什么是云GIS，和網(wǎng)格GIS有什么區(qū)別

所謂云GIS，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。

創(chuàng)新互聯(lián)是一家集網(wǎng)站建設(shè),房山企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),房山品牌網(wǎng)站建設(shè),網(wǎng)站定制,房山網(wǎng)站建設(shè)報價,網(wǎng)絡(luò)營銷,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,房山網(wǎng)站推廣為一體的創(chuàng)新建站企業(yè)，幫助傳統(tǒng)企業(yè)提升企業(yè)形象加強企業(yè)競爭力?？沙浞譂M足這一群體相比中小企業(yè)更為豐富、高端、多元的互聯(lián)網(wǎng)需求。同時我們時刻保持專業(yè)、時尚、前沿，時刻以成就客戶成長自我，堅持不斷學(xué)習(xí)、思考、沉淀、凈化自己，讓我們?yōu)楦嗟钠髽I(yè)打造出實用型網(wǎng)站。

網(wǎng)格(Grid) GIS簡介

它是利用現(xiàn)有的網(wǎng)格技術(shù)、空間信息基礎(chǔ)設(shè)施、空間信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范，形成一個虛擬的空間信息管理與處理環(huán)境，將空間地理分布的、異構(gòu)的各種設(shè)備與系統(tǒng)進行集成，為用戶提供一體化的空間信息應(yīng)用服務(wù)的智能化信息平臺。

網(wǎng)格GIS的特點:異構(gòu)性、動態(tài)性的環(huán)境;跨多管理域(測繪、國土資源、交通、氣象、商務(wù))及多區(qū)域的動態(tài)的資源共享。

網(wǎng)格發(fā)展的基本背景

當今，信息領(lǐng)域正發(fā)生著廣泛而深刻的技術(shù)變革，新概念和新技術(shù)不完善和發(fā)展，如地球信息科學(xué)的發(fā)展，數(shù)字地球概念的提出，GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)走向集成，信息高速公路和Internet網(wǎng)的發(fā)展。Internet網(wǎng)和信息高速公路的飛速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，帶來了分布式應(yīng)用研究以及共享信息和知識需求的不斷增長，必然帶來網(wǎng)絡(luò)GIS的發(fā)展。而現(xiàn)在第3代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——網(wǎng)格技術(shù)的提出和發(fā)展對GIS的發(fā)展更帶來了長遠的影響。特別是1998年1月31日美國前副總統(tǒng)戈爾提出的“數(shù)字地球”戰(zhàn)略，需要對大量的地理信息進行并行計算處理，此時WebGIS的不足顯現(xiàn)出來了，因為它主要通過超鏈接形成超文本，包括實現(xiàn)并行計算功能，而這一點對數(shù)字地球、數(shù)字城市需要的快速計算、信息共享是致命的。網(wǎng)格計算的提出和發(fā)展使得GIS必將朝著網(wǎng)絡(luò)化、標準化、大眾化方向發(fā)展。GridGIS也必將成為“數(shù)字地球”的核心平臺。

“數(shù)字地球”的概念，實際上是網(wǎng)格技術(shù)在地球信息科學(xué)領(lǐng)域的一種體現(xiàn)形式。一切與位置有關(guān)的信息在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，用數(shù)字形式進行描述并存儲成為豐富的資源，通過信息共享技術(shù)，實現(xiàn)“按需索取”的服務(wù)，這種空間信息基礎(chǔ)設(shè)施成為空間信息網(wǎng)格（SIG）。

空間信息網(wǎng)格是空間信息獲取、互操作的基本發(fā)展框架?？臻g信息網(wǎng)格提供了一體化的空間信息獲取、處理與應(yīng)用的基本技術(shù)框架，以及智能化的空間信息處理平臺和基本應(yīng)用環(huán)境。建立分布式、智能化空間計算環(huán)境的基礎(chǔ)是建立基于分布式數(shù)據(jù)庫管理的空間網(wǎng)格計算環(huán)境，也就是實現(xiàn)支持局域、廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下空間信息處理和跨平臺計算，實現(xiàn)支持多用戶數(shù)據(jù)同步處理，實現(xiàn)支持空間數(shù)據(jù)的RPC，實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的互操作，實現(xiàn)支持網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多級分布式協(xié)同工作。

空間信息網(wǎng)格是要利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、協(xié)議規(guī)范、Web和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，為用戶提供一體化的智能空間信息平臺，其目標是創(chuàng)建一種架構(gòu)在OS和Web Service之上的基于Interent的新一代信息平臺和軟件基礎(chǔ)設(shè)施。在這個平臺上，信息的處理是分布式、協(xié)作和智能化的，用戶可以通過單一入口訪問所有信息。信息網(wǎng)格追求的最終目標是能夠做到服務(wù)點播（Service On Demand）和一步到位的服務(wù)。

