1、1Multi-Agent 技术在分布式电子地图中的应用摘 要：分布式计算是一门计算科学，有利于任务在整个计算机系统上进行分配与优化，克服了传统集中式系统会导致中心主机资源紧张与响应瓶颈的缺陷，解决了网 GIS 中存在的数据异构、数据共享、运算复杂等问题，是地理信息系统技术的一大进步。随着计算机网络技术的飞速发展，分布式计算的优势正在逐渐显现。作为处理具有天然分布特征的地理信息系统与分布式技术结合也就成为必然。最后，介绍 Multi-Agent 技术在分布式电子地图的应用。 关键词：电子地图；分布式技术；Multi-Agent 技术 中图分类号：TP338.8 文献标识码：A 文章编号：2095
2、-2104（2013） 1 电子地图的概述 1.1 电子地图的定义 电子地图，在测绘学上定义为“利用数字地图经可视化处理的屏幕地图” ；从地理 学角度来说，电子地图是“具有地图的符号化数据特征，并能实现计算机屏幕快速显示， 可供人们阅读的有序数据集合” 。 1.2 电子地图的种类和特点 电子地图的种类有地形图，栅格地形图，遥感影像图，高程模型图，2各种专题图等。 电子地图具有快速存取显示，实现动画，将地图要素分层显示，利用虚拟现实技术将地 图立体化、动态化，利用数据传输技术可以传输至其他地方，实现地图上的长度、角度、 面积等自动化测量等特点。 1.3 电子地图的用途 第一，用来查找各种场所、各
3、种位置。第二，通过地图查找一些出行的路线。例如 坐公交怎么坐，开车怎么走，选择什么路线等等。第三，了解其他信息。在地图上除了 可以看到地理位置外，还可以知道如电话、联系人，以及了解一家公司提供的产品和服 务等信息。第四，在地图上发布信息。对企业来说，电子地图也是一个可以发布广告的 宣传平台。 1.4 电子地图的优点 首先，电子地图可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接， 形成新的地图。 其次，可以对电子地图进行任意比例尺、任意范围的绘图输出。非常容易进行修改， 3缩短成图时间。可以很方便地与卫星影像、航空照片等其他信息源结合，生成新的图种。 再次，可以利用数字地图记录的信息
4、，派生新的数据。如地图上等高线表示地貌形 态，但非专业人员很难看懂，利用电子地图的等高线和高程点可以生成数字高程模型， 将地表起伏以数字形式表现出来，可以直观立体地表现地貌形态。这是普通地形图不可 能达到表现的效果。 2 分布式计算技术概述 分布式计算是一门计算机科学，它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解 决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些 计算结果综合起来得到最终的结果。分布式有利于任务在整个计算机系统上进行分配与 优化，克服了传统集中式系统会导致中心主机资源紧张与响应瓶颈的缺陷，解决了网络 GIS 中存在的数据异构、数据共享、运算复杂等问题
5、，是地理信息系统技术的一大进步。 2.1 分布式计算比起其它算法具有以下几个优点： 2.1.1 稀有资源可以共享； 42.1.2 通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载； 2.1.3 可以把程序放在最适合运行它的计算机上； 其中，共享稀有资源和平衡负载是计算机分布式计算的核心思想之一。 实际上，网格计算就是分布式计算的一种。网格计算的实质就是组合与共享资源并确保系统安全。 2.2 分布式计算在 GIS 中的应用 传统的集中式 GIS 起码对两大类地理信息系统难以适用，需用分布式计算模型。第一类是大范围的专业地理信息系统、专题地理信息系统或区域地理信息系统。这些信息系统的时空数据来源、类型
6、、结构多种多样，只有靠分布式才能实现数据资源共享和数据处理的分工合作。第二类是在一个范围内的综合信息管理系统。城市地理信息系统就是这种系统中一个很有代表性的例子。世界各国管理工作城市市政管理占很大比例，城市信息的分布特性及城市信息管理部门在地域上的分散性决定了多层次、多成份、多内容的城市信息必须采用分布式的处理模式。 分布式 GIS 与当今主导地理信息系统发展方向的技术的紧密联系使分布式 GIS 相应的成为地理信息系统的主要发展趋势。 3 Multi-Agent 技术在分布式电子地图中的应用 3.1 分布式电子地图的层次化体系结构 研究以分布式电子地图的层次化结构为基础。分布式电子地图的层次化
