云计算在GIS中的应用

1、云计算在GIS中的应用,第二组： 李丹 闫苗苗 任丽丽 王旭 范军 万炎炎 安智辉 王旭东 张旭 束同同,云计算在GIS中的应用,一.广义和狭义的云计算 二.云计算原理 三.云计算的主要服务形式 四.云GIS的应用模式 五.云计算的优缺点 六.云GIS的发展趋势,云计算是什么,云计算（cloud computing）是一种基于因特网的超级计算模式，在远程的数据中心里，成千上万台电脑和服务器连接成一片电脑云。 因此，云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。

2、,一.广义和狭义的云计算,狭义上： IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源(硬件、平台、软件)。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。,广义上： 服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。,云计算的核心思想 其核心思想，是将大量网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算机资源池向用户按需提供服务。提供资源的网络被称为“云”。 “云”中的资

3、源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。,二.云计算原理,云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，使企业数据中心的运行将更与互联网相似。,二.云计算原理,云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing ）、分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均

4、衡（Load Balance）等传统计算机和网络技术发展融合的产物。,三.云计算的主要服务形式,软件即服务(SaaS)(Software as a service) 为客户提供各种应用软件服务,平台即服务(PaaS) (Platform as a service) 通过平台为客户提供一站式服务,基础设施服务(IaaS)(Infrastructure as a service) 为客户提供网络、计算、存储一体化的基础架构服务,三.云计算的主要服务形式,软件即服务(SaaS)(Software as a service),SaaS 软件即服务，即利用云计算技术包装服务，将应用软件统一部署在自己的服

5、务器上，用户根据需求通过互联网向厂商订购应用软件服务，服务提供商根据客户所定软件的数量、时间的长短等因素收费，这种服务是通过浏览器向客户提供，它们是在线服务的应用程序，而不是传统的外部软件。 比如各种OA系统，在线office等。 但已由简单的文档管理和流转向数据的分析转移。,三.云计算的主要服务形式,平台即服务(PaaS) (Platform as a service),平台即服务是通过网络把软件开发平台作为一种服务来提供的商业模式。平台即服务实际上是软件即服务提交模式的一个产物。平台即服务模式提供了建设、交付、维护 Web 应用服务的一个完整生命周期。 比如Google App Engin

6、e/Sina App Engine,三.云计算的主要服务形式,基础设施服务(IaaS)(Infrastructure as a service),基础设施即服务是把计算机基础设施（通常是一个平台的虚拟化环境）作为服务提供。这些基础设施包括计算机的硬件、存储设备，操作系统等。基础设施即服务也叫硬件即服务（LaaS），它是云计算服务可以利用的最低级别的服务。 比如Amazon EC2/S3。,空间数据的产生单位相对较少，而数据使用者众多且多样化,GIS的特点,基础数据多，数据量庞大，更新频度低，适合采用云存储服务方式共享,并发用户数很大，但每次使用量较小，适合云计算的大规模分布式计算,需要海量数据

7、存储，进行数据处理和数据挖掘，适合云计算的并行化分布式处理。,四.云GIS的应用模式,四.云GIS的应用模式,1.云GIS概念,云 GIS 是指以云计算理论和技术作为指导，以网络为中心的地理信息系统。,所谓的云GIS ，就是云计算和GIS的结合，实际上是GIS的平台软件、和地理空间信息能够方便、高效地部署到“云”基础设施之上能够以弹性的、按需获取的方式提供最广泛的基于Web的服务。,两种模式的对比,四.云GIS的应用模式,.云GIS应用模式,云 GIS 应 用 模 式,信息地理内容即服务,地理信息软件即服务,地理信息平台即服务,地理信息基础设施即服务,四.云GIS的应用模式,四大厂商的研究进展

8、 Esri:过渡市场，向应用行进 2011年6月8日全球最大的GIS基础平台软件开发商Esri在北京成立首个驻外研发中心，这意味着Esri在关注中国GIS发展二十多年后开始真正落步中国市场。其负责人表示“Esri研发中心做的东西会对中国有一定的针对性，会根据中国的情况进行创新，但是这些创新能够拿出去让全世界的用户使用。”由此，Esri(北京)软件研发中心的思路一目了然根系Esri主体，嫁接中国市场，两边产果。 “Esri要做的是把公有云的技术落实到中国私有云的市场上，这是目前比较实际的方向。” 在私有云上，Esri正在和VCE合作，部分AcrGIS产品已经在其云计算平台上完成了验证，并在为客户

