云計算在GIS中的應(yīng)用

1、云計算在GIS中的應(yīng)用,第二組： 李丹 閆苗苗 任麗麗 王旭 范軍 萬炎炎 安智輝 王旭東 張旭 束同同,云計算在GIS中的應(yīng)用,一.廣義和狹義的云計算 二.云計算原理 三.云計算的主要服務(wù)形式 四.云GIS的應(yīng)用模式 五.云計算的優(yōu)缺點 六.云GIS的發(fā)展趨勢,云計算是什么,云計算（cloud computing）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。 因此，云計算甚至可以讓你體驗每秒10萬億次的運算能力，擁有這么強大的計算能力可以模擬核爆炸、預(yù)測氣候變化和市場發(fā)展趨勢。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。

2、,一.廣義和狹義的云計算,狹義上： IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的資源(硬件、平臺、軟件)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”?！霸啤敝械馁Y源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。這種特性經(jīng)常被稱為像水電一樣使用IT基礎(chǔ)設(shè)施。,廣義上： 服務(wù)的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務(wù)。,云計算的核心思想 其核心思想，是將大量網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算機資源池向用戶按需提供服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”。 “云”中的資

3、源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。,二.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。,二.云計算原理,云計算（Cloud Computing）是網(wǎng)格計算（Grid Computing ）、分布式計算（DistributedComputing）、并行計算（Parallel Computing）、效用計算（Utility Computing）、網(wǎng)絡(luò)存儲（Network Storage Technologies）、虛擬化（Virtualization）、負(fù)載均

4、衡（Load Balance）等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。,三.云計算的主要服務(wù)形式,軟件即服務(wù)(SaaS)(Software as a service) 為客戶提供各種應(yīng)用軟件服務(wù),平臺即服務(wù)(PaaS) (Platform as a service) 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)(Infrastructure as a service) 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),三.云計算的主要服務(wù)形式,軟件即服務(wù)(SaaS)(Software as a service),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

5、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。,三.云計算的主要服務(wù)形式,平臺即服務(wù)(PaaS) (Platform as a service),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Google App Engin

6、e/Sina App Engine,三.云計算的主要服務(wù)形式,基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)(Infrastructure as a service),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Amazon EC2/S3。,空間數(shù)據(jù)的產(chǎn)生單位相對較少，而數(shù)據(jù)使用者眾多且多樣化,GIS的特點,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)多，數(shù)據(jù)量龐大，更新頻度低，適合采用云存儲服務(wù)方式共享,并發(fā)用戶數(shù)很大，但每次使用量較小，適合云計算的大規(guī)模分布式計算,需要海量數(shù)據(jù)

7、存儲，進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)挖掘，適合云計算的并行化分布式處理。,四.云GIS的應(yīng)用模式,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)。,所謂的云GIS ，就是云計算和GIS的結(jié)合，實際上是GIS的平臺軟件、和地理空間信息能夠方便、高效地部署到“云”基礎(chǔ)設(shè)施之上能夠以彈性的、按需獲取的方式提供最廣泛的基于Web的服務(wù)。,兩種模式的對比,四.云GIS的應(yīng)用模式,.云GIS應(yīng)用模式,云 GIS 應(yīng) 用 模 式,信息地理內(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),四.云GIS的應(yīng)用模式,四大廠商的研究進展

8、 Esri:過渡市場，向應(yīng)用行進 2011年6月8日全球最大的GIS基礎(chǔ)平臺軟件開發(fā)商Esri在北京成立首個駐外研發(fā)中心，這意味著Esri在關(guān)注中國GIS發(fā)展二十多年后開始真正落步中國市場。其負(fù)責(zé)人表示“Esri研發(fā)中心做的東西會對中國有一定的針對性，會根據(jù)中國的情況進行創(chuàng)新，但是這些創(chuàng)新能夠拿出去讓全世界的用戶使用?！庇纱?，Esri(北京)軟件研發(fā)中心的思路一目了然根系Esri主體，嫁接中國市場，兩邊產(chǎn)果。 “Esri要做的是把公有云的技術(shù)落實到中國私有云的市場上，這是目前比較實際的方向?！?在私有云上，Esri正在和VCE合作，部分AcrGIS產(chǎn)品已經(jīng)在其云計算平臺上完成了驗證，并在為客戶

9、提供一些私有云解決方案。在公有云上，有一個正在執(zhí)行的數(shù)字城市項目。在應(yīng)用上，Esri中國正在積極開拓市場，目前還處在探索的階段，云GIS要形成完整的“產(chǎn)品-價值”鏈還需時日。,四.云GIS的應(yīng)用模式,超圖：云飄久矣，雨將至 作為國產(chǎn)GIS的領(lǐng)軍企業(yè)，超圖公司負(fù)責(zé)人表示“超圖軟件的未來是成為云GIS平臺的供應(yīng)商”，超圖公司副總裁王康弘亦表示“在云計算大潮下，超圖軟件會從傳統(tǒng)軟件型企業(yè)走向服務(wù)型企業(yè)”。超圖在“動作”之前就已經(jīng)把握好了云GIS的切入點，云服務(wù)必將成為超圖除平臺軟件和應(yīng)用軟件外的另一主要業(yè)務(wù)方向。在研發(fā)軟件，提升自身技術(shù)水平的同時，超圖積極和IBM、紅帽、微軟等云計算平臺廠商和國內(nèi)的