在GIS領(lǐng)域，基于網(wǎng)格計算理念，研究者提出基于服務(wù)網(wǎng)格的空間信息網(wǎng)格及Grid GIS；國際標準化組織積極推進Grid GIS相關(guān)標準的制訂。一些協(xié)議及標準得到商業(yè)化GIS軟件公司，如ESRI,M apInfo的支持并且取得成效。GIS領(lǐng)域采納互聯(lián)網(wǎng)標準和協(xié)議，如XML，可以將松散結(jié)合的GIS網(wǎng)絡(luò)和地理信息處理服務(wù)結(jié)合在一起，形成空間信息服務(wù)。ESRI積極支持分布式GIS及GIS服務(wù)概念的發(fā)展，Gnet戰(zhàn)略在很多層面都會涉及。在最大的層面是World Wide Web，在最小的層面，是企業(yè)化的World Wide Web。通過網(wǎng)格協(xié)議的支持，多個部門將可以提供多種的和綜合性的服務(wù)，同時共享這些服務(wù)?？梢灾С制髽I(yè)化的開發(fā)，提供了不同分布式體系環(huán)境下構(gòu)建GISWeb Services的開發(fā)組件，可以滿足GridGIS的建立，但是不同商業(yè)化公司所倡導(dǎo)的開發(fā)技術(shù)并不相同，呈現(xiàn)出不斷發(fā)展的態(tài)勢。

GridGIS是空間信息計算環(huán)境和空間信息服務(wù)技術(shù)體系，其是實現(xiàn)空間信息網(wǎng)格的技術(shù)支撐系統(tǒng)，其通過空間信息的標準化，實現(xiàn)空間信息的共享；通過空間分析語義的標準化，實現(xiàn)GIS功能的互操作：通過網(wǎng)格技術(shù)體系的支持，實現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境下GIS功能的共享。

GridGIS要利用現(xiàn)有的OpenGIS的GML標準，Web地圖服務(wù)標準以及網(wǎng)格相關(guān)技術(shù)標準，為用戶提供開放的空間信息計算環(huán)境技術(shù)體系，實現(xiàn)用戶分布式、跨平臺的空間信息計算集成。空間信息計算環(huán)境的研究可以包括空間信息深度計算和空間信息主動計算兩個層次。首先，通過時空屬性融合下的空間作用規(guī)律，建立空間深度計算體系，以獲得空間數(shù)據(jù)分布與模擬；其次，在此基礎(chǔ)上提出以空間智能體為核心的空間智能計算策略，實現(xiàn)空間主動計算體系。

目前，我國已將網(wǎng)格GIS作為信息領(lǐng)域的重點方向進行了深入的研究及成果的推廣及廣泛的應(yīng)用，形成了網(wǎng)格GIS體系結(jié)構(gòu)、標準規(guī)范、關(guān)鍵技術(shù)、軟件平臺、應(yīng)用示范等一系列成果，并在多個領(lǐng)域進行了應(yīng)用。

2008年1月，結(jié)合國內(nèi)外網(wǎng)格計算技術(shù)的前沿研究成果，科技部設(shè)立了“863”計劃項目“網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)軟件及重大應(yīng)用”，該項目制定了網(wǎng)格環(huán)境下異構(gòu)GIS軟件互操作技術(shù)，研究了空間信息網(wǎng)格計算技術(shù)，突破了網(wǎng)格GIS關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出高性能、高可用性的網(wǎng)格GIS應(yīng)用服務(wù)軟件和集成應(yīng)用系統(tǒng)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)格GIS軟件平臺，實現(xiàn)了網(wǎng)格環(huán)境下異構(gòu)GIS互操作和在線共享服務(wù)。

網(wǎng)格GIS相關(guān)標準在“中國地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)格平臺”和“天地圖”等工程中得到較好的應(yīng)用；網(wǎng)格GIS平臺在地質(zhì)調(diào)查信息網(wǎng)格、數(shù)字城市、地理信息公共服務(wù)平臺、數(shù)字流域、數(shù)字油田等平臺中進行了應(yīng)用：網(wǎng)格GIS空間分析與處理技術(shù)已應(yīng)用于林業(yè)信息化建設(shè)、煤礦安全系統(tǒng)、地震應(yīng)急指揮系統(tǒng)建設(shè)中。

