GIS与云计算的融合--云GIS的诞生

时间：2020-05-09 01:18:33 阅读：65 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

地理信息系统（geographicinformationsystem，GIS）在发展壮大的每一环节都备受电子计算机技术发展的影响。伴随着高分辨率传感器、合成孔径雷达（syntheticapertureradar,SAR）、激光雷达（lightdetectionandranging，LiDAR）等的广泛运用，GIS正遭遇数据信息聚集、时空聚集、测算聚集、分布式系统等层面的挑战，亟需一种更为适于的测算技术，出示即时适于的IT资源（resource），来支撑大量室内空间自然地理数据信息的发现、获得、解决和运用，并考虑多智能终端、超大型用户数量的分布式系统浏览。云计算做为兴盛的测算技术和服务宗旨，因其按需自服务项目、跨互联网浏览、资源池化、动态性可伸缩式、按使用付钱等特点，解决了大数据产业基础设施建设聚合运用、高可伸缩等难点，并快速在各个领域获得运用。
云计算的盛行为GIS产生了新的发展壮大机会，云计算技术的导入终将进一步促进GIS的发展壮大，云GIS就是GIS与云计算融合的成效。
云GIS指的是由自然地理空间驱动器并根据时光标准展开提升的云计算方式，使分布式计算自然环境中的自然地理空间发现和云计算变成将会。其本质是将GIS的平台、手机软件和自然地理空间数据便捷、高效率地布署到以云计算为支撑的“云”基础设施建设之中，以延展性的、按需获得的方法出示最普遍的根据Web的服务项目。
云GIS系统由云计算来支持，可直观了解为由布署在云环境中的GIS系统，提供不一样层级的GIS云服务器。因而，云GIS具备与云计算类似的服务项目方式和布署方式。典型性的云GIS服务项目方式有四种，基础设施建设即服务项目（infrastructureasaservice，IaaS）方式将最底层的测算和储存等多种资源做为服务项目出示给客户；平台即服务项目（platformasaservice，PaaS）方式将运用的开发设计或布署平台做为服务项目出示给客户；软件即服务（softwareasaservice，SaaS）方式将GIS运用以Web服务的方法出示给客户；数据信息即服务项目（dataasaservice，DaaS）方式将自然地理时空大数据信息做为服务项目出示给客户。
云GIS根据云计算的基础设施建设搭建，其布署方式有云计算平台、私有云存储和IT混合云。公有制云GIS以规模效益、成本费便宜、对外开放双赢的特性，变成关键的云GIS平台。公有制云GIS的基础设施建设朝向群众对外开放（但不意味着完全免费）应用。独享云GIS的基础设施建设仅出示给将会包括好几个客户或业务流程模块的企业內部应用，不容易遭受服务器带宽、安全性顾虑、政策法规限定等的危害，非常适于保密单位。IT混合云由2个或2个之上不一样的云基础设施建设（私有云存储或云计算平台）构成，根据规范化的或特有的技术完成不一样云上数据信息和运用的可扩展性，是在私有云存储的安全系数和隐秘性与云计算平台的开放式和协调能力中间衡量的结果。企业能够将安全等级较高的数据信息或运用布署到独享云GIS上，将非保密、安全性规定较低的运用布署到公有制云GIS内以控制成本。
云GIS为GIS行业产生极大的使用价值。云GIS运用云计算出示的高可用性基础设施建设，解决了GIS遭遇的数据信息聚集、测算聚集、并发聚集、时空聚集等难题的挑战。云计算使GIS系统具有分布式系统、分布式系统并行计算和分布式系统语言表达能力，考虑空间数据的所在位置关联性与大量多源异构特性对GIS系统特性的要求。云GIS平台运用云计算规模化资源运用方式，出示“即拿即用”的应用方法，根据互联网就可以随时获得GIS作用，产生更性能卓越、更成本低的GIS运用。
云GIS建设了解