10、云計算中心合作。在私有云方向，SuperMap iServer可用GIS服務(wù)器軟件已在IBM、Red Hat云計算平臺上完成測試，并將數(shù)字城市共享服務(wù)平臺SuperMap SGS 6成功部署在其云平臺上。在公有云方向，超圖在微軟公有云平臺Azure上建立了技術(shù)演示站點，與國內(nèi)云計算中心合作的GIS云服務(wù)平臺也在緊鑼密鼓的建設(shè)之中。,四.云GIS的應(yīng)用模式,中地數(shù)碼：技術(shù)創(chuàng)新與趨勢應(yīng)用并舉 作為國內(nèi)優(yōu)秀的GIS平臺和解決方案提供商，中地數(shù)碼在云GIS的實踐上走在產(chǎn)業(yè)前沿，其具備云GIS技術(shù)架構(gòu)的產(chǎn)品MapGIS K9 SP3于今年4月發(fā)布。據(jù)中地數(shù)碼執(zhí)行總裁謝忠介紹，中地目前承擔(dān)有網(wǎng)格地理信息系

11、統(tǒng)等多個國家和部委級項目以及全國幾十個城市的地理信息共享服務(wù)平臺項目，這些項目都涉及云GIS架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。中地經(jīng)過項目攻關(guān)，提出了懸浮式SOA體系架構(gòu)，并研發(fā)出MapGIS GIS云引擎，該引擎采用微內(nèi)核群技術(shù)實現(xiàn)了功能與數(shù)據(jù)的分離、功能與功能可搭建和聚合、功能與服務(wù)可遷移等，為構(gòu)建云GIS平臺提供了技術(shù)基礎(chǔ)。同時，中地公司還在城市的公安、電信、國土、市政、地質(zhì)、氣象等行業(yè)也采用云GIS相關(guān)架構(gòu)和技術(shù)構(gòu)建了相應(yīng)的系統(tǒng)和服務(wù)，并取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。,四.云GIS的應(yīng)用模式,武大吉奧：云GIS的現(xiàn)在進行時 武大吉奧是國內(nèi)領(lǐng)先的GIS信息化企業(yè)，其在2009年7月科技部組織的“地球空間信息

12、系統(tǒng)技術(shù)”方向戰(zhàn)略規(guī)劃研究會上，提出了云計算地理信息服務(wù)的規(guī)劃方向，并制定了發(fā)展云計算的地理信息服務(wù)平臺GeoCloud，其重點是把現(xiàn)有的基于SOA的軟件部署在云中為用戶提供在線軟件服務(wù)。同時，GeoGlobeSDK也將部署在云中，讓開發(fā)者可以在云計算環(huán)境下開發(fā)應(yīng)用程序。2010年武大吉奧公司進一步細化了其“云騰計劃”，確立了未來基于云計算的技術(shù)發(fā)展方向。據(jù)武大吉奧執(zhí)行總工黃俊韜介紹，當(dāng)前公司重點從地理信息云存儲、云管理兩個方面著手進行軟件開發(fā)，并逐步將其應(yīng)用于國家地理信息公共服務(wù)平臺公眾版“天地圖”。在數(shù)字規(guī)劃、國土一張圖、數(shù)字化城市管理、數(shù)字行政中心等行業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，云GIS方向的數(shù)字城

13、市建設(shè)亦在規(guī)劃之列。,從幾大GIS企業(yè)的發(fā)展思路中不難看出，“GIS+云”不再只是紙上談兵的空殼，它已經(jīng)成為一種新的可應(yīng)用模式被紛紛實踐。Esri在私有云GIS服務(wù)上的探索，超圖在數(shù)字城市上的云GIS實踐，中地數(shù)碼在GIS云引擎上的創(chuàng)新，武大吉奧在云存儲和管理上的研究等都將使這一模式不斷得到驗證。,四.云GIS的應(yīng)用模式,.云GIS應(yīng)用實例,四.云GIS的應(yīng)用模式,.云GIS應(yīng)用實例,Esri 提供的云計算應(yīng)用模型，概括如下： （1）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。 （2）軟件即服務(wù)： 針對 S

14、aaS Esri 目前提供了 Esri BusinessAnalyst Online，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 BusinessAnalyst Online，用戶不需要擔(dān)心數(shù)據(jù)管理和技術(shù)更新。 （3）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ArcGIS Web Mapping APIS 來提供，并在 ArcGIS Online 中實現(xiàn)管理。 （4）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，Es

15、ri 提供了 ArcGIS Online Map 和 GIS Services，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。,四.云GIS的應(yīng)用模式,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及社會各界對于以地圖為代表的空間信息需求的不斷增長，地理信息產(chǎn)業(yè)迎來了一個高速發(fā)展時期。據(jù)中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2012年我國地理信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已突破2000億元，增長率超過30%。到“十二五”末，這個數(shù)字還有望超過4000億元。產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，必然需要大量高質(zhì)量專業(yè)人才的不斷加入。高校作為行業(yè)人才的培養(yǎng)基地，近年來也在不斷探索新的教學(xué)思路，以期更好地滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才需求。 近年來，云GIS、移動G

