空间信息网格概念架构以及政务化应用
基于网格服务的空间决策支持系统及其应用
第９卷第６期 ２００７年１２月 地球信息科学 ＧＥＯ．ＩＮＦＯＲＭＡＴ１０Ｎ ＳＣＩＥＮＣＥ Ｖｏ１．９．Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．。２００７
基于网格服务的空间决策支持系统及其应用
赵小锋 ，池天河 ，张新 （１中国科学院遥感应用研究所，北京１００１０１；２中国科学院研究生院，北京１００３９） 摘要：空间决策支持系统的研发是当前ＧＩＳ的一个重要方向。本文分析了空间决策支持系统当今所存在的一些 问题，并将网格技术和ＯＧＳＡ架构引入到空间决策支持系统中，提出了基于网格服务的空间决策支持系统的结 构框架。阐述了各组成部分的逻辑工作流程，并结合风暴潮领域的一个应用实例讨论了基于网格服务的空间决 策支持系统的运行流程。最后分析并指出了基于网格服务的空间决策支持系统的优点。 关键词：空间决策支持系统；网格；网格服务；代理 １ 引言 空间决策支持系统（ＳＤＳＳ）作为处理、分析 地理空间数据和可视化建模以辅助半结构或非结 构空间问题决策的计算机系统，是决策支持系统 （ＤＳＳ）与地理信息系统（ＧＩＳ）两种技术融合的 产物 。 自２Ｏ世纪７Ｏ年代，Ｍｏｒｔｏｎ提出“管理决策 系统”概念 ］至今，ＤＳＳ在理论研究、系统开发、 实际应用等方面都有了长足的发展，但是还没有 被广泛地运用到决策活动当中。作为ＤＳＳ与ＧＩＳ 融合的产物，ＳＤＳＳ的发展也存在上述问题。究其 原因，主要有以下方面： （１）空间决策问题的复杂性。由于空间现象 和空间问题的复杂性、空间决策问题自身的非结 构性和半结构性、空间信息处理的复杂性等原因， 不少ＳＤＳＳ所面对的用户需求呈动态变化，决策处 理过程涉及大量的数据处理和模型计算。例如自 然灾害预警预报领域，自然灾害往往具有突然性、 动态性、影响大等特点，不同时间、地点需要面 对不同的决策问题，同时决策处理过程涉及的数 据具有多源、多尺度、海量、异构等特点，涉及 的模型如大气动力模型、海洋动力模型、陆地水 文模型等也需要很大的计算量。在这种情况下， 简单地实现数据、模型和知识的共享和处理，无 法应对决策需求的变化，并快速及时地做出处理。 （２）系统结构缺乏灵活性。目前大多数运行 中的ＳＤＳＳ应用系统在设计时完全针对具体的空间 决策问题而构造，缺乏对系统的可扩展性、组件 的独立性的考虑，没有提供灵活的组件访问方式 和集成机制［３］，导致系统结构僵化，可重用性差， 难以适应决策环境和用户需求的变化而对系统做 出扩展和修改，系统的实际生命周期短，造成了 人力物力的大量浪费。 （３）决策资源共享不充分。除了政策方面的 原因，当前ＳＤＳＳ在技术层面也远远未能达到解决 大规模决策资源共享问题的水平。当前基于Ｗｅｂ 的ＳＤＳＳ，仅能实现全球范围内网页和物理链路层 的连接，但决策资源零散分布在各个Ｗｅｂ站点上， 缺乏有效的组织和管理，发现和利用起来都比较 困难，更不用说调动这些资源协同工作共同完成 决策任务了。另外，当前大多数ＳＤＳＳ中共享的决 策资源仅限于数据、模型、方法和知识等，并不 包括支持他们运行的软硬件环境，这使得共享的 决策资源的使用受到了很大的限制，用户即使可 以得到这些决策资源，由于没有它们运行所需的 软硬件环境，也很难使用它们 。 由此可见，ＳＤＳＳ必须解决大规模资源共享的 问题，并能适应用户决策需求的变化，快速及时 地做出处理，才能为决策者提供有力的辅助和
空间信息技术
空间信息技术(Spatial Information technology)是20世纪60年代兴起的一门新兴技术，70年代中期以后在我国得到迅速发展。主要包括卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)等的理论与技术，同时结合计算机技术和通讯技术，进行空间数据的采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用等。空间信息技术在广义上也被称为“地球空间信息科学”，在国外被称为GeoInformatics。
一、地理信息系统的基本概念
1 数据与信息
数据(计算机时代）： 指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图像等。
