云計算在GIS中的應(yīng)用

$云計算在GIS中的應(yīng)用（CloudGIS）

2024/8/51云計算在GIS中的應(yīng)用一、云計算是什么二、云計算的主要服務(wù)形式三、云環(huán)境下的GIS發(fā)展需求四、云GIS的應(yīng)用模式五、云計算的優(yōu)缺點六、參考文獻2024/8/52云計算是什么云計算（cloudcomputing）是一種基于因特網(wǎng)的超級計算模式，在遠程的數(shù)據(jù)中心里，成千上萬臺電腦和服務(wù)器連接成一片電腦云。云計算甚至可以讓你體驗每秒10萬億次的運算能力。用戶通過電腦、筆記本、手機等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進行運算。2024/8/53云計算原理云計算的基本原理是，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務(wù)器中，使企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。2024/8/54二、云計算的主要服務(wù)形式軟件即服務(wù)(SaaS)(Softwareasaservice)為客戶提供各種應(yīng)用軟件服務(wù)平臺即服務(wù)(PaaS)(Platformasaservice)通過平臺為客戶提供一站式服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)(Infrastructureasaservice)為客戶提供網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲一體化的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)2024/8/55云計算的主要服務(wù)形式軟件即服務(wù)(SaaS)(Softwareasaservice)SaaS軟件即服務(wù)，即利用云計算技術(shù)包裝服務(wù)，將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上，用戶根據(jù)需求通過互聯(lián)網(wǎng)向廠商訂購應(yīng)用軟件服務(wù)，服務(wù)提供商根據(jù)客戶所定軟件的數(shù)量、時間的長短等因素收費，這種服務(wù)是通過瀏覽器向客戶提供，它們是在線服務(wù)的應(yīng)用程序，而不是傳統(tǒng)的外部軟件。比如各種OA系統(tǒng)，在線office等。但已由簡單的文檔管理和流轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)的分析轉(zhuǎn)移。2024/8/56云計算的主要服務(wù)形式平臺即服務(wù)(PaaS)(Platformasaservice)平臺即服務(wù)是通過網(wǎng)絡(luò)把軟件開發(fā)平臺作為一種服務(wù)來提供的商業(yè)模式。平臺即服務(wù)實際上是軟件即服務(wù)提交模式的一個產(chǎn)物。平臺即服務(wù)模式提供了建設(shè)、交付、維護Web應(yīng)用服務(wù)的一個完整生命周期。比如GoogleAppEngine/SinaAppEngine基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)(Infrastructureasaservice)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)是把計算機基礎(chǔ)設(shè)施（通常是一個平臺的虛擬化環(huán)境）作為服務(wù)提供。這些基礎(chǔ)設(shè)施包括計算機的硬件、存儲設(shè)備，操作系統(tǒng)等?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)也叫硬件即服務(wù)（LaaS），它是云計算服務(wù)可以利用的最低級別的服務(wù)。比如AmazonEC2/S3。2024/8/57三、云環(huán)境下的GIS發(fā)展需求傳統(tǒng)GIS的地理計算依賴于靜態(tài)的物理系統(tǒng)無法滿足海量地理數(shù)據(jù)高性能計算；地理數(shù)據(jù)存儲地理數(shù)據(jù)計算地理信息服務(wù)傳統(tǒng)GIS存儲不具有可伸縮性無法滿足海量地理數(shù)據(jù)在高并發(fā)情況下的地理信息服務(wù)要求傳統(tǒng)的地理信息系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一的平臺和地理信息共享機制將導(dǎo)致地理信息資源難以共享，出現(xiàn)“信息孤島”等問題

傳統(tǒng)GIS

云計算高可靠、高吞吐和可伸縮的新型地理數(shù)據(jù)存儲技術(shù)基于虛擬集群這一新型云計算設(shè)施的可伸縮地理數(shù)據(jù)計算技術(shù)松耦合數(shù)據(jù)、功能、服務(wù)的全共享服務(wù)可聚合、可遷移2024/8/58四、云GIS的應(yīng)用模式1.云GIS概念云GIS是指以云計算理論和技術(shù)作為指導(dǎo)，以網(wǎng)絡(luò)為中心的地理信息系統(tǒng)。就是將云計算的各種特征用于支撐地理空間信息的各要素，包括建模、存儲、處理等等，從而改變用戶傳統(tǒng)的GIS應(yīng)用方法和建設(shè)模式，以一種更加友好的方式，高效率、低成本的使用地理信息資源。2024/8/59云GIS的應(yīng)用模式云GIS應(yīng)用模式地理信息內(nèi)容即服務(wù)地理信息軟件即服務(wù)地理信息平臺即服務(wù)地理信息基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)2024/8/510云GIS的應(yīng)用模式Esri提供的云計算應(yīng)用模型，概括如下：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)：云端地圖切片服務(wù)，緩存地圖切片可以上傳到云端，并在云端建立數(shù)據(jù)中心。用戶可以把緩存的地圖放在亞馬遜的云端數(shù)據(jù)中心。軟件即服務(wù)：針對SaaSEsri目前提供了EsriBusinessAnalystOnline，允許用戶將GIS技術(shù)結(jié)合整個美國的大量的統(tǒng)計專題、消費者數(shù)據(jù)，以及商業(yè)數(shù)據(jù)。這樣可以實現(xiàn)按需分析，實現(xiàn)報表和地圖通過Web進行傳遞。Esri維護BusinessAnalystOnline，用戶不需要擔(dān)心數(shù)據(jù)管理和技術(shù)更新。平臺即服務(wù)：Esri將此內(nèi)容和功能擴展至Esri的PasS上，并通過ArcGISWebMappingAPIS來提供，并在ArcGISOnline中實現(xiàn)管理。內(nèi)容即服務(wù)：Esri提供了軟件加服務(wù)的模式，可以讓用戶按需配置自己所需要的服務(wù)。為此，Esri提供了ArcGISOnlineMap和GISServices，使用戶可以快速實現(xiàn)制圖設(shè)計，訪問無縫的基礎(chǔ)地圖。2024/8/511六、云GIS的關(guān)鍵技術(shù)異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成技術(shù)異構(gòu)功能資源的集成異構(gòu)功能資源的互操作與搭建式開發(fā)技術(shù)2024/8/512異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成技術(shù)（1）對既有空間數(shù)據(jù)庫的集成

