地理空间信息网格中间件功能设计与组件模型

中间件是地理空间信息网格的关键技术之一。研究的目的是为用户提供具有统一编程接口的虚拟机器．支持复杂应用问题的求解和广域网上各类资源的共享。设计地理空间信息网格中间件要具备资源动态监测、屏蔽节点异构、优化资源选择和协同计算等功能。地理空间信息网格中间件的组建模型包括：资源监测组件、计算服务组件．网格安全组件、容错服务组件、信息服务组件和应用调度组件。     

地理空间数据生产网格的体系结构与关键技术

基于对网格计算技术和目前我国空间数据生产模式的分析,提出了地理空间数据生产网格的概念及其体系结构,并对其实现的关键技术进行了探讨。这里的体系结构是基于OGSA的五层构造:资源层、基础层、生产服务层、网格工作流层和界面层,还包括相关标准和与数据网格的连接。其关键技术包括网格计算、web服务、网格工作流、新一代空间数据模型与Open GIS规范等。最后指出,空间数据生产网格是新世纪信息化测绘的发展方向。     

构建地理空间信息网格基础底层的若干支撑技术

地理空间信息网格基础底层的支撑技术主要有地理空间信息网格计算结点的构建技术、传统网络协议技术、下一代网络协议技术、接口技术等。作为创新技术,地理空间信息网格必须依托已有技术,加之相关领域及更先进技术的支持,才会有发展和前途。     

空间信息网格技术的发展和方向探讨

空间信息网格是网格技术在地理信息服务领域中的具体应用。从网格技术的发展趋势和地理信息服务的需求来看,构建空间信息网格势在必行。本文分析了空间信息网格技术的特点和网格服务体系结构,对当前发展空间信息网格技术的重要任务进行了简要阐述。     

基于网格计算的数字城市空间信息平台框架

数字城市空间信息平台可为国民经济发展、国防建设、人口、资源、环境和灾害等重大社会持续发展问题提供全面的信息共享服务。传统数字城市空间信息平台的封闭性和自身服务器的性能限制了进一步的应用。网格技术能够实现数据访问透明、一体化应用服务、计算吞吐量极大。本文提出了一套基于网格计算的数字城市空间信息平台框架,并对数据网格中的单个计算节点作了基于J2EE三层体系结构的实现。     

关于地理空间信息网格结构层次的设计与研究

地理空间信息网格结构层次设计是重要的基础性工作。目前较为流行的网格结构层次有五层沙漏结构和开放网格服务结构,都志辉等人从开发的角度又提出了一般的网格层次结构,以此为基础试设计并探讨地理空间信息网格的层次结构。     

地理空间信息网格高性能调度技术中应用程序调度模型的研究

地理空间信息网格调度技术,要比传统的高性能计算中的调度技术复杂,原因是如果将全部网格资源作为一个应用程序的调度和执行目标,必将导致通信延迟、成本昂贵、执行低效等。为此,综合考虑应用程序特性、机器特性等,研究设计了地理空间信息网格高性能调度技术中的应用程序调度模型,包括地理空间信息网格应用程序分析;资源特性分析;应用程序分解;性能预测;资源调度;机器选择;任务映射和任务调度;任务调度器和调度器管理等九个模块。以实现为不同的应用程序匹配不同的计算资源,提高计算资源的利用率和应用程序的执行效率。     

地理空间信息网格特征解析

地理空间信息网格这一重要的基础设施具有物理特征、基本特征和多方参与性等若干特征。详细分析、讨论地理空间信息网格的这些特征,对地理空间信息网格技术研究、地理空间信息资源共享、更加广泛地应用以及地理空间信息网格建设具有重要意义。     

空间信息基础设施的体系结构研究

空间信息基础设施是建立和维护一个共享的地理空间信息框架所需要的宗旨、标准、体系结构、政策和人。体系结构是实施地理空间信息基础设施的逻辑模型。从不同的角度可将体系结构分为操作体系结构、技术体系结构、数据体系结构、系统体系结构和机构体系结构,空间信息基础设施的目的是建立一个空间信息框架。     