信息：是现实世界在人们头脑中的反映。它以文字、数据、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。
数据与信息两者关系: 数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。
信息的特点
客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精确度的保证。
适用性：问题不同、影响因素不同，需要的信息种类是不同的。信息系统将地理空间的巨大数据流收集，组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息，这是由建立信息系统的明确目的性所决定的。如股市信息，对于不会炒股的人来说，毫无用处，而股民们会根据它进行股票的购进或抛出，以达到股票增值的目的。
传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的传输网络，被形象地称为“信息高速公路”。
共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。
2 地理空间数据（简称为地理数据）
是指以地理空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字。包括：
空间地理信息分发的网格模型与服务研究
第３３卷
ＶｏＬ３３ 第ｌ１期
Ｎｏ．１ｌ 计算机工程
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２００７年６月
Ｊｕｎｅ ２００７
・软件技术与数据库・ 文章编号：１０００－－３４２８（２００７）１１－－－００５９－－－０３ 文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＰ３１１
空间地理信息分发的网格模型与服务研究
张东 ，王家耀 ，朱闻渊。，李英
（１．西安交通大学电信学院，西安７１００４９；２．解放军信息工程大学测绘学院，郑州４５００５２；３．华东计算技术研究所，ｌ卜海２００２３３；
４．总参测绘信息中心，北京１０００８８；５．西安测绘研究所，西安７１００５４）
摘要：提出了实现空间地理信息（ＳＧＩ）远程分发的网格分发系统（ＧＩＧＤ）。以图的方式定义了网格资源节点，建立了ＳＧＩ资源和网格资源
的关系，给出了ＧＩＧＤ的形式化表示，构建了面向服务的６级分层网格模型，基于开放ＯＧＳＡ服务与接口定义模式设计了系列网格服务， 实现了支持请求／应答服务模式、ＳＧＩ无中心式网格分发的ＧＩＧＤ。资源查找过程中ＧｒｉｄＳｅｒｖｉｃｅ和直接拷贝的性能比较表明：ＧｒｉｄＳｅｒｖｉｃｅ
的传输效率与直接拷贝模式相当，达到最大传输速率更快，对数据量的依赖性不强。 关健诃：网格；空间地理信息；数据分发；网格模型
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ０ｎ Ｇｒｉｄ Ｍｏｄｅｌ ａｎｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｓｐａｔｉａｌ Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ
Ｔ■＇ 』●１ｒ、‘ ‘ 』● ｌｎｔ０ｒｍａｔｌ０ｎ ｌＪｉｓｓｅｍｉｎａｔｌＯｎ
ＺＨＡＮＧ Ｄｏｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｊｉａｙａｏ ，ＺＨＵ Ｗｅｎｙｕａｎ３，ＬＩ Ｙｉｎｇ４
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｌｌ ＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００４９；２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＳｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄＭａｐｐｉｎｇ，ＰＬＡＵｎｉｖ．
服务网格架构的云计算应用
服务网格架构的云计算应用
云计算作为一种新的计算模式，得到了广泛的应用和拥护。在云计算的支持下，如今越来越多的企业纷纷 adopt 服务网格架构，以提高其承载大规模服务的能力和组织服务的弹性能力。本文将对服务网格架构的云计算应用进行深入的剖析和介绍。