16、IS等新技術(shù)的迅速發(fā)展，為產(chǎn)業(yè)注入了新的活力，也為GIS的應(yīng)用帶來了更多可能。北京聯(lián)合大學(xué)敏銳地捕捉到了這一行業(yè)發(fā)展趨勢，經(jīng)過多方調(diào)研，決定搭建一個基于GIS技術(shù)的云平臺，對內(nèi)向全校教職員工及學(xué)生提供一個學(xué)習(xí)與交流的平臺，對外普及地理信息科學(xué)相關(guān)知識，展示科研成果。 聯(lián)大的云GIS門戶是基于全球最大的GIS技術(shù)與服務(wù)提供商Esri公司的Portal for ArcGIS產(chǎn)品搭建而成的私有云平臺。這個云門戶與傳統(tǒng)的GIS軟件相比，操作更加簡單，內(nèi)容的發(fā)布與分享更加便捷。,四.云GIS的應(yīng)用模式,SuperMap iPortal 7C是基于云計算的可定制地理信息門戶平臺，提供快速的GIS資源發(fā)現(xiàn)能

17、力、豐富的GIS資源整合能力，以及靈活的多終端協(xié)同工作能力，支持虛擬化平臺下的分發(fā)、部署、遷移和管理，可以協(xié)助快速構(gòu)建行業(yè)云門戶或打造屬于組織、單位的特色私有云門戶。 安全、穩(wěn)定、可定制的全新GIS云服務(wù)門戶平臺，提供全功能GIS服務(wù)，協(xié)助快速構(gòu)建行業(yè)云門戶或打造組織、單位內(nèi)的私有云門戶強大的云能力，支持虛擬化平臺下的分發(fā)、部署、遷移、管理和智能伸縮，從而充分利用云計算的優(yōu)勢，提升應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性和橫向擴展能力實現(xiàn)資源節(jié)約。 豐富的GIS資源整合、快速的GIS資源發(fā)現(xiàn)，專業(yè)的在線制圖與協(xié)同編輯、完備的運維管理以及多終端協(xié)同工作能力，形成快捷的地理信息整合與分享機制，提高組織工作效率,五.云計算

18、的優(yōu)缺點,1.云計算的優(yōu)點,超大規(guī)模。云具有相當(dāng)大的規(guī)模， 云能賦予用戶前所未有的計算能力。 (2) 虛擬化。云計算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。 (3) 高可靠性?！霸啤笔褂昧藬?shù)據(jù)多副本容錯、計算節(jié)點同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性，使用云計算比使用本地計算機可靠。 (4) 通用性。云計算不針對特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個“云”可以同時支撐不同的應(yīng)用運行。 (5) 高可擴展性。“云”的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。 (6) 按需服務(wù)?！霸啤笔且粋€龐大的資源池，你按需購買;云可以象自來水，電，煤氣那樣計費。 (7) 極其廉價

19、。由于“云”的特殊容錯措施可以采用極其廉價的節(jié)點來構(gòu)成云，“云”的自動化集中式管理使大量企業(yè)無需負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢，經(jīng)常只要花費幾百美元、幾天時間就能完成以前需要數(shù)萬美元、數(shù)月時間才能完成的任務(wù)。,五.云計算的優(yōu)缺點,2.云計算的缺點,(1)數(shù)據(jù)隱私問題：如何保證存放在云服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)隱私，不被非法利用，不僅需要技術(shù)的改進，也需要法律的進一步完善。 (2)數(shù)據(jù)安全性：有些數(shù)據(jù)是企業(yè)的商業(yè)機密，數(shù)據(jù)的安全性關(guān)系到企業(yè)的生存和發(fā)展。云計算數(shù)據(jù)的安全性問題解決不了會影響云計算在企業(yè)中的應(yīng)用。 (3)用戶使用習(xí)慣：如何改變用戶的使用習(xí)慣，使用戶適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化的軟硬件應(yīng)用是長期而艱巨的挑戰(zhàn)。 (4)網(wǎng)絡(luò)傳輸問題：云計算服務(wù)依賴網(wǎng)絡(luò)，目前網(wǎng)速低且不穩(wěn)定，使云應(yīng)用的性能不高。云計算的普及依賴網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。,六.云GIS的發(fā)展趨勢,（1）公有云 它是現(xiàn)在最主流，最受歡迎的云計算模式，它是一種對公眾開放的云服務(wù)。云計算服務(wù)提供商為公眾提供服務(wù)的云計算平臺，他的服務(wù)對象是公眾，理論上任何人都可以通過授權(quán)進入該平臺，并得到相應(yīng)的服務(wù)。它能支撐數(shù)目龐大的請求，而且因為規(guī)模的優(yōu)勢，成本偏低。公有云由云供應(yīng)商運行，用戶只需為其所用的資源付費，無需前期