基于云GIS的测绘保障新模式探索

□ 包祖华

随着科技的发展，各种新技术的应用也日新月异。这也给测绘保障带来了新的挑战和机遇。云计算是新一代计算平台，云计算的发展必将带动与计算科学密切相关的地理信息系统学科的发展，也将带动测绘保障模式的转变。本文将结合保障的实际情况，从信息化的角度，探讨测绘保障的新模式。

一、当前测绘保障中出现的瓶颈

(一)存储空间与存储稳定性的不足。该单位的主服务器只能通过配置大容量硬盘或磁盘阵列来增加存储空间，不具备横向扩展能力。同时，所有数据都部署在该服务器上，一旦存储设备出现故障，整个服务器就无法工作。

(二)服务器计算能力与服务稳定性的不足。主服务器的计算能力跟CPU性能有关，不具备横向扩展能力。摩尔定律失效让GIS并行计算技术比以前更重要。根据摩尔定律，CPU频率每18个月提升一倍而成本保持相当。但如今微晶体管应接近物理的极限，摩尔定律失效，CPU频率不能无限增长，可GIS应用的数据量增长的步伐没有停止，以致GIS应用遭遇性能瓶颈。当有多个用户同时访问服务器，并发量较大时，服务器的处理能力跟不上，带给用户客户端的体验就是卡、顿、慢，甚至死机。

(三)专业分析服务缺乏，分析可扩展性不强。该单位采用的基础测绘平台是基于组件的GIS架构。没有建立符合OGC标准的GIS服务架构，缺少各种专业的GIS分析服务。

二、云GIS技术的优点和特性

所谓云GIS，就是将云计算的各种特征用于支撑地理空间信息的各要素，包括建模、存储、处理、应用等，从而改变用户传统的GIS应用方法和建设模式，以一种更加友好的方式，高效率、低成本地使用地理信息资源。云计算平台有两个最关键的问题:一是虚拟化，二是分布式存储和计算模型。云GIS环境下，最大的特点就是GIS平台具备的关键技术都变为一个个可调用、可访问的服务，整个基础架构，包括数据库、地理处理、存储管理、应用模块及发布都是开放性的、以服务的形式来提供和展现，整个系统是一个松散耦合、可移动性、可伸缩性和自适应性的架构。GIS平台和云计算的结合是未来认可的技术方向，完全突破上述瓶颈，为实现测绘保障能力跨越式发展提供了技术基础。

三、基于云GIS测绘保障需要解决的问题

当前高技术条件下，基于大型云计算平台发布地理空间信息服务，在系统架构和应用模式上都已有了较好的案例。但同时，云GIS在应用于测绘保障上仍面临众多挑战。

(一)空间数据库的虚拟化与分布式技术研究。目前GIS数据模型所使用的各种关系型数据库，本身并不是分布式的。在所有的数据都能使用NoSQL数据库进行管理之后，如何来使用这些数据、如何使用分布式编程模型来解决实际问题恐怕是更大的问题。云GIS平台只是给GIS行业带来了一种全新的数据管理和分析的平台工具，而怎么样来使用这些工具，需要我们的智慧与想象力，需要更长远的眼光和规划。

(二)数据获取仍是短板。一般部门的地理空间信息建设只解决了有无问题，尚未构建成熟配套的信息系统体系，空间数据信息的共享、互联、互通和互操作带来很大困难，难以适应高技术条件下预防大规模、大范围突发性灾难事件以及局部战争的全面需要。在信息化建设中，对地理空间情报的地位、作用重视程度不够，在自动化系统构建、区域综合信息系统规划、精确武器装备系统等建设中，仅仅把地理信息当成简单数据，而没有纳入到统一的信息化建设框架和顶层设计中;各业务部门、各系统中所需的测绘信息数据独立设计、自主生产，各系统的测绘信息建设自成标准、烟囱林立，造成整个大系统无法互联互通。只靠测绘专业技术的力量，很难解决这个问题。

(三)需要解决的几个关键技术问题。云GIS还需要以下关键技术，才能充分发挥云计算的价值。一是GIS智能集群技术，主要表现在三个方面:自动伸缩，集群可智能感应服务器的负载，当发现负载加重时可以自动增加新的服务节点，以提高响应能力，当发现负载不高时，可以自动减少节点，释放服务器计算资源;自动部署，如果上述新增的节点为空节点，集群可自动把主节点的数据和应用程序推送到新增节点，而无需人工部署，提高了突发性并发暴增的系统应变速度;自动同步，当主节点的数据和程序更新后，集群可以自动同步到管理的子节点。二是GIS并行计算技术。摩尔定律失效后，计算机的发展走向多CPU和多核化路线，只有大量功能支持并行计算，才能充分发挥计算机尤其是高端服务器的性能优势，缩短数据处理和空间分析时间。

四、结语

GIS平台和云计算的结合是未来认可的技术方向，而国内当前GIS的用户主要还是政府机关、大型企事业单位和部队，对GIS数据的安全性和保密性都有很高的政策要求，推进云GIS发展和建设将是一个渐进的过程。云GIS将提供一种稳定、高效、低成本、环保的支撑架构，将空间信息的服务和增值带给以往没有实力自己搭建GIS应用平台的基层单位和个体，从而实现GIS自身的革命性突破，极大地扩大应用规模。云计算与GIS结合的云GIS研究是地理信息科学发展的必然要求，也提供了一种崭新的视角，对于拓展测绘保障模式、提高测绘保障能力、加强测绘保障水平具有重要意义。

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