一、服务网格架构的概述
1.1 服务网格架构的背景
在企业的信息技术系统中，服务通常是一个重要的构成部分。然而，传统的服务模式存在许多不足之处，例如：复杂度高、移植性差、可调性差等问题。为了解决这些问题，诞生了服务网格架构。
1.2 服务网格架构的特点
服务网格架构是基于服务的面向服务的体系结构。它包括一组实现特定功能的松散耦合的服务，并且这些服务可以分布在多个计算机上，它们协作形成了一个完整的解决方案。服务网格架构的特点如下：
1.2.1 面向服务
服务是整个体系结构中的最小单元，是对功能的具体实现。服务网格架构的第一原则是“一切皆为服务”。
1.2.2 松散耦合
服务网格架构中的服务是松散耦合的，没有类似于面向对象的继承、接口等概念。这使得服务的添加、删除、更新等操作变得非常容易。
1.2.3 可组合
不同的服务可以组合成不同的应用程序。这不仅为企业提供了开发灵活性，而且还提高了服务的复用率。
1.2.4 可调度性
服务网格架构支持服务的动态部署、升级、调度和监测。这使得服务可以根据需要对企业进行动态调整和管理。
二、云计算的概述
2.1 云计算的定义
云计算是通过由数据中心提供的网络，将计算能力、存储能力、应用程序、服务等提供给用户的一种模式。用户无需了解底层技术，只需要按需使用相应的服务即可。
2.2 云计算的特点
云计算有以下特点：
2.2.1 网络化
云计算是基于互联网或专用网络的，可以将数据中心提供的各种资源和服务通过网络发送到用户的终端，实现信息交流和共享。
2.2.2 虚拟化
云计算使用虚拟化技术，将计算和存储资源分配给不同的用户，实现资源的共享和有效利用。
网格化空间分析在自然资源管理中的应用
网格化空间分析在自然资源管理中的应用
随着地理信息技术的快速发展，网格化空间分析已经成为自然资源管理中不可或缺的工具，通过将复杂的空间数据划分为规则网格单元，实现精细管理和高效分析，从而优化资源分配、保护环境、促进可持续发展。以下是网格化空间分析在自然资源管理中的六点应用概述：
一、资源分布与评估
网格化技术首先用于自然资源的空间分布评估，如森林覆盖率、水资源、矿产、土壤类型等，将大地划分为细致网格，便于精确统计、监测资源总量、分布，为后续管理提供基础数据支撑。
二、生态监测与预警
网格化监测系统结合卫星遥感测、地面传感器，对网格内环境变化进行实时监控，如土地退化、水土污染。智能预警机制，基于数据分析，及时发现异常变化，采取措施，预防生态恶化，保护环境安全。
三、资源规划与配置优化
基于网格化数据，进行资源合理规划。根据人口、需求、资源分布，优化配置如水源、耕地、林地。通过模拟分析，预测未来发展，合理调整规划，确保资源利用效率，避免过度开发，平衡生态与经济需求。
四、灾害管理与应急响应
网格化在自然灾害管理中发挥重要作用，如洪水、山火情。网格划分风险等级，制定应急响应计划，灾害发生时快速定位、评估影响，网格内资源快速调度，高效救援，减少损失，提高应对效率。
五、生物多样性保护
网格化支持生物多样性评估，如物种分布、栖息地保护。通过网格化数据，识别关键生态区，实施保护措施，促进物种多样性。网格内生态走廊规划，促进迁徙，保护生态连通透性，维护生态系统平衡。
六、公众参与与教育
网格化空间分析促进公众参与自然资源管理，如社区环境监测、清洁活动。网格内信息平台，提供教育材料，如生态知识，提升公众意识，鼓励参与保护。网格化活动，形成共管护环境良好氛围，提升管理效果。
总结
网格化空间分析在自然资源管理中的应用，从资源评估、生态监测预警、规划配置、灾害管理、生物多样性保护、公众参与等方面，展现出强大效能，促进了资源的合理利用与环境的可持续保护。通过精细化管理，网格化空间分析提升了决策的科学性、应急响应速度，增强了环境保护与社会参与度，为构建绿色、和谐的自然资源管理模式提供了有效路径。未来，随着技术进步，网格化空间分析将在自然资源管理中发挥更加精细、智能的作用，为地球资源的永续发展贡献力量。
广义空间信息网格和狭义空间信息网格探究
广义空间信息网格和狭义空间信息网格探究
数乘广义空间信息网格和狭义空间信息网格探究 本文关键词：网格，空间，信息，狭义，广义