9、提供一些私有云解决方案。在公有云上，有一个正在执行的数字城市项目。在应用上，Esri中国正在积极开拓市场，目前还处在探索的阶段，云GIS要形成完整的“产品-价值”链还需时日。,四.云GIS的应用模式,超图：云飘久矣，雨将至 作为国产GIS的领军企业，超图公司负责人表示“超图软件的未来是成为云GIS平台的供应商”，超图公司副总裁王康弘亦表示“在云计算大潮下，超图软件会从传统软件型企业走向服务型企业”。超图在“动作”之前就已经把握好了云GIS的切入点，云服务必将成为超图除平台软件和应用软件外的另一主要业务方向。在研发软件，提升自身技术水平的同时，超图积极和IBM、红帽、微软等云计算平台厂商和国内的

10、云计算中心合作。在私有云方向，SuperMap iServer可用GIS服务器软件已在IBM、Red Hat云计算平台上完成测试，并将数字城市共享服务平台SuperMap SGS 6成功部署在其云平台上。在公有云方向，超图在微软公有云平台Azure上建立了技术演示站点，与国内云计算中心合作的GIS云服务平台也在紧锣密鼓的建设之中。,四.云GIS的应用模式,中地数码：技术创新与趋势应用并举 作为国内优秀的GIS平台和解决方案提供商，中地数码在云GIS的实践上走在产业前沿，其具备云GIS技术架构的产品MapGIS K9 SP3于今年4月发布。据中地数码执行总裁谢忠介绍，中地目前承担有网格地理信息系

11、统等多个国家和部委级项目以及全国几十个城市的地理信息共享服务平台项目，这些项目都涉及云GIS架构和关键技术。中地经过项目攻关，提出了悬浮式SOA体系架构，并研发出MapGIS GIS云引擎，该引擎采用微内核群技术实现了功能与数据的分离、功能与功能可搭建和聚合、功能与服务可迁移等，为构建云GIS平台提供了技术基础。同时，中地公司还在城市的公安、电信、国土、市政、地质、气象等行业也采用云GIS相关架构和技术构建了相应的系统和服务，并取得了良好的经济和社会效益。,四.云GIS的应用模式,武大吉奥：云GIS的现在进行时 武大吉奥是国内领先的GIS信息化企业，其在2009年7月科技部组织的“地球空间信息

12、系统技术”方向战略规划研究会上，提出了云计算地理信息服务的规划方向，并制定了发展云计算的地理信息服务平台GeoCloud，其重点是把现有的基于SOA的软件部署在云中为用户提供在线软件服务。同时，GeoGlobeSDK也将部署在云中，让开发者可以在云计算环境下开发应用程序。2010年武大吉奥公司进一步细化了其“云腾计划”，确立了未来基于云计算的技术发展方向。据武大吉奥执行总工黄俊韬介绍，当前公司重点从地理信息云存储、云管理两个方面着手进行软件开发，并逐步将其应用于国家地理信息公共服务平台公众版“天地图”。在数字规划、国土一张图、数字化城市管理、数字行政中心等行业应用的基础上，云GIS方向的数字城

13、市建设亦在规划之列。,从几大GIS企业的发展思路中不难看出，“GIS+云”不再只是纸上谈兵的空壳，它已经成为一种新的可应用模式被纷纷实践。Esri在私有云GIS服务上的探索，超图在数字城市上的云GIS实践，中地数码在GIS云引擎上的创新，武大吉奥在云存储和管理上的研究等都将使这一模式不断得到验证。,四.云GIS的应用模式,.云GIS应用实例,四.云GIS的应用模式,.云GIS应用实例,Esri 提供的云计算应用模型，概括如下： （1）基础设施即服务： 云端地图切片服务，缓存地图切片可以上传到云端，并在云端建立数据中心。用户可以把缓存的地图放在亚马逊的云端数据中心。 （2）软件即服务： 针对 S

