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地理信息研究范文1
關鍵詞：云計算；地理信息；安全管理
中圖分類號：C93 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）30-0269-03
地理信息數據是用來表示與空間地理分布有關信息的數據，是地表物體和環境固有的數據、質量、分布特征，聯系和規律性的數字、文字、圖形、圖像的總稱[1]。近年來隨著城市建設的加快及地理信息產業的發展，地理信息應用已從專業領域應用拓展到面向大眾和政府部門，尤其是在當前網絡化、數字化時代，地理信息數字產品的獲取、訪問、傳播、復制更為便捷，導致嚴重違法、侵權行為屢禁不止，而部署規范的保密設備成本較為昂貴，因此，切實保證地理信息數據特別是地理信息數據的安全管理，成為擺在地理信息從業者面前一個非常重要的議題。
在科學技術的帶動下，信息數據的處理需求從單機處理逐漸轉向網絡處理，傳統模式下的C/S及B/S架構的部署結構已經不能滿大量的數據處理需要，計算模式逐步經歷并行計算、集群計算、網格計算并向云計算轉型。云計算被認為是繼個人電腦、互聯網之后信息技術的又一次重大變革，將帶來工作方式和商業模式的根本性改變。本文以云計算技術為基礎，針對云技術在地理信息安全管理中的應用、部署及效益展開綜合研究，提高地理信息管理的安全性和高效性。
一、云計算內涵及特征
（一）內涵界定
云計算提出以來，受到了社會各界的廣泛關注，尤其是Google、Microsoft 和IBM等公司都投入了大量資金和人員，積極地研究和部署云計算，并提供云計算商業服務。但是關于云計算的概念目前尚未統一，較為廣泛認同的是由美國國家標準和技術研究院（NIST）提出的即云計算是一種通過網絡以便捷、按需的形式從共享的可配置的計算資源池（這些資源包括網絡、服務器、存儲、應用和服務）中獲取服務的業務模式[2]。
（二）分類與特征
通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，數據中心的運行將與互聯網更相似，使用戶能夠將資源切換到需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。按照云資源共享的范圍，可分為公有云、私有云和混合云三種類型[3]。云計算具備的主要特征包括資源配置動態化、需求服務自助化、以網絡為中心、服務可計量化、資源的池化和透明化。
（三）架構體系
云計算架構的底層是硬件和操作系統的基礎設施；第二層是軟件的系統和管理平臺，包括一組部署管理軟件、虛擬化組件和云計算管理系統；第三層為云計算提供的各種虛擬機；最上層是虛擬機的組合形成了各個具體的云計算使用中心，也完成了各中心對計算資源的動態和虛擬分配[4]。
二、云計算在地理信息安全管理中的主要應用
云計算的出現為地理信息的采集、存儲和應用提供了新的思路，促進地理信息的數據采集、數據存儲、數據的準確性、數據使用的發展。
（一）數據采集
通過一個基于云的地理信息采集軟件來將每一個終端采集來的數據信息上傳到云存儲中，提高了地理信息數據采集的便捷性和數據的實時現勢性。
（二）數據存儲
傳統的方式是將地理信息存儲分散的服務器或計算機上，數據往往難被有效的利用。在云技術中，可針對地理信息數據龐大、冗雜的特點，可通過云技術將數據存儲在云端，為用戶存儲和管理數據提供了更大的空間，解決海量數據動態存儲的問題，還能夠提高數據使用效率。
（三）數據更新
地理信息具有實時更新的特點，提高數據的實時性、現勢性對數據質量意義重大。云技術允許所有被授權的云用戶都從云終端上下載實時的地理信息數據，從而大大提高了地理數據準確性、實時性，實現地理信息的實時更新使用。
（四）數據使用
云用戶只要連接云終端就能用一臺普通PC機（客戶端）獲取和應用地理信息數據，大大提高了地理信息數據使用的效率和便捷性。
三、云計算在地理信息安全管理中部署模式
綜合云技術與地理信息技術的特點，結合現實工作的需求，制定針對性的部署方案，建立一套地理信息云平臺，將云計算更好地應用到地理信息安全管理工作中。
（一）現狀與需求
