بخشی از مقاله
چکیده
در سال های گذشته سرویس های مکانی توانای خود را به عنوان ابزار مناسب جهت انتشار دادهها و پردازشهای مکانی از طریق اینترنت به اثبات رساندهاند. افزون بر این در مواردی کاربران متناسب با نیاز اقدام به ترکیب سرویس های مکانی با یکدیگر و ایجاد پردازش های مکانی پیچیده می نمایند. با توجه به حجم انبوه سرویسها و ماهیت پویای اینترنت، انتخاب و ترکیب سرویس های مکانی و سرویسهای وب به صورت دستی کاری بسیار دشوار و پیچیده به نظر میرسد.
این مقاله بر آن است تا راه کاری را به منظور ترکیب خودکار سرویسهای مکانی با استفاده از فناوری سرویس های معنایی و روش های برنامه ریزی هوش مصنوعی ارایه نماید. سرویسهای مکانی و سرویس های وب تشریح شده بر اساس فناوری وب معنایی به زبان مناسب برای برنامه ریزی هوش مصنوعی ترجمه می شوند و سپس با استفاده از الگوریتم Graphplan ترکیب مناسب ایجاد می شود. روش ارایه شده با استفاده از یک مورد اجرایی راستآزمایی شده است.
-1 مقدمه
سرویس های مکانی1 امکان انتشار دادهها و توابع مکانی از طریق وب را در اختیار کاربران قرار می دهند. همچنین کاربران قادرند با ترکیب سرویس های مکانی موجود اقدام به ایجاد تواناییهای پردازشی جدید نمایند. انتشار این توانایی های پردازشی جدید به صورت سرویس های مکانی در محیط وب می تواند امکان استفاده همگانی از توانایی های پردازشی پیچیده را در اختیار طیف گسترده تری از کاربران قرار دهد. روند زنجیره سازی و تلفیق سرویس های وب و ایجاد توانایی های پردازشی جدید با استفاده از توان پردازشی مجموعهای از سرویسهای مستقل را ترکیب سرویسهای وب2 گویند . به عبارتی دیگر ترکیب سرویس های وب بر آن است تا با تلفیق چندین سرویس وب مستقل در یک سرویس امکان دستیابی به اهداف پیچیدهتر را در اختیار کاربر قرار دهد.
با وجود اهمیت ترکیب سرویس های مکانی در راستای استفاده هرچه بیشتر از داده ها و پردازش های مکانی، روال ایجاد سرویس های ترکیبی3 روالی پیچیده و زمان بر است. در واقع با توجه به حجم بالای سرویس های مکانی منتشر شده در محیط وب و همچنین ماهیت پویای وب که در آن سرویس های مکانی ممکن است در بازه های زمانی مختلف تغییر کرده و یا بهنگام شوند، جستجو و انتخاب سرویس های مناسب و ایجاد ترکیب های کارا توسط کاربر به صورت دستی امری پیچیده و در مواردی ناممکن به نظر می رسد .[3] بر این اساس در سالهای اخیر ترکیب سرویسهای وب به صورت خودکار در بخشهای تحقیقاتی علوم مکانی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است
این مقاله بر آن است تا با استفاده از فناوری سرویسهای وب معنایی4 و الگوریتمهای برنامهریزی هوش مصنوعی5 راه کاری را به منظور ترکیب خودکار سرویس های مکانی ارایه نماید. ترکیب خودکار سرویس های مکانی بدون تشریح جنبه های مختلف سرویس های مکانی به صورت قابل فهم برای کارگزاران هوشمند6 امکان پذیر نیست. جنبههای مختلف یک سرویس مکانی میبایست از دیدگاه نحوی7 و معنایی8 تشریح شوند. مشخصات فنی - Open Geospatial Consortium - OGC سرویسهای مکانی را از دیدگاه نحوی به صورت استاندارد تشریح می نمایند.
فناوری سرویس های معنایی امکان تشریح ویژگی های معنایی سرویس های مکانی را فراهم می نماید. در این طرح فناوری سرویس های معنایی به همراه استانداردهای OGC به عنوان ابزار مورد نیاز به منظور تشریح ویژگی های سرویس های مکانی به صورت قابل فهم برای کارگزاران هوشمند مورد استفاده قرار گرفته است. پس از تشریح جزییات سرویس ها مکانی، در این طرح الگوریتم های برنامه ریزی به منظور ترکیب خودکار و هوشمند سرویس ها استفاده شده اند. راه کار ارایه شده با یک مورد مطالعاتی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
-2 مواد و روشها
به منظور ترکیب خودکار سرویسهای مکانی توسط یک کارگزار نرمافزاری هوشمند میبایست:
· جزییات سرویسها به صورت قابل فهم برای کارگزار هوشمند تشریح شوند.
