[科普中国]-数据交换中心

空间数据交换中心是指对不同范围、领域的空间信息及其元数据进行有效管理、给信息需求 者提供空间数据的目录信息、元数据信息、信息的地址等的计算机联网管理系统。空间数据交换中心是国家空间信息基础设施建设的核心内容之一，是数字地球关键技术，只 有实现了空间信息共享，数字地球才可以使我们每个人都可以随时随地获取所需要的具有相 应权限的空间信息，人们才可以利用它处理日常事务,从事科学研究,对企业进行有效管理和 各种科学决策，实现民族的腾飞和国家的蓬勃发展。

简介Internet的普及带来了电子商务的热潮。由于交易平台和各企业用户内部系统的结构环境的差异，无论是网络体系、使用协议、计算方式还是交换的数据，都千差万别，因此面临的是一个物理上分散的、异质异源的电子商务环境。在这样一个异构环境中，如果没有统一的、接口良好的、包容性很强的信息集成和处理技术来为该异构环境下的不同系统提供数据服务和商务逻辑计算服务，那么，电子商务系统所必须涉及的物流、信息流和资金流，也就是平常所说的配送、交易和支付，就很难做到真正的一体化。而这其中首先要解决的问题便是在这异构环境中的数据交换问题。

事实上，真正使电子商务走入现实生活的，是电子数据交换EDI技术，它是一种基于计算机应用、通信网络和电子数据处理的电子商务的方式和技术。但是，传统的EDI实现了统一性却没有实现可扩展性，它要求所有的合作伙伴都必须使用唯一的解决方案，这使得EDI实现成本过高且过于冗长，而且如果政府提出一个新的税收方案或者某个商家想添加一些附属内容，这意味着整个EDI系统将被修改；而且昂贵的转换软件和增值网络(Value Added Networks)服务对于中小企业来说难以轻易实现1。

原理为实现实现空间信息的网络共享，在硬件方面应建立空间信息共享服务器，用户访问客户端及其相应的网络 体系结构，提供信息共享所必须的硬件平台。在软件方面要研究和设计空间元数据管理软件 以实现空间信息共享，也可以研究和使用其它共享软件实现空间信息共享。共享软件的设计 要考虑使用现有或自己设计的各共享服务器之间或共享服务器与客户端之间的数据请求和传 输协议规范，现有的如：基于TCP/IPZ39.50和HTTP等协议。共享信息、相应的元数据信 息以及信息获取方法等存放在空间信息共享服务器中，需要共享信息的用户通过客户端浏览 器提供的用户访问界面向空间数据交换中心提交数据或提出数据请求，这些用户请求通过相 应的网络运行体系传递到交换中心的信息共享服务器上，服务器上的软件模块作出相应的处 理，或者对用户提交的数据作出分析处理，存储入库，或者对用户请求作出响应，返回给用户。

XML技术1.XML的特性

XML有强大的数据描述能力，使得复杂数据的表达变得方便。还有自我扩展能力，把对数据的约束减到最少。XML使数据可以进行自我描述。应用系统间交换的XML数据可以通过其文档中的标签推断其涵义。

XML是数据与表达分离的。对于XML数据的处理方式可以是多种多样的。不再是像Word文档、Excel文档，处理数据时受到数据表达的限制。特定行业可以有特定的XML标记语言。行业内可以有共同遵循的标记词汇集。如化工、钢铁业等。

XML的数据是结构化的。对XML文档的处理灵活强大。可以精确地寻找到需要的信息，可以利用XML的自描述性提取附加的信息，可以利用XML文档的结构来操作数据，等等。XML文档的结构同实际的业务对象(BusinessObject)基本对应，这使得特定应用系统的业务对象很自然地转换成为XML文档，反之亦然。

XML具有应用健壮性和平台无关性。XML文档的有效性检查能有效地排除了垃圾数据对系统的干扰，极大地提高了系统的健壮性和性能；XML与具体的软硬件平台是无关的，这使得用XML表达的数据具有最大的通用性。

XML作为信息的载体可以通过多种网络途径传递。

2.用XML实现数据交换

如果使用XML，那么异构电子商务环境中数据交换的难题将迎刃而解。用户可使用XML的可扩展性定义自己的标记结构来描述自己的数据，而不必拘泥于一个统一而繁琐的EDI框架。XML的统一性保证了交换的方便，并且它是一个简单的文本文件，保证任何能够读取文本文件的计算机系统都能方便地解析XML信息，而且W3C在推出XML的同时又推出了XSLT(eXtensible Stylesheet LanguageTransformation)，有了XSLT的帮助,交易的双方不必书写繁琐的数据格式转换程序，只要交易双方都知道对方的数据结