可以認為，網(wǎng)格GIS是GIS與網(wǎng)格技術(shù)的有機結(jié)合，是GIS在網(wǎng)格環(huán)境下的一種應(yīng)用，網(wǎng)格GIS的網(wǎng)格環(huán)境必須能夠在新近的硬件和軟件技術(shù)平臺上操作，最終實現(xiàn)GIS網(wǎng)格化。GIS通過網(wǎng)格技術(shù)使功能得到了延伸和拓展，真正成為大眾使用的信息工具，從網(wǎng)格上的任意一個結(jié)點，可以訪問網(wǎng)格上的各種分布式的、具有超媒體特性的地理空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)，進行地理空間分析、查詢，并對復(fù)雜空間問題進行并行計算，以輔助和支持決策。

空間信息網(wǎng)格框架及關(guān)鍵技術(shù)

1.2.4.1空間信息網(wǎng)格框架

空間信息網(wǎng)格提供了一體化的空間信息獲取、處理與應(yīng)用服務(wù)的基本技術(shù)框架以及智能化的空間信息處理平臺和基本應(yīng)用環(huán)境，在該網(wǎng)格中，各種空間信息資源被統(tǒng)一管理和使用，空間信息處理是分布式協(xié)同和智能化的，用戶可以通過單一的邏輯門戶透明地訪問所有空間信息資源(杜娟等，2005)。

美國Globus項目提出的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，采用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)層、網(wǎng)格服務(wù)層、網(wǎng)格應(yīng)用工具層和網(wǎng)格應(yīng)用層的四層結(jié)構(gòu)。美國Argonne國家實驗室、芝加哥大學(xué)、南加州大學(xué)以及IBM公司共同倡議的開放網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)(Open Grid Services Architecture，OGSA)，采用構(gòu)造層、連接層、資源層、協(xié)作層和應(yīng)用層的五層沙漏型結(jié)構(gòu)。

國內(nèi)對于空間信息網(wǎng)格框架的研究，大多是在網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上結(jié)合具體的應(yīng)用需求進行探討。《網(wǎng)格計算與GridGIS體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)探討》一文從GIS集成運算與數(shù)據(jù)共享的角度概括了GridGIS的框架，主要包括應(yīng)用層、中間件層與資源層(姜永發(fā)等，2005)。方金云等(2002)在分析網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)特征的基礎(chǔ)上，提出了網(wǎng)格GIS的5層體系結(jié)構(gòu)模型，并分析了空間(元)數(shù)據(jù)標準、空間服務(wù)標準、分布空間對象技術(shù)、構(gòu)件與構(gòu)件庫技術(shù)、基于框架的互操作技術(shù)、中間件技術(shù)等(圖1.4)。夏曙東等(2002)在CARBA的基礎(chǔ)上提出基于空間智能體(GeoAgent)的空間信息格網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)(圖1.5)，空間信息格網(wǎng)系統(tǒng)中的格網(wǎng)界面Agent(GIAgent)負責(zé)獲取用戶的應(yīng)用服務(wù)請求，記錄用戶個性化信息，以便為用戶提供個性化服務(wù)。格網(wǎng)資源信息獲取Agent(GSICAgent)負責(zé)獲取各個格網(wǎng)節(jié)點的計算資源描述信息，格網(wǎng)系統(tǒng)中的格網(wǎng)資源分配Agent(GSDA-gent)負責(zé)把計算資源分配到各個格網(wǎng)計算Agent(GCAgent)，格網(wǎng)計算Agent分別處理不同的用戶應(yīng)用服務(wù)請求，由數(shù)據(jù)智能體(DataAgent)通過元數(shù)據(jù)庫到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫提取數(shù)據(jù)，提供給計算智能體，最后由格網(wǎng)界面Agent(GI—Agent)負責(zé)為用戶提供一致的處理結(jié)果?？臻g信息格網(wǎng)系統(tǒng)中的格網(wǎng)管理智能體(GMAgent)負責(zé)智能體注冊、命名、訪問控制、生命周期管理等。沈占鋒等(2003)結(jié)合中間件技術(shù)，給出了網(wǎng)格GIS的應(yīng)用架構(gòu)(圖1.6)，整個系統(tǒng)由五層組成，層與層之間有著明顯的層次關(guān)系，而每一層內(nèi)的各單元也可能存在一定的順序關(guān)系。從底層向上分別是基礎(chǔ)層、資源層、控制層、實現(xiàn)層及應(yīng)用層組成。基礎(chǔ)層包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，同時需在此層規(guī)定適合網(wǎng)格GIS體系的特定協(xié)議;資源層指當前系統(tǒng)可用的各種資源，包括本地資源及異地已注冊可利用資源;控制層是整個系統(tǒng)的核心，它指導(dǎo)著系統(tǒng)正確地運行;實現(xiàn)層是系統(tǒng)的具體的實現(xiàn)部分，由各種中間件來協(xié)助完成，各中間件通過可擴展的特定接口與系統(tǒng)連接;最上層是應(yīng)用層，由具體的用戶應(yīng)用界面組成。