14、aaS Esri 目前提供了 Esri BusinessAnalyst Online，允许用户将GIS 技术结合整个美国的大量的统计专题、消费者数据，以及商业数据。这样可以实现按需分析，实现报表和地图通过 Web 进行传递。Esri 维护 BusinessAnalyst Online，用户不需要担心数据管理和技术更新。 （3）平台即服务： Esri将此内容和功能扩展至Esri的PasS上，并通过ArcGIS Web Mapping APIS 来提供，并在 ArcGIS Online 中实现管理。 （4）内容即服务：Esri 提供了软件加服务的模式，可以让用户按需配置自己所需要的服务。为此，Es

15、ri 提供了 ArcGIS Online Map 和 GIS Services，使用户可以快速实现制图设计，访问无缝的基础地图。,四.云GIS的应用模式,随着互联网技术的迅猛发展以及社会各界对于以地图为代表的空间信息需求的不断增长，地理信息产业迎来了一个高速发展时期。据中国地理信息产业协会最新统计数据显示，2012年我国地理信息产业总产值已突破2000亿元，增长率超过30%。到“十二五”末，这个数字还有望超过4000亿元。产业的迅速发展，必然需要大量高质量专业人才的不断加入。高校作为行业人才的培养基地，近年来也在不断探索新的教学思路，以期更好地满足产业发展的人才需求。 近年来，云GIS、移动G

16、IS等新技术的迅速发展，为产业注入了新的活力，也为GIS的应用带来了更多可能。北京联合大学敏锐地捕捉到了这一行业发展趋势，经过多方调研，决定搭建一个基于GIS技术的云平台，对内向全校教职员工及学生提供一个学习与交流的平台，对外普及地理信息科学相关知识，展示科研成果。 联大的云GIS门户是基于全球最大的GIS技术与服务提供商Esri公司的Portal for ArcGIS产品搭建而成的私有云平台。这个云门户与传统的GIS软件相比，操作更加简单，内容的发布与分享更加便捷。,四.云GIS的应用模式,SuperMap iPortal 7C是基于云计算的可定制地理信息门户平台，提供快速的GIS资源发现能

17、力、丰富的GIS资源整合能力，以及灵活的多终端协同工作能力，支持虚拟化平台下的分发、部署、迁移和管理，可以协助快速构建行业云门户或打造属于组织、单位的特色私有云门户。 安全、稳定、可定制的全新GIS云服务门户平台，提供全功能GIS服务，协助快速构建行业云门户或打造组织、单位内的私有云门户强大的云能力，支持虚拟化平台下的分发、部署、迁移、管理和智能伸缩，从而充分利用云计算的优势，提升应用系统的稳定性和横向扩展能力实现资源节约。 丰富的GIS资源整合、快速的GIS资源发现，专业的在线制图与协同编辑、完备的运维管理以及多终端协同工作能力，形成快捷的地理信息整合与分享机制，提高组织工作效率,五.云计算

18、的优缺点,1.云计算的优点,超大规模。云具有相当大的规模， 云能赋予用户前所未有的计算能力。 (2) 虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。 (3) 高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。 (4) 通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。 (5) 高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。 (6) 按需服务。“云”是一个庞大的资源池，你按需购买;云可以象自来水，电，煤气那样计费。 (7) 极其廉价

19、。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。,五.云计算的优缺点,2.云计算的缺点,(1)数据隐私问题：如何保证存放在云服务提供商的数据隐私，不被非法利用，不仅需要技术的改进，也需要法律的进一步完善。 (2)数据安全性：有些数据是企业的商业机密，数据的安全性关系到企业的生存和发展。云计算数据的安全性问题解决不了会影响云计算在企业中的应用。 (3)用户使用习惯：如何改变用户的使用习惯，使用户适应网络化的软硬件应用是长期而艰巨的挑战。 (4)网络传输问题：云计算服务依赖网络，目前网速低且不稳定，使云应用的性能不高。云计算的普及依赖网络技术的发展。,六.云GIS的发展趋势,（1）公有云 它是现在最主流，最受欢迎的云计算模式，它是一种对公众开放的云服务。云计算服务提供商为公众提供服务的云计算平台，他的服务对象是公众，理论上任何人都可以通过授权进入该平台，并得到相应的服务。它能支撑数目庞大的请求，而且因为规模的优势，成本偏低。公有云由云供应商运行，用户只需为其所用的资源付费，无需前期