· الگوریتم های برنامه ریزی هوش مصنوعی به منظور انتخاب، ساختار دهی و تلفیق سرویسها مورد استفاده قرار گیرند.
این بخش پیش نیازهای لازم درباره استانداردهای OGC، فناوری سرویس های معنایی و الگوریتم های برنامهریزی هوشمصنوعی را ارایه مینماید.
-1-2 سرویسهای مکانی بر اساس استانداردهای OGC
سرویس های مکانی به عنوان درگاه های وب مبنا به منظور ارایه داده ها و پردازش های مکانی تعریف می شوند. در سال های گذشته OGC اقدام به توسعه و انتشار استانداردهایی به منظور تشریح درگاه ارتباطی سرویس های مکانی نموده است و هم اکنون این استانداردها به صورت گسترده در جوامع اطلاعات مکانی مورد استفاده قرار می گیرند. بر این اساس در این طرح به منظور تشریح جزییات نحوی سرویس ها از استانداردهای OGC استفاده گردید. به صورت ویژه سرویس های ارایه عارضه - WFS - و سرویس های پردازشی - WPS - به منظور ارایه داده ها و پردازشهای مکانی مورد استفاده قرار میگیرند.
سرویس های مکانی مبتنی بر استانداردهای OGC با سرویس های وب استاندارد W3C متفاوتند. از جمله تفاوتهای این سرویسها میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
· سرویس های وب W3C از XML به منظور ارسال و دریافت پیام استفاده مینمایند. در حال که سرویس های مکانی مبتنی بر استانداردهای OGC افزون بر XML از فرمت های Binary نظیر TIFF و JPG نیز برای تبادل پیام استفاده مینمایند.
· سرویس های وب W3C از WSDL به منظور تشریح درگاه ارتباطی خود استفاده می نمایند. در
حالی که درگاه ارتباطی سرویس های مکانی در مشخصات فنی OGC تشریح شده است و کاربر به منظور دریافت اطلاعات جزیی درباره ی درگاه ارتباطی هر سرویس می بایست به سند Capabilities هر سرویس مراجعه نماید.
· اطلاعات ارایه شده در Capability سرویسهای مکانی در مواردی بیانگر ساختار دادهی مکانی ارایه شده توسط سرویس نیست.
در این شرایط کاربر لازم است با استفاده از توابع ارایه شده توسط سرویس - نظیر DescribeFeatureType در سرویس - WFS نسبت به دریافت اطلاعات مورد نظر خود نماید.
این ویژگیهای سرویسهای مکانی میبایست در تلفیق خودکار سرویسهای مکانی مد نظر قرار گیرند.
-2-2 چارچوب توسعهی سرویسهای وب معنایی
سرویسهای وب معنایی می توانند در یک چارچوب توسعه ی سرویسهای معنایی محقق شوند. این چارچوب ها امکانات لازم به منظور تشریح سرویس های وب بر اساس مفاهیم هستی شناسی9 را به همراه ابزار لازم به منظور کشف و اجرای سرویسهای مکانی در اختیار استفاده کنندهگان قرار میدهند .[7] در حال حاضر چندین چارچوب توسعهی سرویسهای مکانی نظیر [8] OWL-S، [9] SWSF، [10] IRS-III، [11] WSMO-Lite و [12] WSMO توسعه داده شده و مورد استفاده قرار می گیرند. در میان بستر های مطرح، WSMO از قابلیت بالاتری در زمینه تشریح جنبه های مختلف چرخهی زندگی سرویسهای وب برخوردار است. در این تحقیق، WSMO به عنوان چارچوب توسعهی سرویسهای وب معنایی مورد استفاده قرار گرفته است.
WSMO عبارت است از یک بستر مفهومی به همراه یک خانواده از زبانهای منطقی با نام WSML و یک پیاده سازی پایه با نام WSMO . WSMX تمامی جنبه های سرویس وب معنایی را با استفاده از چهار مولفه هستی شناسی، تشریح سرویس وب10، هدف و میانجی11 تعریف می نماید.
هستی شناسی مفاهیم، ارتباطات، توابع و نمونه های مورد نیاز به منظور تعریف معنایی المانهای موجود در سایر مولفهها را در خود دارد. تشریح سرویس وب تعاریفی است که امکانات ارایه شده توسط سرویس را مشخص مینماید. تشریح سرویس وب خود از یک المان capability، که کارآیی های ارایه شده توسط سرویس را معرفی میکند، و یک یا چند المان interface تشکیل شده است. المان capability کارآییهای ارایه شده توسط سرویس را با استفاده از پیش شرط ها12، فرضیات13، پس شرط ها14 و اثرات15 بیان می نماید. پیش شرط ها و فرضیات مشخص می کنند چه زمان یک سرویس قابل اجرا خواهد بود و پس شرط ها و اثرات مشخص می کنند پس از اجرای سرویس چه اتفاقی در فضای حل مسئله خواهد افتاد.