广义空间信息网格和空间信息网格探究 本文简介：摘要：近年来，随着科学技术的不断进步，网络技术的应用范围日益日渐广泛，网格电子技术作为一种新的网络技术，逐渐引起研究地球空间信息研究应用领域的重视。本文就分别从广义和狭义两个角度对空间信息网格技术进行简单的探讨。 关键词：广义，狭义，空间信息网格 网格技术和和格被广泛应用于地球空间信息研究领域，并且实现
广义空间信息网格和狭义空间信息网格探究 本文内容：
摘要：近年来，随着科学技术的不断进步，网络技术的集成范围日渐广泛，网格信息技术作为一种新的网络技术，逐渐引起地球空间信息研究领域的重视。本文就分别从广义和狭义两个角度对空间信息直观网格技术进行简单的探讨。
关键词：广义，狭义，空间信息网格
网格技术和信息网格被广泛应用于地球空间地球空间信息研究领域，并且实现了网络环境下数据信息的传递和应用。网格信息技术的研究可以从广义和空间两个层次分别理解，广义的空间信息网格以网络技术为支撑，在确定的空间内实现数据的获取、传输、存储、分析与处理等投资过程；狭义的空间信息网格指的是以计算机技术为地理信息的新一代核心系统，可以理解为推论广义空间信息网格的组成部分。
一、网格技术概述
网格技术是近年来兴起的新的研究领域，通过网格技术可以将各种信息资源进行连接，并且演化成形成一个比现有网络更有效的利用信息资源。通常可以将网格研究工作分为计算网格、信息网赫纳和知识网格三个层次，排序网格是网格的系统层，为信息网格技术的应用提供基础消防设施的设施保障；信息网格是一种智能化信息处理平台，用来消除信息孤岛，进一步增强用户信息的交流和共享；知识网格图层方便用户获取和处理更多知识。
空间格子的概念
空间格子的概念
空间格子是一种分类、整理和表示空间概念的方法，它可以将许多不同的空间主题放在一起以便更好地比较和分析它们。空间格子的最基本的组成元素是多个个体的抽象，每个个体都可以是一个地方，一个空间，一个集体，甚至一个地点或地域，它们可以编织在一起，形成一个多纬空间结构。
空间格子是一个关于空间概念抽象的工具，它可以用来比较、把握和描述空间概念的不同方面，可以把抽象阐释成可视化和有意义的空间表述。它可以把空间概念投射到一个空间网格上，使得研究者可以得到更清晰细致的空间概念抽象。
空间格子可能是用不同的体系或工具建模的，可能使用不同的数值区间来把空间网格划分为一个个单元，按其形状和大小组合在一起，形成有意义的空间形式。每一个单元的形状、位置、关联等可以用数字或字母来表示，用这些简单表达式来描述复杂的空间结构和关系。
有了空间格子，研究人员可以更好地把握、分析和连接空间范围内的概念，使其从抽象到实际变得更具有能力，更容易理解。空间格子的综合性强，可以为空间研究提供广泛的分析和表达方式，从而提高空间研究的前瞻性。
网格基础知识
网格化管理研学术讨会
2009年12月1日 逸夫建筑馆1306 王朝阳
一、网格的基础知识
1.什么是网格？
1998年Ian Foster和Carl Kesselman编写的《The Grid: Blue Print for
a New Computing Infrastructure》成为网格理论的奠基之作。Foster给网格下了一个明确定义:
网格是构筑在互联网上的一种新的计算技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，以实现资源共享、协同工作和联合计算，为科技人员和普通百姓提供更多的资源、功能和交互性。
网格就是利用互联网将分散在不同地理位置的计算机资源组合成一个整体,形成一台虚拟的“超级计算机”,使得计算资源、数据资源、存储资源、知识资源等在各台原本独立的计算机之间实现实时共享。
2.网格概念涉及两个方面：一是网格的目的是资源共享和协同解决的问题，二是网格环境是动态的、跨组织的。
3.网格的五个特点：分布性、异构性、自治性、动态性和自相似性。
4.网格的划分
按网格客体的不同层次将网格分为资源网格、信息网格和知识网格三个从低到高的层次。
按网格客体对象不同分为数据网格、计算网格和服务网格。数据网格中共享的基本单位是数据，主要解决数据的共享问题；计算网格中共享的基本单位是计算资源，为用户提供共享资源的良好接口和机制；服务网格中共享的对象是服务，以服务的形式提供共享的手段。
5.鉴别网格的三个指标：
（1）在非集中控制的环境中协同使用资源-----网格能够整合各种资源，协调各种使用者，这些资源和使用者可以在不同控制域中；网格还必须解决在这种分布式环境中出现的安全、计费、权限等问题。否则，只能算作本地管理系统而非网格。