尽管云GIS技术早已进入了完善发展壮大环节，可是因为客户对云计算的技术核心理念了解不一样、技术发展壮大侧重点不一样，在云GIS建设前期，大概可分成三种不一样的建设构思。
技术观望
云计算技术从定义明确提出到项目招商早已发展壮大了10好几个年头，许多 GIS客户依然觉得本身对基本云计算技术并不了解，都不善于。许多人觉得只有“大实体企业”才可以真实完成云计算的建设经营，并且相近区县市级单位、公司等“小规模企业”的费用预算经费预算很少，沒有工作能力建设云GIS，也用不上云GIS。
实际上云GIS技术是根据云计算技术与GIS技术融合发展而成的，从商业服务的VMware技术到开源系统的OpenStack技术，云计算技术早已非常完善。伴随着基本云平台作用的多元性和可靠性愈来愈强，云计算商品也获得了大量完善硬件软件生产商的技术适于，另外云计算制造行业解决方法在具体的生产制造运用实例也愈来愈多。现如今，流行的GIS从业人员也在探寻、累积云GIS的搭建、运用、管理心得，发布了相当出色的云GIS商品及根据云GIS的制造行业解决方法，更关键的是，云计算技术的特性和构架优点能够大幅度推动传统式GIS运用的改善。
虚拟化技术
许多客户对云计算的了解还滞留在虚拟化技术，她们觉得云GIS实际上便是将传统式的GIS平台软件运行环境从物理服务器移植到虚拟机中。
云计算技术是一个巨大的管理体系构架，如何把测算、互联网和服务器资源池化管理，怎样完成虚拟机的动态性伸缩式和转移，如何把GIS技术运用到云计算的分布式系统、分布式计算技术特点，怎样对几百台GIS云服务器展开监控预警，怎么才能精准定位和确诊系统日志，这些，全是云GIS必须关心和处理的难题。
虚拟化技术是云计算的关键基础，可是单纯的虚拟化技术并不能充分发挥云计算的优点，只是将虚拟化技术等同于云计算显而易见不是精确的。
一步到位
还有很多客户早已认同云GIS技术发展的成熟性，也对建设云GIS满怀信心，可是她们觉得建设云GIS项目流程务必挑选最佳的网络服务器、最大的配备主要参数、最完善的基础云平台的功能服务项目部件和GIS云平台商品，一步到位才算是建设云GIS的必需方式。
“横向的延展性拓展”是云计算更为关键的技术优点。在云GIS建设全过程中，并不建议客户完成一步到位，简单化、阶段性、可持续性的建设构思才算是科学研究的技术线路。
云计算建设中相当大的创新便是适于x86构架的网络服务器而非常规项目流程的小型服务器，另外云计算技术除开适于单独服务器空间的竖向拓展（scale-up）以外，更关键的是适于集群服务器的横向拓展（scale-out），因此在比较有限的资金预算、适当的资源需求条件下，应简单化地展开云GIS建设，从一朵“小云”开始，逐渐拓展，持续发展壮大成一片“大云”。流行的基础云平台管理体系尽管在持续拓展和健全，可是在建设云GIS项目流程中只需要关键的首选部件就可以，事后还可以依据持续发展壮大的要求完成拓展和升级。GIS平台包含GIS网络服务器、GIS门户网、GIS端（桌面端、Web端、手机端）及云GIS管理工具，客户能够采用全部GIS云平台结构总体解决方法，还可以选装适于应用领域的首选商品。
云GIS建设流程
云GIS项目流程的建设，最先从设计规划开始。由于云GIS系统是一个费时、费力、技术成本费和资本成本相对较高的系统，因此不可以盲目跟风建设，一旦进错方位推倒重来，必定会导致更大的损害和资源浪费。因此在设计规划环节，必须确立云GIS项目流程的建设总体目标、基础种类、结构分析，随后对每个层级展开成本分析报告、技术剖析，为云GIS项目流程出示一个相当强有力的建设基础。
总体方案设计
总体方案设计是以全局性的视角设计系统的整体方案。尽管它并不处理实际难题，可是能够在比较有限的资金预算、明确的运用要求标准下，挑选更为合适的技术计划方案，掌握云GIS系统的建设方向。总体方案设计是防止系统建设迷失方向乃至推倒重来的首要保证。
1）以GIS运用为管理中心，明确目标
2）考虑资金预算，明确“云”种类