7、结构分为客户层、分布式电子地图服务中心层和资源层。客户层是人机界面，完成提交客户申请和显示空间信息等交互操作。分布式电子5地图服务中心层是整个分布式电子地图的枢纽，负责整个系统的调度和管理，保持系统平稳高效的运行，维护各个节点的协作，并提供各种专用服务。资源层提供各类资源服务，包括计算、知识、数据等。 3.2 Multi-Agent 的组成与功能 结合分布式电子地图层次化结构和 Multi-Agent 技术，设计如下的 Multi-Agent 系统，如图所示。 客户 Agent。它为应用提供了一组访问接口，应用通过脚本语言向调度 Agent 出任务，其内部有脚本语言解释器，解释执行一段描述用户
8、任务的脚本语句，并利用统一的通信机制将用户任务分解成子任务交给调度 Agent，并将返回的结果经计算最终输出给用户。 调度 Agent。管理整个系统内的各 Agent 的正确运行，并对系统进行分布控制，它主要功能是担负全局调度管理和协调功能。它根据内部数据资源和所接收的消息，进行空间推理，确定采取哪些功能 Agent 完成任务，最后或者返回处理后的数据，或者调度相应的数据和功能单元给客户 Agent。 功能 Agent。主要包括注册服务 Agent、目录服务 Agent、逻辑任务服务 Agent 和元数据服务 Agent，能提供完成自身任务所需具备的各种功能模块以及其他功能构件，在调度 Age
9、nt 的统一调度下完成工作。资源管理 Agent。提供各类资源服务，根据调度 Agent 的调度完成各类资源管理。各 Agent 在相应的层中工作，它们之间的通讯通过消6息机制来实现，采用点对点组广播两种方式。消息分为：请求、应答、通知 3 类，并可以转换为 Agent 通讯语言的相关原语。 3.3 Multi-Agent 在分布式电子地图中的应用 客户层用客户 Agent 作为客户的代理，客户 Agent 接受客户请求，查询自己的知识库，如果本地能实现客户的任务，就直接调度本地资源模块实现客户的请求，以减少网络负荷，提高性能。否则，向分布式电子地图服务中心层提出请求，通过分布式电子地图服务中
10、心的服务和调度机制，将资源层的数据和功能单元漂移到客户端，客户层最终接受服务中心层调度来的资源返回给客户。 分布式电子地图服务中心层提供系统的各种专业服务，包括注册服务、身份验证服务、名字服务、目录服务和检索服务等，这些服务功能也以 Agent 的形式实现，当分布式电子地图服务中心层接受客户 Agent 请求后，就向相应的任务逻辑 Agent 提出请求，任务逻辑 Agent 查询单元数据库，再按一定的任务逻辑序列调度相应的资源层模块来执行。服务中心层最后或者返回处理后的数据，或者调度相应的数据和功能单元到客户层。资源层的所有资源必须在服务中心层注册，以便被服务中心层调度，所有资源由相应的资源管
11、理 Agent 监管，当收到请求时，由资源管理 Agent 将资源打包以 Agent 的形式送出。 4 结语 通过上述的分析可见，将 Multi-Agent 技术应用于分布式电子地图中，为电子地图的建设和实现提供了一种更为简单高效的解决方案，它能够有效地解决分布式电子地图中急需处理的关键性问题，使支持地理7信息和地理应用的互操作、地理空间信息的智能搜索、地理信息系统应用领域之间的协同工作、资源的有效管理、控制地理信息系统数据的网络传输等得以实现。随着 Agent 技术的进一步发展，Multi-Agent 技术会在分布式电子地图领域中得到更广泛的应用。 参考文献 1王杰. 电子地图技术及其最新发展. 期刊论文-广西师范学院学报,2003（08） 2 郭仁忠. 电子地图（集）与电子制图系统,1995 3 杜清运,邬国锋,等. 多媒体电子地图集中超媒体结构的语言学机制 期刊论文-武汉测绘科技大学学报,2000（01） 4王宇翔,张燕. 分布式电子地图服务 期刊论文-地理学报，2001（09） 6杨颖,张虎,陈湘国,吴开兴. 基于 Multi-Agent 的多数据源 WebGIS 研究 期刊论文-计算机技术与发展 2006（06）