（2）使用标准的、开放的、通用的协议和接口——网格应用要建立在多功能的协议和界面上，这些协议和界面要解决认证、授权、资源发现和资源存取等基本问题。否则，只算作一个具体应用系统而非网格。
地理信息系统原理复习整理
实用标准文案
文档大全 地理信息系统是一种特定的、十分重要的空间型信息系统，是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、处理、存储、管理、分析(计算)、显示和描述的技术系统。(李建松, 2006)
地理信息系统处理的对象是多种类型的地理空间实体数据及其关系
地理信息系统的四个特征：1）GIS的外壳是计算机化的技术系统，它由若干相互关联的子系统构成；（2）地理信息系统操作的对象是空间数据；（3）地理信息系统的技术优势在于它的数据综合、模拟和空间分析评价能力；4）地理信息系统的成功应用强调组织体系和人的因素的作用。
地理信息系统主要由五个部分组成：
1）硬件系统；2）软件系统；3）地理空间数据库；4）空间分析模型；5）人员(系统管理人员、系统开发人员和数据处理及分析人员)。
理信息系统五大功能：
1、位置问题：解决在特定的位置有什么或是什么的问题。
2、条件问题：解决符合某些条件的地理实体在哪里的问题。
3、变化趋势问题：利用综合数据分析，识别已发生或正在发生的地理事件或现象，或某个地方发生的某个事件随时间变化的过程。
4、模式问题：分析已发生或正在发生事件的相关原因。
5、模拟问题：某个地区如果具备某种条件，会发生什么的问题。
元数据：关于数据的数据，提供关于空间数据、空间数据库等的内容、格式、质量指标、说明信息等引导使用的信息。
元数据的主要作用：
帮助数据生产者有效管理和维护空间数据，建立数据文档；
提供数据生产者对数据产品的说明信息，便于用户查询利用空间数据；
提供通过计算机网络查询数据的方法和途径，便于数据交换和传输；
帮助用户了解数据的质量信息，对数据的使用作出正确判断；
提供空间数据互操作的基础。
元数据的内容：对数据库的描述；对数据质量的描述；对数据处理信息的说明；对数据转换方法的说明；对数据库的更新、集成方法等的说明。
工作区：在GIS的数据组织中，通常将若干幅地图形成的区域当成一个工作单元，称之为工作区(workspace)。
空间数据结构
空间数据结构
空间数据结构是计算机科学中的一个重要概念，用于存储和组织空间上的数据。它们是处理和管理空间数据的基本工具，可以在许多不同的领域和应用中发挥重要作用，包括地理信息系统（GIS）、计算机图形学和计算机辅助设计（CAD）等。
在空间数据结构中，最常见的是二维和三维空间。二维空间通常用于表示平面地图、图像和几何形状等；而三维空间则用于表示立体物体、建筑模型和虚拟现实环境等。空间数据结构的基本概念包括点、线和面等基本几何元素，以及与它们相关的拓扑关系、方向和距离等。
空间数据结构可以分为两大类：离散空间数据结构和连续空间数据结构。离散空间数据结构离散化了空间，将其划分为有限的离散单元，如栅格和网格等。这些离散单元可以用来表示和存储空间中的点、线和面等对象。离散空间数据结构具有高效的存储和查询性能，适用于大规模数据集和复杂查询操作。连续空间数据结构则将空间看作一个连续的实数域，通过数学函数和方程来表示和处理空间数据。连续空间数据结构具有较高的精度和表达能力，适用于精细的几何分析和模拟计算。
在离散空间数据结构中，最常用的是栅格和网格。栅格是一个由规则网格组成的离散空间，其中每个网格单元都包含一个唯一的标识和一些属性值。栅格适用于对空间进行统计分析和栅格操作，如栅格化、缓冲区和叠加等。网格是一个由不规则网格组成的离散空间，其中每个网格单元的大小和形状都可以不同。网格适用于对复杂几何形状进行精确表示和分析，如三角网格和四叉树等。 在连续空间数据结构中，最常用的是曲线和曲面。曲线是一个由连续点组成的曲线空间，其中每个点都具有一对坐标和一些属性值。曲面是一个由连续点组成的曲面空间，其中每个点都具有一对坐标和一些属性值。曲线和曲面适用于对复杂几何形状进行精确表示和变换计算，如曲线插值、曲面拟合和几何变换等。
除了基本的空间数据结构，还有一些高级的空间数据结构可以用于更复杂的应用。例如，四叉树是一种用于组织和查询二维空间中的对象的树状数据结构。它将二维空间递归地划分为四个象限，每个象限继续划分为四个子象限，以此类推。四叉树具有高效的查询性能和空间索引能力，适用于点、线和面等对象的空间查询和操作。