ABSTRACT

Global change refers to changes in the relationship between humans and nature. It is desirable to actively integrate human social activities into the unified framework of global change so that their mutual relations and functional mechanisms can be understood. This complicated issue necessitates an appropriate method allowing domain experts to collaboratively contribute their knowledge to geoscientific research. Also, an efficient approach to optimize experimentation is of great importance. The reproducibility of research methods and results needs to be improved to boost the sharing of geographic knowledge and resources. This paper proposes a versioned geoscientific workflow and characterizes its full lifecycle using Virtual Geographic Environments, intending to facilitate and improve research related to the interactions between global change and human activities. The geoscientific workflow management is realized using the concept of version management, making geographic simulation methods and computational results easily reproducible and extendable. The sharing and reuse of geographic knowledge in various forms are archived through version management of geoscientific workflows. A versatile prototype system is implemented which enables the visual modeling of geoscientific workflows, the interactive optimization and collaborative evaluation of geoscientific workflows at runtime, the multi-dimensional dynamic visualization of geo-workflow outputs, and role-based access control for data security.

摘要

全球变化是指人与自然之间关系的变化。希望积极地将人类社会活动纳入全球变化的统一框架中，以便可以理解其相互关系和功能机制。这个复杂的问题需要一种适当的方法，使领域专家可以共同为地理科学研究提供知识。而且，优化实验的有效方法也非常重要。研究方法和结果的可重复性需要改进，以促进地理知识和资源的共享。本文提出了一个版本化的地球科学工作流程，并使用虚拟地理环境描述了其整个生命周期，旨在促进和改善与全球变化与人类活动之间的相互作用有关的研究。地理科学工作流管理是使用版本管理的概念实现的，从而使地理模拟方法和计算结果易于再现和扩展。通过地理科学工作流程的版本管理，可以以各种形式共享和重复使用地理知识。实现了一个通用的原型系统，该系统可以对地球科学工作流进行可视化建模，在运行时对地球科学工作流进行交互式优化和协作评估，对地理工作流输出进行多维动态可视化，以及基于角色的数据安全访问控制。地理科学工作流管理是使用版本管理的概念实现的，从而使地理模拟方法和计算结果易于再现和扩展。通过地理科学工作流程的版本管理，可以以各种形式共享和重复使用地理知识。实现了一个通用的原型系统，该系统可以对地球科学工作流进行可视化建模，在运行时对地球科学工作流进行交互式优化和协作评估，对地理工作流输出进行多维动态可视化，以及基于角色的数据安全访问控制。地理科学工作流管理是使用版本管理的概念实现的，从而使地理模拟方法和计算结果易于再现和扩展。通过地理科学工作流程的版本管理，可以以各种形式共享和重复使用地理知识。实现了一个通用的原型系统，该系统可以对地球科学工作流进行可视化建模，在运行时对地球科学工作流进行交互式优化和协作评估，对地理工作流输出进行多维动态可视化，以及基于角色的数据安全访问控制。通过地理科学工作流程的版本管理，可以以各种形式共享和重复使用地理知识。实现了一个通用的原型系统，该系统可以对地球科学工作流进行可视化建模，在运行时对地球科学工作流进行交互式优化和协作评估，对地理工作流输出进行多维动态可视化，以及基于角色的数据安全访问控制。通过地理科学工作流程的版本管理，可以以各种形式共享和重复使用地理知识。实现了一个通用的原型系统，该系统可以对地球科学工作流进行可视化建模，在运行时对地球科学工作流进行交互式优化和协作评估，对地理工作流输出进行多维动态可视化，以及基于角色的数据安全访问控制。