并不能满足所有的处理需求。如图1所示，假设用户有两组不同的输入数据，分别表示为I1与I2，从其获取年份可看出I1组数据获取自同一季节，I2组数据获取自不同的季节。针对I1组数据，可利用直接比较法得到变化区域数据和变化类别数据，变化检测前需对两期影像作严格的辐射纠正和几何纠正预处理，2010年的GlobeLand30数据可以为影像分类服务提供训练样本，其服务链可表示为ServiceChain1＝{A→B→C→D→E}。针对I2组数据，可采用分类后比较法，基于GlobeLand30数据提取的训练样本先对两期影像进行分类，然后在分类图的基础上进行变化比较，变化检测前无需对两期影像进行辐射纠正，其服务链可表示为ServiceChain2＝{B→E→D}。通过这一实例可以看出，由于现有的变化检测算法都有各自的优缺点和适用范围，并且对其输入的遥感影像数据，数据预处理、后处理操作都有特定的要求。因此，将这些处理算法、模型进行服务封装后，需要根据用户的需求(包括用户提供的数据条件以及用户期望的数据特点)，将多个原子服务按照一定的逻辑关联关系有机地组合起来，动态地生成满足要求的变化检测处理服务链。参见如下文献。Friis-Christensen，A.，Lucchi，R.，Lutz，M.，etc.，Servicechainingarchitecturesforapplicationsimplementingdistributedgeographicinformationprocessing[J].InternationalJournalofGeographicalInformationScience，2009，23(5)，pp561-580.Karantzalos，K.，Bliziotis，D.，Karmas，A.，Ascalablegeospatialwebservicefornearreal-time，high-resolutionlandcovermapping[J].2015.
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，可用于自动化生成满足用户需求的服务链。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)构建基于服务关系的推理规则；2)将用户需求解析为初始数据、期望数据以及期望QoS；3)构建基于步骤1)构建得到的推理规则多类别语义匹配的闭包服务集；4)动态生成基于后继服务查找的变化检测服务链。作为优选，本专利技术采用的步骤1)的具体实现方式是：1.1)将变化检测服务分为数据预处理服务以及变化信息提取服务；1.2)根据变化信息提取服务制定3条确定变化信息提取服务的推理规则；根据数据预处理服务制定1条确定数据预处理服务的推理规则；1.3)利用SWRL对步骤1.2)所得到的确定变化信息提取服务的推理规则以及确定数据预处理服务的推理规则进行形式化表达。作为优选，本专利技术所采用的3条确定变化信息提取服务的推理规则分别是确定变化信息提取起始服务的推理规则(Rule_StartService)、确定变化信息提取后继服务的推理规则(Rule_SeqService)以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)构建基于服务关系的推理规则；2)将用户需求解析为初始数据、期望数据以及期望QoS；3)构建基于步骤1)构建得到的推理规则多类别语义匹配的闭包服务集；4)动态生成基于后继服务查找的变化检测服务链。

【技术特征摘要】
1.一种基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)构建基于服务关系的推理规则；2)将用户需求解析为初始数据、期望数据以及期望QoS；3)构建基于步骤1)构建得到的推理规则多类别语义匹配的闭包服务集；4)动态生成基于后继服务查找的变化检测服务链。2.根据权利要求1所述的基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，其特征在于：所述步骤1)的具体实现方式是：1.1)将变化检测服务分为数据预处理服务以及变化信息提取服务；1.2)根据变化信息提取服务制定3条确定变化信息提取服务的推理规则；根据数据预处理服务制定1条确定数据预处理服务的推理规则；1.3)利用SWRL对步骤1.2)所得到的确定变化信息提取服务的推理规则以及确定数据预处理服务的推理规则进行形式化表达。3.根据权利要求2所述的基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，其特征在于：所述3条确定变化信息提取服务的推理规则分别是确定变化信息提取起始服务的推理规则(Rule_StartService)、确定变化信息提取后继服务的推理规则(Rule_SeqService)以及确定变化信息提取终点服务的推理规则(Rule_EndService)；所述确定变化信息提取起始服务的推理规则(Rule_StartService)表示如果存在一个服务WS，且该服务的输入数据与用户的输入数据存在等价关系，则该服务WS将会被视为起始服务；所述确定变化信息提取后继服务的推理规则(Rule_SeqService)表示如果服务WS2与服务WS1存在顺序关系，则WS2将会被视为WS1的前驱服务，并加入到服务链列表中；所述确定变化信息提取终点服务的推理规则(Rule_EndService)表示如果存在一个服务WS，且该服务的输出数据与用户的期望输出数据存在等价关系，则该服务WS将会被视为终点服务；所述确定数据预处理服务的推理规则(Rule_PreService)是在变化信息提取服务选取完成的基础上，分别对每一个变化信息提取服务进行判断，如果输入数据与服务WS的输入数据存在类别不等价关系，且存在数据预处理服务PreWS与输入数据存在类别等价关系，则PreWS服务将被选为数据预处理服务。