作為基礎地理信息數據、規劃、國土、房管業務數據的管理應用部門，我們在日常工作已建立了一套與互聯網物理隔離的局域網絡，為每一臺數據處理計算機安裝保密機箱，但是使用和管理過程中仍在諸多不便。
通過建立地理信息云平臺，實現如下目標：（1）網絡安全：平臺必須運行在與互聯網物理隔離的獨立網絡中，防止外部黑客通過互聯網對平臺進行網絡攻擊或數據竊??；（2）數據監管：數據存儲不依附于本地終端，所有數據都在服務器端集中操作，可以最大限度防止數據在終端的丟失危險；（3）數據備份機制：建立統一的存儲備份體系，在數據遭到破壞后能還原到完整狀態，確保數據安全；（4）訪問控制：能夠在平臺內設置授權訪問規則，不允許網內的非法授權訪問平臺數據；（5）提高現有硬件利用率：平臺能夠把現有網絡硬件進行整合，而不需大量購買額外的硬件設備，從而節約成本；（6）彈性的運行資源調度：能夠根據系統運行壓力，在系統資源不夠應付訪問壓力的情況下，自動調度空余的計算資源給壓力較大的用戶。
（二）部署方案
1.平臺選型
當前在私有云領域比較成熟的平臺有IBM 公司的Blue Cloud，甲骨文公司的VDI平臺以及VMware平臺。VMware是一個通過桌面到數據中心虛擬化的解決方案來降低成本和運行費用、確保業務持續性、加強安全性。結合經濟和技術考慮，采用VMware方案部署地理信息私有云平臺。
2.整體架構
本次平臺部署選用VMware私有云平臺，采用all-in-one的部署方案把所有私有云軟件都安裝在一臺服務器，整體架構如下：
3.資源配置
將現有計算機資源整合到云端，管理員根據用戶使用需求合理分配資源，具體資源分配情況（見下表）：
（三）運行情況
經部署調試，地理信息云平臺運行穩定，計算機資源經過整合優化后運行能力提高，數據統一存儲于服務器，通過建立備份機制、訪問控制機制，加強地理信息數據安全管理，提高數據使用便捷性。
四、云計算在地理信息安全管理中的效益分析
通過理論研究與實踐，將云計算應用到地理信息安全管理工作中，可以實現如下效益：
（一）基礎架構效益
充分發揮服務器計算資源，將原來用于業務環節的各類服務器的計算利用率，預計可將計算資源利用率提高70%～200%；更短時間、更少IT人員保障業務高可靠性；將原來過多的物理服務器整合到更少的服務器的虛擬環境中，節約空間，提高整合比。
（二）經濟效益
經濟效益主要為：（1）降低能耗：在一臺服務器上運行多個操作系統和應用，使新的硬件支持老的應用；現有硬件可以支撐更多硬件，節省電力、制冷成本；（2）降低成本：用虛擬架構在將來準備上的新應用，不必再單獨采購新的物理服務器、PC機；推遲購買新的物理硬件，節約硬件成本重復投入；（3）降低運維成本：由于服務器數量的減少以及PC機的取消，將降低運維的復雜度和成本；（4）降低終端成本：員工辦公環境機器成本，并通過動態授權，減少軟件的授權費用。
（三）運維管理效益
傳統方式下，運維成本非常高。如果一臺物理服務器損壞了，從恢復到業務正常上線最少要花費幾小時，造成的損失無法估量；而虛擬化之后，可以在數分鐘之內恢復業務到正常狀態，對于業務部分的服務器來說更為重要，從而解決了管理的時間與成本，提高了業務的可靠性。同時，由于PC機的取消，原來用以維護PC機故障的工作得以消失，會大大減輕低端運維的工作量，降低運維難度。
（四）應用效益
可以在網絡通達的任何時間、地點安全地訪問桌面，提高業務的靈活性；借助基礎架構―服務器虛擬化，將新員工或老舊物理機器換為虛擬機，可將碳排放量降低80%之多，節能60%以上；由于所有數據都保存在服務器中，用戶終端上不存儲任何文檔與數據，從而避免了數據信息泄密的發生。
綜上所述，云計算在地理信息安全管理工作中應用廣泛，模式日漸成熟，提高管理質量和使用效率的同時，在架構效益、經濟效益、運維效益、應用效益等方面較為顯著，在地理信息安全管理領域具備較好的應用前景。
參考文獻：
[1] 戴金英.地理信息數據的安全管理[J].城建檔案，2010，（6）：23-24.
[2] MELL P，GRANCE T.NIST SD 800-145，The NIST difinition of cloud computing[S].Gaithersburg，MD：NIST Special Publication，2011.