圖1.4 五層結(jié)構(gòu)模型(據(jù)方金云等，2002)

圖 1.5 基于空間智能體(GeoAgent)的空間信息格網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)(據(jù)夏曙東等，2002)

圖 1.6 網(wǎng)格 GIS 五層體系架構(gòu)

空間信息網(wǎng)格框架是指空間信息網(wǎng)格的運行體系，在網(wǎng)格系統(tǒng)中，其架構(gòu)體系決定了整個網(wǎng)格的運行穩(wěn)定性與可擴展性。網(wǎng)格架構(gòu)定義了網(wǎng)格內(nèi)及網(wǎng)格結(jié)點間的各種協(xié)議及API，用以指導(dǎo)網(wǎng)格系統(tǒng)及相應(yīng)應(yīng)用程序間的操作(Foster et al.，1999)。雖然目前對體系結(jié)構(gòu)較多的提法，但體系結(jié)構(gòu)的實踐與證明較為缺乏。目前實踐較多的則是由資源層、服務(wù)層和應(yīng)用層構(gòu)成的三層體系結(jié)構(gòu)(圖 1.7)。

(1)資源層構(gòu)成空間信息網(wǎng)格的硬件基礎(chǔ)。該層主要包括各種空間信息獲取儀器(例如航空/航天遙感器、地面遙測設(shè)備等)、存儲設(shè)備(例如大型磁盤陣列)、空間數(shù)據(jù)庫(例如基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、地物光譜數(shù)據(jù)庫等)、信息處理設(shè)備(例如超級計算機、PC、PDA 等)，它們通過 Internet 或各種無線通信設(shè)備實現(xiàn)物理連接。

(2)服務(wù)層提供一個空間信息一體化管理與處理平臺，通過屏蔽資源層中分散、動態(tài)、異構(gòu)的各種資源，從而實現(xiàn)空間信息資源的共享、集成和互操作，為應(yīng)用層提供透明的、一致使用接口，以支持用戶在應(yīng)用層上的開發(fā)。該層主要包括: 遙感信息處理軟件、大型地理信息系統(tǒng)、空間信息搜索引擎、空間數(shù)據(jù)和信息的整合與組織管理、空間信息的在線分析和智能處理以及各種協(xié)議軟件和服務(wù)規(guī)范等。

圖 1.7 網(wǎng)格 GIS 三層體系結(jié)構(gòu)

(3)應(yīng)用層提供一個面向應(yīng)用領(lǐng)域的空間信息集成應(yīng)用環(huán)境。在服務(wù)層的基礎(chǔ)上，用戶可以根據(jù)各自具體的應(yīng)用領(lǐng)域，針對空間信息的使用模式和使用特點，運用相應(yīng)的應(yīng)用軟件工具、應(yīng)用開發(fā)平臺以及空間信息使用政策和協(xié)議等，開發(fā)適用于該領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)。

1.2.4.2 空間信息網(wǎng)格關(guān)鍵技術(shù)

(1)網(wǎng)格計算結(jié)點的構(gòu)建: 地理空間信息網(wǎng)格計算結(jié)點的構(gòu)建技術(shù)是重要的支撐技術(shù)。地理空間信息網(wǎng)格計算結(jié)點主要包括: 計算、通信、存儲等多種技術(shù)組合。為了實現(xiàn)真正意義的資源共享，地理空間信息網(wǎng)格的接口技術(shù)是至關(guān)重要的。在接入網(wǎng)格的每個結(jié)點上應(yīng)運行一個支持網(wǎng)格機制的網(wǎng)格管理軟件，利用此軟件將網(wǎng)格分布于不同地點、松散置放的資源相對緊密地聯(lián)系起來。網(wǎng)格管理軟件應(yīng)定義一系列標準接口，所有實體只要遵循網(wǎng)格管理軟件定義的標準接口，就可以方便地接入網(wǎng)格，成為地理空間信息網(wǎng)格的一個部分。網(wǎng)格管理軟件應(yīng)包括從硬件到應(yīng)用幾乎所有的協(xié)議、標準、規(guī)范、實現(xiàn)程序、檢驗等，與中間件相比，無論是內(nèi)涵還是外延，都要遠遠超出前者。