3）融合本身技术和业务流程运用，细致整体规划“云”平台
4）安全性，起源于设计方案
架构设计
云计算提供了经典的基础设施建设即服务项目（IaaS）、平台即服务项目（PaaS）和软件即服务（SaaS）三层架构，云GIS系统构架在承继三层架构的基础上融合GIS的技术特性展开演变升级，下图1所示。
技术图片

基础设施建设层首要根据基础云平台对硬件平台展开池化管理方法，完成基础的云计算作用。云GIS资源管理器是联接基本云平台与GIS软件平台的媒体，真实完成了云GIS项目流程的数据共享。云GIS资源管理器完成包含对GIS资源、GIS镜像系统、GIS服务项目的管理、监控等工作中。
由于GIS信息量大，数据信息类型复杂，相较别的技术行业对数据信息的依赖感更强，对数据信息的浏览多以服务项目主导，因此制造行业内也将网络服务（DaaS）做为一个十分重要的建设流程。
平台服务项目层除去包括Web分布式数据库、开发环境、云环境运作时等基础平台服务项目外，还包含GIS服务项目、GIS门户网、GISSDK、空间数据库。这种平台提供了GIS数据信息、服务项目及拓展开发工具。
云GIS系统的网络层，则提供了布署在云、端不同种类的GIS运用，如考虑绘图业务流程要求的桌面上端运用、布署在Web、移动端运用，及其可跨平台布署的三维运用等。
成本分析报告
有关云GIS项目流程的建设成本费，传统式认知能力中将会觉得硬件配置成本费做为首要考虑要素，依照传统式的GIS项目流程购置平台就可以考虑，它是一种典型性的理解误区。针对云GIS系统而言，除去硬件配置成本费外，其成本费开支还必须考虑到四个层面：基础云平台成本费、GIS平台成本费、云GIS部署和运维管理服务项目成本费、应用领域项目成本。
（1）基础云平台成本费，对比传统式GIS项目流程建设是一个新的成本费开支点，该成本费是多少在于基础云平台的型号选择。比如，商业服务和开源系统的云平台批准成本费区别很大，另外云平台也包含比较丰富的可选装的功能部件。
（2）GIS平台成本费，在于云GIS平台中运行的GIS产品类型及GIS网络服务器的总数，即需要开支相对GIS软件的许可套数。自然，GIS平台服务提供商也发布了云许可包的方法，为客户节省了成本费。
（3）云GIS部署和运维管理服务项目成本费。由于基础云平台支撑着顶层的GIS运用，因此该一部分的可靠性和可信性直接影响全部云GIS项目流程的高效率运作。一般基本云平台的布署都必须技术专业的生产商适用，尤其是期待运用OpenStack基础云平台的客户，更应当高度重视该难题，因为专业生产商出示的OpenStack商业服务版本号是在开源社区版本号基本上的优化升级，并出示了总体的布署、维护保养解决方法。对比传统式管理方法多台物理服务器的运维管理，对适用云环境下几百台vm虚拟机的云GIS服务器展开管理方法、监控器、预警信息及问题分析，必须附加的成本费开支。
（4）应用领域项目成本。云GIS平台仅仅为云GIS项目流程奠定了牢靠的平台基本，客户真实关心的是根据云平台的GIS应用领域，特别是该应用还务必能融合云计算本身的技术优点。毫无疑问的是应用领域项目成本可能是全部云GIS项目流程较大的成本费开支。
建设步骤
云GIS项目流程建设一般从硬件配置生产商的购置、安裝、集成化、兼容开始，自然这一环节也将会包含是不是必须规范的主机房制冷、电力工程、互联网建设；随后便是基础云平台的布署，该全过程将会涉及到云平台的高可用计划方案、改进方案等工作；GIS平台工作包含GIS商品镜像系统的制做、GIS云服务器搭建、GIS数据处理方法及服务提供等；搭建跨平台GIS运用包含运作在不同终端设备浏览GIS云服务器的二三维运用。
在具体云GIS建设全过程中，制订一个建设步骤工作规划能够让全部布署变得规范和便捷。典型的实施计划如表1所示。
技术图片

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