[发明专利]一种面向服务的空地水一体化环境耦合系统

权利要求书

1.一种面向服务的空地水一体化环境耦合系统，其特征在于，包括

模型库模块：在选择成熟的气象模式、流域水文模型、非点源模型、水动力模型、水质模型和水生态模型的基础上，构建模型字典，确定模型的接口和契约，构建松散耦合的包含空、地、水一体化的模型库；

注册模块：包括用户需求注册和模型服务注册；用户需求注册用于明确用户想要请求的服务、构建环境的需求字典；模型服务注册是基于用户需求和模型库已有模型的功能，明确模型能提供的服务，构建模型的服务字典；

需求分析模块：用于分析既定的和实时的用户需求，为模型调度与响应模块提供指令；

模型调度与响应模块：根据需求字典与服务字典，基于用户需求分析的结果，从模型库中调用对应的模型进行模型运算、输出模拟结果，实现对需求的响应。

2.根据权利要求1所述的一种面向服务的空地水一体化环境耦合系统，其特征在于，搭建一种面向服务的空地水一体化环境耦合模型系统的模型库模块，其包括以下步骤；

步骤1，确定环境模型的服务领域，包括环境质量预测、环境评估、环境风险预警、环境影响评价和环境治理效果评估；定义环境需求和服务的类型，如表1所示：

步骤2，选择成熟的气象模式、流域水文模型、非点源模型、水动力模型、水质模型和水生态模型，为基本的环境模型；所有模型采用可执行程序的方式进行存储；

步骤3，构建模型的模型字典，包括每个模型的名称，功能、模型的使用范围、模型的参数库、模型的输入样本数据、模型的输出数据样本数据、模型的输出时间、模型存储地址、模型的输出结果地址、；

步骤4，确定模型的接口和契约，基于WSDL文档定义模型的接口为输入数据、输入参数和输出结果；WSDL文档中描述模型输入的数据类型，输入的个数、输入的格式、调用模型的标准语句、模型输出的数据类型、输出的格式等契约；

步骤5，建立不同模型的松散耦合架构：按照气象模式、流域水文模型、非点源模型、水动力模型、水质模型和水生态模型的边界条件和输入输出接口，确定气象模式为流域水文模型、非点源模型、水动力模型、水质模型和水生态模型提供气象边界；流域水文模型、非点源模型为水动力模型、水质模型和水生态模型提供陆地入汇边界条件；水动力模型为水质模型和水生态模型提供水动力条件；接受别的模型提供的条件的模型为应用模型，为应用模型提供条件的模型为条件模型；一个应用模型，可以有多个条件模型；一个条件模型可以为多个应用模型提供条件。

3.根据权利要求1所述的一种面向服务的空地水一体化环境耦合系统，其特征在于，搭建一种面向服务的空地水一体化环境耦合模型系统的注册模块，包括以下步骤；

步骤1，基于统一描述、发现与集成的UDDI规范，构建私有UDDI注册中心；

步骤2，定义UDDI注册中心的用户需求字典描述方案，包括需求名称，需求方式，需求类型，需求描述，需求部门和需求时间，,需求方式有两种模式，一种是既定模式，即需要服务端定时定点的一次性或重复执行；一种是实时模式，即需要服务端立即响应需求；

步骤3，定义UDDI注册中心的模型服务字典描述方案，包括服务名称，服务类型，服务描述，服务部门、服务发布时间、服务访问入口、服务对应的模型名称、服务对应模型的功能、服务对应模型的使用范围、服务对应模型的参数库、服务对应模型的输入样本数据、服务运算速度、服务输入条件描述、服务输出结果描述,其中，需求类型依据表1确定，模型对应的模型名称由用户选择，对应模型的功能等信息在选择模型名称后，通过模型字典自动查询获得。

4.根据权利要求1所述的一种面向服务的空地水一体化环境耦合系统，其特征在于，搭建一种面向服务的空地水一体化环境耦合模型系统的需求分析模块，包括以下步骤；

步骤1，基于用户需求字典描述方案，提供客户端界面，由用户选择或输入所需求的基本信息；

步骤2，分析用户需求的类别和用户需求的描述，基于UDDI提供的关键字查询法，查询模型服务字典中对应的服务名称、类型；确定满足要求的服务，形成模型调用的指令。

5.根据权利要求1所述的一种面向服务的空地水一体化环境耦合系统，其特征在于，搭建一种面向服务的空地水一体化环境耦合模型系统的模型调度与响应模块，包括以下步骤；

步骤1，对于既定需求，在既定需求所规定的时刻，将需求中对应的模型，按照模型之间的耦合架构，先运行应用模型的条件模型，等待条件模型执行完成后，再运行应用模型；

步骤2，对应实时需求，先分析应用模型是否拥有条件模型，若没有条件模型，则直接运行应用模型；若有条件模型，则先分析模型字典中对应的该条件模型是否在应用模型所需运行的时间段内有输出结果，若存在对应的结果，表明该应用模型模拟时间内的条件已经存在，则可直接运行应用模型；若无，则先运行应用模型的条件模型，等待条件模型执行完成后，再运行应用模型；

步骤3，待应用模型执行完成后，将模拟结果输出至客户端，完成对需求的响应。