云服务技术在国家GIS工程中心信息化平台建设中的应用

中国地质大学（武汉）信息工程学院 万 林

一、GIS工程中心云服务平台项目背景

2013年3月，科技部下发“关于2012年度国家工程技术研究中心立项的通知”，中国地质大学(武汉)依托已有“湖北省地理信息系统软件开发与应用工程技术研究中心”和“教育部地理信息系统软件及其应用工程技术研究中心”申报建设的“国家地理信息系统工程技术研究中心”获批立项。

国家地理信息系统工程技术研究中心，着重围绕地理信息系统产业发展的关键技术问题，针对地矿、资源、海洋、农业、水利、气候、环保、交通、石油、化工、防灾减灾、国家安全等方面对地理信息技术的迫切需求，开展地理信息系统基础平台及关键技术等方面的研究，重点突破地理信息系统构架体系技术、时空数据管理技术、时空分析与模拟技术等关键技术，促进地理信息产业技术的进步和升级，进一步增强中国地质大学在该领域的优势和特色，并带动学校与数字地球各相关学科快速发展。

1.需求分析

具有相关需求的包括：工程中心3S软件集成测试开发环境的需求；云构架环境下对海量地理数据的空间计算及多维时空的智能化计算需求；海量遥感数据管理、处理分析和服务需求；新型软/硬件架构的GIS体系研究以及实现海量空间数据的跨平台、高效并行计算以及云计算能力需求；实现海量数据一体化管理与集成服务能力需求；感知技术、移动计算，以及嵌入式设备三维可视化等研究与开发需求；面向过程模拟的多维时空数据模型、大规模多维时空数据一体化管理、多维可视化表达等研究需求。

2.建设目标

（1）为开展GIS工程技术研发、工程实验环境建设与服务平台建设、人才队伍建设，制定良好的管理体制及运行机制提供环境。

（2）建设实现“一流的工程化、产业化水平、一流的工程技术人才、一流的工程实验条件、一流的管理运行水平”。

（3）形成一套GIS工程技术创新、成果转化验证、技术扩散体系。

（4）提升学校学科建设的信息化水平，促进我国地理信息系统产业发展。

二、建设内容

1.建设方案

（1）GIS工程中心软件开发测试平台环境建设

为大型分布式GIS架构，海量空间数据库库，高效智能空间计算，多维时空模拟，移动GIS等方面的开发、研究及测试提供基础的软，硬件IT环境。

（2）GIS工程中心地理空间信息公共服务平台建设

部署万兆网络、高性能的服务器和云计算平台等，为产业化服务与推广，以及建立公共的服务平台提供条件。

（3）GIS工程中心人才队伍建设

引进成熟的云服务支撑技术，项目管理和软件测试工具，各种先进开源的技术研究测试等，为工程技术人员提供有利学习研究环境。

2.项目实施技术路线

（1）软硬件选型及采购

1）刀片机箱；

2）服务器系统：刀片服务器/机架式服务器；

3）磁盘存储系统；

4）云服务平台基础软件；

5）开发测试服务平台软件。

（2）基础云服务平台搭建

（3）开发测试服务平台及管理系统搭建

图1 GIS工程中心云服务平台总体架构

图2 GIS工程中心云服务平台网络拓扑结构

其中一部分为网络中心：部署云计算平台系统，涉及云平台管理服务器，监控服务器，计费服务器、云计算服务器资源池以及存储等IT基础资源。并提供网络设备接入校园网，为云计算平台及其上的业务系统提供网络接入服务。

另一部分为信息工程学院：部署公益性性能测试平台，供学院进行部署应用和研究测试，部署大型空间计算系统已经空间数据库系统。

第三部分为工程中心终端接入，作为信息终端接入，访问信工学院，网络中心，校园网，公共互联等网络。

3.平台特点

GIS工程研究项目的计算资源按需分配，可动态调整；为各种GIS工程项目的快速自动化测试提供了基础环境；提供了对各种GIS研究项目物理机、虚拟机和虚拟环境的全面监控和预警能力。

4.性能指标

已集成x86/Power等多种型号的刀片中心和高性能服务器，统一提供云计算服务；提供10种以上的不同操作系统镜像，目前研究项目所用虚拟机实例已达50个以上；基于FC SAN提供的存储资源达到110T以上；提供万兆以太网接入访问速率。

三、经验总结

该平台带来的效益：

（1）GIS云服务平台为GIS软件开发测试带来时间效率上的提升

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（2）GIS云服务平台为GIS软件开发测试带来资源使用效率上的提升

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在该平台的建设过程中，取得了一些经验与大家分享：

·系统部署要模版化，避免手工进行服务器、网络、存储、集群、高可用性等系统配置；

·运维管理模式应从传统的物理环境扩展为物理+虚拟环境的管理；

·提高软硬件设备的利用率，优化资产利用；

·实现灵活的计费计量，科学衡量为业务部门提供管理成本核算参考；

·管理和部署复杂、复合应用，应跨越不同基础平台，快速构建应用测试环境；

·缩短系统测试/上线部署过程需要的时间；

·解决虚拟化孤岛:LPAR、VM、etc。