建立接入云GIS環(huán)境的所有節(jié)點上的空間數(shù)據(jù)庫建立全局索引，實現(xiàn)空間查詢的處理和優(yōu)化，即自動將全局空間查詢語言轉(zhuǎn)換為參與空間數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的局部子查詢，并生成最優(yōu)的查詢執(zhí)行計劃，交付給有關(guān)的機器執(zhí)行，并將綜合返回的結(jié)果再返回給全局用戶。（2）對新產(chǎn)生的空間數(shù)據(jù)庫的集成采用云GIS空間數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理，空間數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建過程將異構(gòu)的GIS數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等經(jīng)過數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)加載等環(huán)節(jié)得到面向主題的、多時相的、集成的空間數(shù)據(jù)信息?？臻g數(shù)據(jù)中心在數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上，引入空間維數(shù)據(jù)，增加對空間數(shù)據(jù)的存貯、管理和分析能力，根據(jù)主題從不同的GIS應(yīng)用系統(tǒng)中抽取不同規(guī)模時空尺度上的信息，從而為各種不同的GIS應(yīng)用提供更好的空間數(shù)據(jù)服務(wù)。2024/8/513異構(gòu)功能資源的集成從GIS系統(tǒng)功能的共性和可變性角度，GIS系統(tǒng)功能可以劃分為通用基本功能、領(lǐng)域共性功能、應(yīng)用專有功能。不同的GIS應(yīng)用系統(tǒng)對于功能資源的粒度需求有所不同，因此功能倉庫按照多粒度對功能資源進行組織，主要有功能組件倉庫，功能插件倉庫、功能流程倉庫3個層次。功能倉庫是在目錄系統(tǒng)上實現(xiàn)的對功能的倉庫式管理，各種功能通過多個目錄規(guī)則被分門別類地組織起來。提供對各種異構(gòu)功能的調(diào)用機制；提供專門的元數(shù)據(jù)部分影響目錄系統(tǒng)在界面上的表現(xiàn)及定義功能的界面事件；提供查詢與檢索機制，在功能倉庫中的節(jié)點，不管是直接定位的還是間接搜索出的，都可以直接支持應(yīng)用。2024/8/514異構(gòu)功能資源的互操作與搭建式開發(fā)技術(shù)云GIS通過WebService技術(shù)實現(xiàn)了分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的GIS集成和互操作。通過WebService屏蔽了功能資源的異構(gòu)性，不僅可以實現(xiàn)異構(gòu)的GIS功能資源的互操作，還能實現(xiàn)GIS功能資源與非空間信息資源的互操作。將GISWeb服務(wù)組合規(guī)范與工作流技術(shù)相結(jié)合，可以實現(xiàn)分布式空間信息功能流程的復(fù)用和集成。在工作流的執(zhí)行過程中，文件、資料和任務(wù)按照一定的規(guī)則流動，實現(xiàn)組織成員之間的協(xié)調(diào)工作，以達到業(yè)務(wù)整體目標。2024/8/515五、云GIS優(yōu)點與傳統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和運行平臺相比，云GIS平臺提供的開發(fā)與運行服務(wù)具有如下優(yōu)點：云GIS平臺提供的開發(fā)接口更加標準化，同時云GIS平臺提供多種開發(fā)模式可以幫助，開發(fā)人員可以在較短時間完成GIS應(yīng)用的開發(fā)任務(wù)，從而縮短GIS應(yīng)用的開發(fā)周期：由于運行與開發(fā)環(huán)境的緊密結(jié)合，開發(fā)人員不必擔(dān)心GIS應(yīng)用的兼容性問題；開發(fā)人員無需關(guān)注GIS應(yīng)用的可伸縮性和資源占用，這些都有云計算環(huán)境來提供。開發(fā)人員只需要專注與業(yè)務(wù)本身。2024/8/516參考文獻Wan

B;Yang

L

Data

center:GIS

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Data

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2009(03)Zhou

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S;Fang

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center2010(03)Xu

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W;Xie

Z;Huang

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Research

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datacenter

2006(05)HP

neoview

workload

management

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2008Armbrust

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A;Griffith

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2009SyedKhairuzzamanTanbccr,Chowd