第八届青年地学论坛

    水文模型是对水文过程认识和概化的数学描述，在气候变化、城市环境、气象水文灾害等研究中发挥重要作用。水文模型具有基于时间步长运行的特点，比如模拟每10分钟暴雨下城市积水范围。随着空间信息基础设施的建设，基于Web服务的水文模型共享和应用获得越来越多的关注。传统水文模型服务是一次性接入观测数据文件，在模型内部基于时间步长运行，无法与实时观测数据直接耦合，服务的时效性不高。
    国际开放地理信息协会OGC（Open Geospatial Consortium）是地理信息领域权威的国际标准化组织，制定了一系列地理信息服务标准，推动了地理数据、分析处理功能等的Web共享与互操作。OGC SensorThings API规范了物联网（Internet of Things,IoT）中异构传感器系统观测数据的检索、获取等标准接口；OGC地理信息处理服务WPS（Web Processing Service）定义了Web环境下应用分析处理功能的标准接口。目前，虽然已有基于OGC WPS共享水文模型的研究，但缺少与物联网观测数据实时耦合方法。
    本文提出基于Web服务的观测数据与水文模型实时耦合方法，从水文模型运行机理和地理信息服务规范出发，设计了支持互操作的水文模型服务接口、服务结构化描述和调用方法，实现Web环境下水文模型的动态交互；然后，引入发布/订阅通讯机制，克服了传统请求/响应模式在物联网应用中的延迟问题，支持Web环境下观测数据动态、实时接入；最有，提出了基于OGC WPS的模型服务与物联网服务规范SensorThings API的互操作方法，实现了基于标准规范的观测数据驱动的水文模型实时服务。
    本文成果对Web环境下水文模型的共享和复用，提升水文模型实时服务能力等具有重要意义，在灾害应急等时效性要求高的场景中可发挥重要作用。同时，本论文扩展了国际开放地理信息协会处理服务标准，成果对OGC WPS标准的进一步发展、水文模型等地理模型服务新标准的建设，具有一定的借鉴意义。

地理信息服务,水文模型,传感网,互操作,实时服务