国家地质空间信息网格结点计算池构架及其实现

本文针对网格虚拟和协同的核心技术问题,对组成国家地质空间信息网格平台的网格结点计算池的构架与机制、组成网格结点计算池的资源聚合器、元服务、智能服务引擎的概念及网格结点计算池的服务流程进行了讨论。该构架通过资源聚合器实现提供统一方式服务发现的接口、为资源虚拟化及空间数据的描述发现和集成提供支持;通过网格元服务技术,集合一组通过广域网连接起来的性质不同的服务(计算)资源,并作为一个单独的计算环境向用户提供计算服务的元服务;通过网格服务智能服务引擎,进行服务发现、异步通讯及元服务级的并行计算、均衡负载、生命周期管理、服务与资源绑定以及把门户中的用户管理、资源监控、网络安全、计费等功能组合和融合,实现了一个无状态服务和一个或多个有状态资源的关联的协同。目前已初步构建了国家地质空间信息网格,连通13个结点,并开始实际业务模式运行。实现了长江中下游有色金属成矿带和西南三江有色金属成矿带的在线分布式资源评价和华北平原地下水资源动态评价,取得了很好的实际运行效果。     

Toward an integrated framework for geosensor grid

Abstract

Grid computing is deemed as a good solution to the digital earth infrastructure. Various geographically dispersed geospatial resources can be connected and merged into a ‘supercomputer’ by using the grid-computing technology. On the other side, geosensor networks offer a new perspective for collecting physical data dynamically and modeling a real-time virtual world. Integrating geosensor networks and grid computing in geosensor grid can be compared to equipping the geospatial information grid with ‘eyes’ and ‘ears.’ Thus, real-time information in the physical world can be processed, correlated, and modeled to enable complex and advanced geospatial analyses on geosensor grid with capability of high-performance computation. There are several issues and challenges that need to be overcome before geosensor grid comes true. In this paper, we propose an integrated framework, comprising the geosensor network layer, the grid layer and the application layer, to address these design issues. Key technologies of the geosensor grid framework are discussed. And, a geosensor grid testbed is set up to illustrate the proposed framework and improve our geosensor grid design.     

云环境下的时空实体模型研究

在地理空间框架升级为时空信息云平台过程中,不仅面临着信息量、支撑技术和应用模式的提档升级,还面临着数据组织模式、管理模式以及应用模式等方面的挑战。在综合考虑人类认知、云计算特征以及地理空间框架现状的基础上,本文提出了时空实体对象化模型,依托行为与事件,实现几何、属性以及时态的一体化建模,并探讨了以地名地址为实体单元的地理空间框架实体化重构步骤,以期更好地满足云环境下的存储、管理以及服务要求。     

省级政府综合应急管理WebGIS平台设计与实现

本文针对省级政府突发事件综合应急管理,利用地理信息系统、网络服务等技术,采用基于面向服务(SOA)的体系结构,以B/S方式构建一个分布式的省级政府综合应急管理WebGIS平台.该平台以空间信息的共享和建设为主线,用松散耦合的方式有效整合基础地理信息、社会经济和人口信息及各行业专题资源信息,是一个集各种应急指挥信息可视化...     

基于开放互操作标准的分布式地理空间模型共享研究

传统的单机环境和封闭式网络环境由于有限的资源利用能力, 难以充分支持分散地学数据、模型等资源的共享与应用集成。基于网络环境的信息交换特点, 提出了分布式地理空间模型共享的服务体系。该体系以数据、模型、元数据等互操作要素为核心, 通过网络将数据、模型等网络节点进行开放式耦合。针对地理空间模型服务的互操作问题, 提出了分布式环境下的模型共享服务交互接口, 该接口定义了模型服务元数据、模型服务的交互操作、模型服务的通讯方式等交互规则, 尽可能地降低模型服务与模型终端之间在数据交换、功能调用等方面的互操作困难。为了降低将模型共享为模型服务的实现难度, 设计和开发了地理空间模型共享平台, 并介绍了在该平台上发布地理空间模型的2种方法。最后介绍了研究成果在Prairie生态模型共享方面的应用实践。     