地理信息研究范文2
關鍵詞：地理信息系統；信息高速公路; 計算機技術 ; 數字地球
中圖分類號：C922 文獻標識碼：A 文章編號：
地理信息系統是一門綜合性的技術，它涉及到地理學、測繪學、計算機科學與技術等學科。它的概念和基礎是地理和測繪，它的技術支撐是計算機技術，它的應用領域是地理、規劃與管理等許多行業和部門。近20年來，真正推動地理信息系統發展的是計算機技術的發展以及應用領域的不斷擴大。特別是計算機技術的發展成為地理信息系統技術飛速發展的主要動力，幾乎每一次計算機信息技術的重要進展都帶動地理信息系統技術的重大進步，如空間數據的管理、網絡GIS、三維GIS等技術，每一步的重要發展都與計算機信息技術的進展有關。
1國內外現狀
GIS是20世紀60年代中期發展起來的技術。它最初用于解決地理問題，至今已成為一門涉及測繪科學、環境科學、計算機技術等多學科的交叉科學。1963年加拿大測量學家R. F.Tomlinson首先提出了地理信息系統這一術語，并建成世界上第一個GIS―加拿大地理信息系統CGIS，并用于自然資源的管理和規劃。不久，美國哈佛大學提出了較完整的系統軟件SYMAP，這算是GIS的起步。20世紀70年代以后，由于計算機軟硬件水平的提高，促使GIS朝著實用方向迅速發展，一些經濟發達國家先后建立了許多專業性的GIS，在自然資源管理和規劃方面發揮了重大的作用。比如1970年―1976年，美國國家地質調查局就建成了50多個信息系統。其他國家，如加拿大、德國、瑞典和日本等相繼發展了自己的GIS。20世紀80年代后興起的計算機網絡技術使地理信息的傳輸時效得到了極大的提高，它的應用從基礎信息管理與規劃轉向更復雜的實際應用，成為輔助決策的工具，并促進了地理信息產業的形成。到1995年，市場上有報價的GIS軟件已達上千種，并且涌現出了一些有代表性的GIS軟件。
我國GIS的發展較晚，經歷了4個階段，即起步(1970-1980)、準備(1980-1985)、發展(1985 -1995)和產業化(1996年以后)。目前GIS已在許多部門和領域得到應用，并引起了政府部門的高度重視。一批地理信息系統軟件已研制開發成功(如GeoSTAR, CityStar, MapGIS等)，一批高等院校已設立了一些與GIS有關的專業或學科，一批專門從事GIS開發的高新技術產業相繼成立。
2地理信息系統的發展趨勢
2.1虛擬現實、三維可視化GIS研究
虛擬現實技術又稱靈境技術，是指通過頭盔式的三維立體顯示器、數據手套、三維鼠標、立體聲耳機等手段和工具使人能完全沉浸在計算機生成創造的一種特殊的三維立體環境。它與計算機網絡技術和地學相結合可產生虛擬地理環境。
在三維可視化領域，支持真正三維的矢量和柵格數據模型及以此為基礎的三維空間數據庫，將解決三維空間操作和分析問題，極大提高了GIS的空間分析功能。
2. 2分布式技術、萬維網與地理信息系統的結合
目前隨著Internet技術的迅猛發展，其應用已經深入到各行各業，作為與我們日常生活息息相關的地理信息系統也不例外。它們的結合產生了webGIS，這主要是由于大多數的客戶端應用采用了www協議萬維網，其基木思想就是在萬維網上提供空間信息，讓用戶通過瀏覽器獲得和瀏覽一個空間信息系統中的數據。當前webGIS系統已經得到迅速地發展，到1999年9月為止，僅在美國出現的這樣的系統就有20種之多。同時隨著技術的進步，客戶端可能會采用新的應用協議，因此也
被認為是lntemet GIS。
計算機網絡技術的飛速發展，分布式計算的優勢日益凸顯。地理信息系統與分布式技術結合也就成為必然，它們的結合即構成了分布式地理信息系統。它就是指利用最先進的分布式計算技術來處理分布在網絡上的異構多源的地理信息，集成網絡上不同平臺的空間服務，構建一個物理上分散、邏輯上統一的地理信息系統。其與傳統的地理信息系統最大的區別在于它不是按照系統的應用類別、運行環境而劃分的，而是按照系統中的數據分布特征和針對其中數據處理的計算特征而分類的。
2. 3 ComGIS的應用研究
組件式技術是新一代GIS軟件的重要基礎，它與GIS技術的結合使GIS發展到了新的階段―組件式GIS (ComGIS)。ComGIS是面向對象技術和組件式軟件在GIS軟件開發中的應用，它的出現為傳統GIS面臨的多種問題提供了全新的解決思路。
