空间信息网格SIG:新一代的空间信息基础设施和服务框架

空间信息数据量大、处理复杂、难以共享的问题对其研究和应用提出了挑战。空间信息网格(Spatial Information Grid,SIG)作为创新性的网络空间信息基础设施和技术体系,集成并拓展信息网格、空间信息系统、Web服务等前沿技术,以"服务"为中心,实现一体化、智能化的空间信息获取、存储、组织、分发、分析处理、集成与应用,实现基于网络的空间信息资源共享与空间信息服务。     

面向空间信息的数据网格研究

数据网格的发展促进了空间信息的协同合作和资源共享,然而,随着空间数据源呈现出越来越明显的分布性、异构性和动态性特点,如何实现大范围乃至全球范围的无缝集成和应用成为重要的研究课题。空间信息的数据特征和管理机制决定了只有在一个开放的、分布的系统平台上,才能实现全面的管理、共享和使用。本文论述了如何借助数据网格研究分布式空间数据协同操作和控制技术,提供一种服务一致化技术,将各种分布异构的数据资源通过网格化过程来实现数据服务的标准化,为用户提供一致化的接口。并对其中的研究重点进行了详细讨论。     

浅议空间信息网格

网格是科学家针对当今的一些科学难题于20世纪90年代初提出的新概念。它将分布在不同地理位置的计算资源包括CPU、存储器、数据库等,通过高速的互联网组成充分共享的资源集成,从而提供一种高性能计算、管理及服务的资源能力。在不久的将来很可能像今天的Internet一样占据人们的生活,而成为继Internet和Web之后正在到来的第三大浪潮。据统计,与空间位置有关的空间信息在信息总量中约占80％,社会发展和国民经济的持续增长必然对空间信息资源有空前巨大的需求。网格技术为空间信息获取与处理提供了新的技术途径,在空间信息科学领域具有非常广阔的应用前景。     

发展我国地理空间信息网格技术的探讨

网格技术发展迅速,从网格技术的发展轨迹和我国社会经济发展的需求来看,构建地理空间信息网格势在必行.本文介绍了网格的技术背景与发展进程,提出地理空间信息网格的结构层次应该是开放的、可扩展的、面向对象的,基于此设计了地理空间信息网格的结构层次,并针对我国构建地理空间信息网格提出了从局部到整体、政府支持与协调、完善规划和法规的建设性意见.     

基于网格计算环境下的空间信息多级格网研究

本文提出一种适应网格计算环境下的空间信息多级格网(SIMG，Spatial Information Multi-Grid)技术，通过将网格计算技术与地学格网相结合，提出SIMG的构想并探讨其关键技术的实现；通过研究格网内细部地物表示的精度，力求建立SIMG的划分标准，从而建立我国空间信息多级格网的体系结构。     

基于WSRF的网格空间服务及其管理

网格技术与空间信息技术的结合,产生了空间信息网格。空间信息网格能够汇集各种空间信息资源,进行一体化管理,支持资源共享,提供按需服务的能力。按需服务要求能根据用户的要求,提供多样性服务,即能自动发现所有满足用户需求的空间信息资源或其组合,并评估各个资源或其组合,按一定目的选择资源,提供服务。但是由于网格的动态性,使得使用者较难得到现势性很好的空间信息资源的信息,直接影响了空间信息网格按需服务的能力。将传统的空间信息服务技术直接融入网格不能解决这一问题。为了解决该问题,提高按需服务的可靠性,本文根据支持资源状态和服务分离的网格框架W SRF,提出了W SRF设计网格空间服务及其管理的方案。即在空间信息资源节点,除了将信息资源以标准服务的方式提供使用,还以W SRF的方式组织资源的状态并提供访问和订阅;网格中央节点收集、维护和管理各子节点的服务和资源状态信息,提供信息访问接口以支持按需服务所必需的资源选择。最后按照该方案实现了一个简单的空间数据网格。     

地理空间信息网格安全问题解析及安全体系结构研究

计算机网络是地理空间信息网格的载体,二者之间有着密切的联系。其关联性主要表现在互连互通、基于协议、交互接口和虚拟组织几个方面。因此,计算机网络遇到的安全威胁,地理空间信息网格也同样会遇到。此外,地理空间信息网格还要面对自身特征带来的诸如攻击核心设施,导致整体瘫痪或破坏局部计算等各种安全威胁。针对这些问题,本文基于用户、通信网络、应用程序、网格资源四个环节,研究设计了地理空间信息网格安全体系结构,并论述了各模块功能和相互之间的关系,以及整体协同运行程序。     

SIG中空间信息可视化与互操作实现研究

在介绍SIG示范验证平台总体架构的基础上,提出了WMS服务实体在该架构下的有效布局、层次结构、服务模型、工作流程等;并介绍了利用开源软件MapServer构建这类WMS服务实体的关键技术.通过WMS服务实体在SIG示范验证平台中的应用实例与效率分析,表明该实现途径与技术是切实可行的.     