4.根据权利要求3所述的基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，其特征在于：所述步骤1.3)的具体实现方式是：假设变化信息提取服务的表达式为CDRS＝{CDRSinput，CDRSoutput}，数据预处理服务表达式为PreS＝{PreSinput，PreSoutput}，用户需求表达为Demands＝{Dinput，Doutput}；则：所述确定变化信息提取起始服务的推理规则(Rule_StartService)的具体表达式是：HasInput(？CDRSi，？input)∧HasExpect(？Demands，？Dinput)∧Tmatch(？input，？Dinput)＝exact∧HasConR(？input，？Dinput)→StartService(？ServiceChain，？CDRSi)；所述确定变化信息提取后继服务的推理规则(Rule_SeqService)的具体表达式是：HasService(？CDRSi)∧HasService(？CDRSj)∧HasSeqR(？CDRSi，？CDRSj)＝exact→SeqService(？ServiceChain，？CDRSi)；所述确定变化信息提取终点服务的推理规则(Rule_EndService)的具体表达式是：HasOutput(？CDRSi，？output)∧HasExpect(？Demands，？Doutput)∧Tmatch(？output，？Doutput)＝exact∧HasConR(？output，？Doutput)→EndService(？ServiceChain，？CDRSi)；所述确定数据预处理服务的推理规则(Rule_PreService)的具体表达式是：HasInput(？CDRSi，？input)∧HasExpect(？Demands，？Dinput)∧！HasConR(？input，？Dinput)∧HasInput(？PreSj，？input)∧Tmatch(？input，？Dinput)＝exact→PreService(？ServiceChain，？PreSj)。5.根据权利要求4所述的基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，其特征在于：所述步骤2)中用户需求是指用户对所请求目标服务的需求描述，所述用户需求的具体表达式是：Req＝{Reqinput，Reqoutput，ReqQoS}其中：所述Reqinput以及Reqoutput分别表示用户的初始数据以及期望数据，所述Reqinput以及Reqoutput均属于功能性的需求；所述ReqQoS表示对期望服务的质量要求，属于非功能性的需求；所述Reqinput是用户所能提供的输入数据的集合，称为请求输入集；所述Reqinput的表达式是：Reqinputi＝{type，characteristic}其中：type是用户所能提供的输入数据的类别；characteristic表示数据的属性特征；所述Reqoutput是用户所能提供的期望数据的集合，称为期望输出集；所述Reqoutput的表达式与Reqinput的表达式相同；所述ReqQoS是用户所能提供的QoS指标及相应的阈值或范围所形成的指标集合；所述ReqQoS的表达是：ReqQoSi＝{name，op，value，unit}其中：name是是QoS指标的名称；op表示比较符；value代表具体的数量值；unit指的是该指标的单位。6.根据权利要求5所述的基于服务关系的变化检测服务链按需生成方法，其特征在于：所述步骤3)中闭包服务集是根据用户的功能性的需求，以SWRL规则为语义匹配依据，将所有与用户输入数据以及输出数据具有关联关系的服务所构成的集合；面向闭包服务集构建的服务语义匹配时，分为四个方面：a)用户请求输入集与初始服务输入之间的语义匹配(InputMatch)：判断Reqinput与服务注册中心中的服务的语义匹配关系是否满足Rule_StartService规则，从而确定初始服务(StartService)，若满足，则确定为初始服务并执行步骤b)；若不满足，则结束匹配；b)服务间语义匹配(SeqMatch)：判断StartService与服务注册中心中的服务的语义匹配关系是否满足Rule_SeqService规则，从而确定后继服务(SeqService)，若满足，则确定为后继...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，邢华桥，武昊，
申请(专利权)人：国家基础地理信息中心，
类型：发明
国别省市：北京,11