地理資訊的相互操作性 (Interoperability of GI)

相互操作性(interoperability)是一個系統的能力或系統的組成,可以輕便地提供資訊和應用程式間相互配合中過程的控制(Bordie,1992;Zhang等人,2003),可區分出二種型態的相互操作性,對於程式而言,資料的相互操作性代表使用資料格式範圍的能力,對資料集(dataset)而言,程式的相互操作性是資料可被不同型態程式所使用。要達成資料的相互操作性可透過二個方法,即為資料庫整合和標準化。現今資料庫整合已有成熟的方法,一個最基本的方式是提供使用者一個全部的可獲取資訊來源的目錄,其目錄中的每一個來源是被相關的詮釋資料所描述,包含表現方式、比例尺、最後修改日期和資料品質等級等,但資料庫整合的缺點是缺乏彈性、一致性和可複製性;第二種達成相互操作性的方法是透過標準化,標準資料模式的定義成為系統之間相互關連的點,且可被運用的特徵,使資料在異質系統間交換(Devogele等人,1998;Zhang等人,2003)。

相互操作性是系統或系統中元件的能力,可以便利地提供資訊和內部應用程式協同過程的控制,例如,有二個地理資料庫X和Y。X資料庫以「服務R」傳送需求(request)到Y資料庫,若要能使此二資料庫達到相互操作性,R必需是X和Y資料庫相互彼此了解的規範,才能使Y資料庫因而可以回覆給X資料庫一個S,而S是相互彼此間了解的資料格式(Brodie,1992;Bishr,1998)。在這個過程中,有二種相互操作性可以被分出來,對程式而言,相互操作性是指程式有能力處理廣泛地資料格式:對於資料集而言,相互操作性則是指資料可被使用在不同型態的程式中(Laurini,1998)。在加強元件式(component)資訊系統之間合作的系統智能(intelligence)中,相互操作性更可被勾勒出特性,此智能是在元件式資訊系統之間且不需要詳盡且精確的知道什麼資料是可用的或如何需要的資源的情況下,即能提供服務、尋找資源、協同及實行複雜的功能(OGC,2002)。

interoperability

同時,Bishr (1998)進一步地認為地理資訊系統的相互操作性可分為6個等級,如圖所示。最低等級的相互操作性依賴簡單的網路協定即可完成,在這個等級的使用者通常只可以下載未經處理的檔案(flat files),遠端的GIS根本幫不上忙,這個等級的很好的交流案例是TELNET,在這其中使用者登入到遠端系統,也就是主機,不用多餘的網路協定的知識即可達成,但這個等級的主要問題是使用者為了連上主機,必需有運作遠端機器的操作知識。第二等級則是進步到更高等級網路協定,其中使用者可以連結到主機且緊密地互動而不用它的操作系統。FTP協定是這個相互操作性等級最佳案例,在FTP中,使用者可使用FTP所屬的指令來連結主機和與主機互動。在這個等級使用者只可以在系統間轉換資料檔案。在這個等級中,主要的缺點是使用者必須對所轉換的資料格式有良好的知識背景,了解什麼樣的檔案格式需要什麼樣的轉換工具。

更進一步地,第三等級的相互操作性為空間資料檔案,使用者可以下載標準的資料檔案且系統可自動辨識,因而可以轉換成使用者所使用的格式,加拿大的DeltaX計劃,即是一個很好案例,它是一個使用者端的空間資料瀏覽器,使用者可透過它來下載資料,並轉換成使用者端所使用的空間資料格式。但這個等級的缺點是,使用者必須事先知道什麼資料放在有什麼來源位置,且只能使用它的使用者介面(user interface)和查詢語言(query language)來尋找空間資料的內容。第四等級之相互操作性是可以使二個系統更進一步的溝通,現在已經有一些GIS軟體可提供,例如Intergraph的Jupiter和Microsoft的ODBC。客戶端/伺服器端技術可讓使用者建立他們的GIS和遠端GIS之間的溝通,一旦建立,他們可查詢遠端系統而使用他們自己的查詢語言,當然也可能分析和展示遠端資料集,然而,主要的缺點是使用者必須了解在遠端資料庫中的資料模式之知識和語義(semantics)。

第五等級的相互操作性是提供一個單一的“虛擬”整體(global)資料模式,而這個資料模式是所有遠端資料庫中資料的抽象概念(abstraction),因此使用者所送出的查詢,會被送到這個整體資料模式來一一的相對映,讓使用者在這個等級可以更直接且準確地查詢遠端資料庫,如此更突顯事先了解資料的語義是一定須要的,如同二個GIS各自顯示不同主題圖有可能用一個資料模式,差別在於它們用各自的語義來達。上述任何一個等級都可稱為相互操作性,而每一個等級都對應到許多技術,相互操作可被改善或它的範圍可藉由技術層面提升而擴大,現在似乎還沒有GIS的相互操作性達到資料模式或應用程式語義層級,如上述的第五級或第六級,但隨著GIS和IT的發展,相互操作性高的GIS是可以被期待的。

以網際網路作為跨平台運作環境和工作流程,Open GIS是一種技術,可使得應用系統開發者能夠從網路上透明地獲取任何地理資料和任何地理資料處理功能或方法,而不管它的資料格式和資料模型,因此在各個應用領域中,應著重於的改變是各自地理資料模型或資料格式與中介的標準資料的模型與格式之間的差別。Open GIS不僅有助於GIS系統個體間之資訊交換,而且未來能夠與其他系統如統計分析、影像處理、文件檔案管理、視覺化交換資訊。

2 thoughts on “地理資訊的相互操作性 (Interoperability of GI)”

  1. 版主您好,
    關於semantics這個字,
    常翻作”語義”,不過有時候也會看到”語意”的翻法,
    覺得有些疑惑,這兩個詞中文上是不是等價的呢?

  2. 好問題。我也沒有答案,請看https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%AF%AD%E4%B9%89%E5%AD%A6

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