构，一方就可以在传输XML数据的时候同时传输一套与对方数据结构相对照的XSLT文件，这样另一方打开浏览器的时候就能看到自己格式的XML数据了。

3.基于XML的数据交换中心的应用前景

数据交换是XML的最重要的用途之一。XML的可扩展特性和自描述性以及其它特性克服了传统的EDI标准缺乏灵活性和可扩展性的弱点，使得不同计算机应用系统之间交换数据变得容易起来。并且使用XML，程序能够理解在交换数据中所表示的商务数据及概念，能够根据明确的商务规则来进行智能化数据处理。

通过研究和分析，我们认为基于XML的数据交换中心作为独立的第三方软件平台，它可以为商业、办公和生产行业的网络业务流程提供统一的数据交换服务。它的适用对象不仅是具有大量数据交换需求的大型企业，还可以为广大中小企业提供方便、廉价的解决方案，具有Internet接入能力的企业都可以通过不同方式(专线、拨号、ISDN等)成为数据交换中心的客户端。它可以用于大型企业处于不同地域的子公司、子部门间，可以用于内部系统异构的不同企业间。它可以用来交换合同定单信息、产品目录信息，也可以用来交换定制产品的工艺图样。通过数据交换中心这个第三方平台，不同企业的异构系统间可以紧密结合企业供应链各环节实现自动协作，从而实现真正意义上的电子商务2。

原型系统的设计1.整体功能说明

基于XML的数据交换中心为Internet上的企业资源整合，工作流集成和业务协作提供数据系统方面的支持。它的工作原理如下：

假设企业EA有格式为A的数据集DATA(A,A),企业EB有格式为B的数据集DATA(B,B),EA不了解B的格式，EB不了解A的格式，双方要进行数据交换.即将DATA(A,A)通过操作f(A->B)转换为DATA(A,B)，将DATA(B,B)通过操作f(B->A)转换为DATA(B,A)，由于对于f(A->B)和f(B->A)的具体操作双方均不了解，无法进行正常的数据交换。

2.客户端的设计

(1)自身数据格式的登记，注册和维护

在客户机申请数据服务的最初阶段，必须向数据交换中心提供完整的关于自己所使用的XML数据格式说明，所谓数据格式说明，就是让客户机自己解释格式(A，B)与标准格式X 的关系。其实，在设计原型系统的时候，可以在这一步实现f(A->X)的定义，即让客户机自己定义f(A->X)和f(X->A)，定义完成的f(A->X)和f(X->A)将存储在中心平台的知识库中。当客户机要求修改数据格式的时候, 必须确保当前中心平台没有正在转换中的数据,以防出现数据转换的不稳定。

(2) 客户机服务请求和宣告

对于进入数据交换服务区的客户机，服务器将自动提供数据交换服务，这里有一个服务对象的确认过程。我们认为可以采用客户机宣告的模式。因为在这种模式下交换中心是长时间在线的，而客户机是允许偶然连接的。此外采用客户机主动的事件模型可以减少中心服务器的负荷和网络负载。

从系统结构图中看出，交换中心包括两部分：数据机和知识机。其中数据机是用来创建、处理和监视数据格式的，而知识机则专门负责网络本体论(network Ontology)的解析和更新。在这个系统中，网络本体包括：客户机最新的网络地址，数据格式定义，相关的转换函数定义等。客户机的服务请求和宣告要及时地更新网络本体，以便使数据准确快速地实现交换。

(3)客户机数据的发送与接收

原型系统要求可以完善地实现单个数据、批量数据或者是连续动态数据的自动发送和接收功能。

3.服务端的设计

(1)数据交换服务请求的响应、应答

对于客户机服务的请求宣告，服务器必须能够及时应答并更新知识机内的相关内容。

(2)数据格式定义的创建、存储和维护

对于客户机注册的数据格式定义，中心必须建立结构良好的逻辑索引查询关系,以便不同数据定义之间查找,匹配。

(3)缓存的设计

数据交换需要缓存，缓存必须驻留内存，包括本体知识和数据。应该对服务范围内的本体知识进行访问概率排序，将最经常使用的本体知识信息存入系统内存，实现快速查询和吞吐。

4.服务端和客户端的消息传递

因为XML数据交换中心是基于互联网的，所以我们采用了SOAP(Simple Object Access Protocol)和HTTP相结合来传输。原型系统中使用SOAP消息传递协议，它通过HTTP承载消息，而使用XML格式化消息。在HTTP中携带SOAP消息，并不意味着SOAP改写了HTTP已有的语义，而是将构建在HTTP之上SOAP语义自然地对应到HTTP语义。SOAP自然地遵循了HTTP的请求/应答消息模型，使得SOAP的请求和应答参数可以包含在HTTP请求和应答中。

由于SOAP是完全基于HTTP的, 因此可以用它穿透防火墙, 用SSL加密传输的XML文档，使客户和服务端能够安全方便地完成数据传输。正是有这样的特性，这里的数据交换中心模型可以放心地采用用户熟悉的HTTP协议，使他们能够直接使用浏览器而不需要额外的软件费用3。

本词条内容贡献者为:

宋春霖 - 副教授 - 江南大学