基于SOA的空间信息服务架构模式

主要介绍了SOA软件架构应用空间信息服务的基本思想,提出把与空间信息相关的服务资源都转变成服务的方式,并通过构建SOA空间信息服务架构的思路,把空间信息服务活动的基本过程结合到工作业务流程中,在SOA架构的基础上实现灵活的、基于服务的空间信息服务活动.     

基于网络的空间信息表达研究

本文结合我国目前“数字省区”空间信息共享建设对于空间信息网络表达的需求,深入分析了空间信息共享系统中多种空间信息的网络表达问题,以及实现共享空间信息网络表达所需要解决的3个基本问题。研究了基于XML的空间信息网络表达实现技术。该研究对于空间信息共享系统中实现空间信息网络分布式表达和系统共享空间信息的潜在价值有重要意义。最后通过“数字省(区)”建设的实践,实现了该研究成果的应用系统。     

实时空间信息服务系统研究

实时空间信息服务是第四代GIS的研究热点之一。本文在对实时空间信息服务研究的空间信息技术、RTPS技术、WebService技术进行分析与探讨的基础上,详细分析和论述了系统的总体结构、功能模块和工作流程,并通过实验系统予以验证。     

RSIN-网格支持下的遥感信息服务平台及其应用

作为一种具有广泛应用前景的高性能计算技术,网格计算将在遥感信息领域起着重要作用。本文介绍了遥感信息网格服务节点(RSIN)的体系结构,以及在RSIN平台上构建遥感反演应用的方法和关键技术。最后以一个中国陆地遥感气溶胶定量反演实例的形式进行了实验。结果表明在网格技术的支持下,在RISN平台上可以实现大范围海量卫星遥感数据的近实时反演。     

格网技术对地理信息系统应用与发展影响的分析

格网技术作为新一代的 Web技术 ,必将深刻影响地理信息系统的发展。格网计算为数据密集型空间分析提供了计算资源支持。数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法。格网技术为 VRGIS实时场景渲染和海量场景数据存储以及 GIS互操作问题的解决提供了一种新的思路。利用格网中的智能体组件动态组装应用软件将对 GIS应用开发方式产生重大影响。通过建立空间信息格网可以实现我国地理信息系统产业跨越式发展。     

基于现代信息技术的汉唐时期新疆境内丝绸之路信息发布系统的研究与实现

以西汉、东汉、唐朝三个历史时期为研究时间域,以新疆境内的古丝绸之路为研究空间域;根据搜集的相关历史文献资料并对其进行分析,将得到的西域三十六国域址、人口、军事等信息存入MySQL数据库中;结合地理信息系统（GIS）及遥感（RS）技术,将传统的纸质地图转变成电子地图并发布相应的本地地图服务;最后,利用PHP及Flex网络技术,将前期制作的电子地图发布到Internet上,供公众浏览、查询、学习交流等之用。本研究将传统的考古学与现代信息技术进行结合,实现了两者的完美融合,弥补了传统考古学过于专注学术研究而忽略应用的缺陷,为公众免费提供服务的同时,也为丝绸之路的进一步研究提供参考资料,同时为丝绸之路的申遗工作奠定基础。     

基于Shark/Spark的分布式空间数据分析框架

随着空间数据的与日俱增,传统依托于单节点的空间数据管理方法,已难以满足海量数据高并发的需求。云计算的兴起带来机遇与挑战,分布式技术与数据库技术的优势互补,为云计算下高效的数据管理提供了可能。本文提出一种在分布式计算引擎（Shark/Spark）中集合之关键技术（包括空间数据映射、空间数据加载、数据备份及空间查询等）,将空间数据库对空间数据的高效存储、索引及查询优势与分布式计算引擎对复杂计算的优势相结合,实现一种基于Shark/Spark的分布式空间数据分析框架。在具体实现中,通过空间自定义函数和空间函数下推2种方式实现空间查询,结果表明,影响返回结果数据量的空间查询更适合下推给空间数据库完成,而不影响返回结果数据量的空间查询,利用分布式计算引擎直接运算更有优势。同时,通过与现有的一种分布式GIS方案（ArcGIS on Hadoop）对比发现,空间数据库的空间索引可有效提高查询效率,空间数据管理也更加独立。