Developing Web-based Mapping Applications Through Distributed Object Technology

Emerging web-based mapping technologies use the World Wide Web (WWW) and Internet protocols to provide the ability to distribute, access, and visualize geospatial information over the Internet. Many web-based mapping applications have been developed to deliver geospatial information within and across organizations and even to the public at large. A major technological challenge is to achieve interoperability amongst web-based mapping applications so that mapping and geoprocessing resources distributed over the Internet can be shared and integrated. This paper presents an approach to the development of web-based mapping applications using distributed object technology in order to enable interoperability. Distributed object technology combines object technology, which utilizes reusable software components (called objects) that model real-world entities to build software systems, and distributed computing, which allows computing resources to be distributed and accessed over computer networks. The paper introduces a distributed object technology, the Common Object Request Broker Architecture (CORBA); proposes an architecture for web-based mapping using CORBA; and presents a prototype implementation.     

面向三维空间信息应用的网格框架体系及应用研究

针对三维空间信息应用领域的具体内容和特点，提出了一种适合三维空间信息应用的网格框架体系。围绕该体系讨论了三维空间信息的具体应用及涉及的关键技术，给出了三维空间信息应用网格的系统原型（GridVRMap）。     

网格GIS中地理空间数据访问与集成技术研究

将网格技术应用于地理信息领域,构建实现地理信息资源共享与协同工作的网格地理信息系统,是目前地理信息行业研究的热点之一。OGC制定的网络服务规范作为得到广泛支持的地理空间数据互操作规范。与网格技术的相关规范存在许多不兼容之处,使得OGC服务在网格体系下难于集成和管理。文章研究了OGC数据服务WMS,WFS和wCS的相关规范和OGSA—DAI网格中间件技术,提出将OGC数据服务扩展为OGSA—DAI的数据资源的方案,将WMS,WFS和WCS封装为符合WSRF的网格资源,实现分布式异构地理空间数据在OGSA—DAI框架下的访问、集成与管理。此方案提供了一种将OGC服务集成到网格环境中的方法,比较容易实现,对相关研发工作的开展具有很好的借鉴作用。     

展望大数据时代的地球空间信息学

20世纪90年代,随着全球信息化和互联网的推进,地球空间信息学应运而生,推动了数字地球和数字城市的建设。21世纪以来,随着全球信息化与工业化的高度集成发展,出现了物联网和云计算,人类进入了大数据时代。本文论述大数据时代地球空间信息学的特点(无所不在、多维动态、互联网+网络化、全自动与实时化、从感知到认知、众包与自发地理信息、面向服务)和必须解决的主要关键技术问题(全球空天地一体化的非线性地球参考框架构建技术、星基导航增强技术、天地一体化网络通信技术、多源成像数据在轨处理技术、天基信息智能终端服务技术、天基资源调度与网络安全、基于载荷的多功能卫星平台设计与研制)。本文最后给出大数据时代地球空间信息学的新定义,即地球空间信息学是用各种手段和集成各种方法对地球及地球上的实体目标(physical objects)和人类活动(human activities)进行时空数据采集、信息提取、网络管理、知识发现、空间感知认知和智能位置服务的一门多学科交叉的科学和技术。从这个新定义出发,地球空间信息学将在构建智慧地球和智慧城市的大数据时代面临更多的发展机遇和艰巨的任务,必将为人类社会的进步和可持续发展作出更大的贡献。     

空间服务网格元服务体系的研究

基于服务域技术为空间服务网格构建了一个服务路由树状结构的元服务体系,提供了符合空间信息领域特点的基本元服务和高级元服务,实现了该元服务体系。