(2)空間信息語義互操作: 不同領(lǐng)域中廣泛存在的信息語義沖突，極大地限制了空間信息資源的共享和交流。建立空間信息語義網(wǎng)格，把不同領(lǐng)域里已經(jīng)存在的空間信息系統(tǒng)有機地集成一個無縫虛擬的邏輯組織，進而將其擴展并與其他領(lǐng)域的信息系統(tǒng)集成和融合。在利用現(xiàn)有的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施、空間信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范的基礎(chǔ)上，需引入描述空間信息語義的本體系統(tǒng)，為用戶提供基于語義的一體化空間信息應(yīng)用服務(wù)的信息平臺。在這個平臺上，空間信息處理是基于語義和分布式協(xié)作的，用戶可以在空間信息的語義層上，從單一的邏輯門戶透明地對所有空間信息資源實現(xiàn)基于語義的訪問。最終把 Internet 上的空間信息服務(wù)站點在語義層上連接起來，實現(xiàn)基于語義的集成和互操作。

(3)空間信息網(wǎng)格服務(wù): 空間信息網(wǎng)格為用戶提供一體化服務(wù)，對于用戶提出的信息訪問與處理需求，雖然要通過并發(fā)、并行以及先后分離的多個環(huán)節(jié)來共同完成，但對用戶而言，卻只是通過一次請求便可以實現(xiàn)。一體化服務(wù)實現(xiàn)的重要條件是建立空間信息網(wǎng)格服務(wù)規(guī)范，該規(guī)范能夠提供標準的服務(wù)體系結(jié)構(gòu)和公共的接口交換協(xié)議(杜娟等，2005)。

(4)元數(shù)據(jù)管理:良好的表示、存儲、訪問和使用大量資源信息是空間信息網(wǎng)格運行的基本前提。由于空間信息網(wǎng)格中的各種資源在物理上是健分布的，因此需要使用元數(shù)據(jù)來命名、描述、收集、組織和管理?？臻g信息網(wǎng)格中的所有元數(shù)據(jù)構(gòu)成元數(shù)據(jù)目錄。該目錄應(yīng)為空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理打下基礎(chǔ)，為空間信息網(wǎng)格中的各種實體對象建立統(tǒng)一邏輯視圖，為用戶身份認證、數(shù)據(jù)定位、訪問控制、數(shù)據(jù)復(fù)制等提供支持。元數(shù)據(jù)目錄應(yīng)采用具有良好擴展性的層次分布式結(jié)構(gòu)，保證空間信息網(wǎng)格在不斷發(fā)展的情況下，仍能提供高效的元數(shù)據(jù)服務(wù)。

(5)安全機制:由于地理空間信息網(wǎng)格與網(wǎng)絡(luò)有著密切的關(guān)聯(lián)性，而網(wǎng)絡(luò)的開放性又在客觀上導(dǎo)致了網(wǎng)上信息的竊取、篡改、偽裝身份、非法占用等都有成為現(xiàn)實的可能，因此，計算機網(wǎng)絡(luò)遇到的安全或安全威脅，地理空間信息網(wǎng)格也同樣會遇到。如用戶認證、訪問控制、內(nèi)部泄漏、非法入侵，以及數(shù)據(jù)方面(數(shù)據(jù)精度保證、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)不可否認性、數(shù)據(jù)保密性等)的問題。此外，地理空間信息網(wǎng)格還要面對自身特征帶來的安全威脅。地理空間信息網(wǎng)格的充分共享性特征、虛擬抽象性特征、有機集成性特征、合理協(xié)商性特征以及多方參與性特征等決定了該系統(tǒng)除了需要網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、存儲技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)支持外，還有地理空間信息網(wǎng)格自身的接口技術(shù)。地理空間信息網(wǎng)格的接口技術(shù)相對于一般的計算機接口技術(shù)來說要復(fù)雜得多。這是因為在地理空間信息網(wǎng)格資源上還要運行用戶程序，這雖是地理空間信息網(wǎng)格的優(yōu)勢和特點所在，但也帶來了安全問題。隨著地理空間信息網(wǎng)格的構(gòu)建、節(jié)點的增加、規(guī)模的擴大和應(yīng)用的普及，注冊用戶會越來越多，安全問題也會越發(fā)顯現(xiàn)出來，因此對地理信息網(wǎng)格安全機制的研究也就顯得越發(fā)重要。