由于傳統的GIS軟件開發具有開發負擔重、集成困難、專業語言不易掌握的缺點，迫切需要一種新型的GIS軟件技術體系，以滿足日益增長的G IS應用需求，并跟上軟件技術發展的潮流。ComGIS正是這樣一種全新的GIS軟件技術體系。鑒于COM技術具有語言無關性、進程透明性、可重用性等優點，使得目前基于COM的DDE和ActiveX技術與可視化語言成為GIS軟件開發的主流。應用這種開發方式可以對應用程序的局部進行更新，保持其他功能不變，而不必對整個系統進行升級。它的開發不需要專門的GIS語言，可以直接嵌入到MIS開發工具中。另外更重要的一點就是開發人員可以根據自己的需要從對象庫中選取系統所需要的功能加以實現，把這些組件快速地組裝到一起，不僅大大簡化了開發過程，而且極大地縮短了系統的開發周期，并且隨時可以根據實際需要進行靈活方便的系統定制與升級。
2. 4 GIS與RS、GPS集成
GIS、RS與GPS是目前對地觀測系統中空間信息獲取、存儲管理、更新、分析和應用的3大支撐技術(簡稱“3S”)，是現代社會持續發展、資源合理規劃利用、城鄉規劃與管理、環境污染控制、自然災害動態監測與防治等的重要技術手段，也是地學研究由定性化走向定量化方向的科學方法之一。需要說明的是“3S”集成不是簡單的3個組成部分的疊加，而是一種有機的、在線的連接，同時具有實時的、動態的特性。它是一項技術難度極高的高科技，需按照“統籌規劃，分步實施”的原則進行。具體來說，就是在開發研究時，從簡單到復雜，從低成本到高成本，逐步推進。其中，當前開發出來的一個比較成功的系統當屬加拿大卡爾加里大學開發的移動測繪系統(Mobile Mapping Systern ) 。
2. 5面向對象GIS (OOGIS)研究
OOG IS研究的興起緣于OOG IS能使GIS系統更好地反映現實地理空間各種空間要素及其相互關系，甚至空間現象與過程。而向對象的GIS中所有地物以對象形式封裝，用戶可以在現有抽象數據類型和空間操作箱上定義自己所需的數據類型和空間操作方法，增強了系統的開發性和可擴充性，為GIS的智能化奠定了基礎。
面向對象的思想已廣泛地應用于程序設計及開發中，克服了傳統編程方式的固有缺點，使之更接近現實，便于用戶及開發人員辨認和使用。如ArcGIS軟件，它成功地運用這一思想進行應用程序設計，增加了它所開發和應用的可讀性及大眾性。
3結束語
上述這些GIS的發展趨勢并不是孤立的，而是相互影響、相互促進，它涉及多學科的相互滲透、相互支撐。其作用就是促進地理信息產業的建設與發展，更好地為人類了解和保護人類賴以生存的環境服務。面對今天的計算機技術的快速發展，面對GIS充滿生機與活力的前景，我們應該進一步面向世界、抓住機遇、探索規律、創造性地促進GIS技術與產業的發展?？梢灶A見，隨著計算機技術的發展，信息高速公路的建成，一個以地理信息系統為平臺，以信息高速公路為紐帶的“數字地球”，必將為人類信息交流與共享提供一種全新的方式。
參考文獻：
[1]陳述彭. 我國地理信息系統的新進展[J]. 國土資源信息化. 2004(01)
[2]黃遠震.新技術與工程測量[M ].福州:建教育出版社,2007.
[3]陳幼松.數字地球及其意義和用途[J].航空民技術與產品,2009(2)
地理信息研究范文3
關鍵詞:地理信息;公共服務;運行設計
引言:
國家測繪局于2008年7月份提出了關于建設我們國家的地理信息的公共服務平臺這一戰略性決策。該決策深入貫徹科學發展觀，期望建成統一的資源體系，成立一個良好的網絡化運行氛圍，使國家各階層之間的溝通加強，做到信息共享，協調發展，進而提升我們國家的地理信息服務能力的信息化水平。因此，對公共服務平臺的建設進行技術研究在新時代下，有著十分重要的現實意義。
一、完善公共服務設計平臺的設計方案
(一)對地理信息服務資源進行一體化建設
隨著技術水平的提高，電子設備在各行各業均有發展，為了滿足在電子政務、商務等方面對地理信息網絡化的需要，或者是一些針對性需求，就要不斷對已有的地理信息數據進行整合，使地理信息更加的完善，更好的適應在線服務［1］。并使得國家的各級地理信息規范化、標準化，以互聯網為依托，形成地理信息服務設計的一體化建設。
(二)創造良好環境，實現信息共享
地理信息的共享的實現與其環境的開發息息相關。利用先進的技術，對地理信息的形成、開發、調用的結構進行信息化建設。對國家的各地區多種類的地理信息資源進行開發研究，不斷對其進行改造，形成一個多層次的服務節點，并在技術結構上、與外界的服務接觸上始終保持一致。對不同地區、不同部門的地理信息資源進行動態處理，使用戶能夠更好的享用信息［2］。
(三)統一管理，實現信息網絡化
地理信息的公共服務平臺的建設要充分考慮到三個方面，包括信息的提供方、信息的使用方以及對有關信息資源的管理方。公共服務平臺應該將三者看做為一個統一的整體，并對其進行統一管理，對信息進行統一的注冊，對不同的級別賦予不同的權利，完善其服務模式。利用先進的網絡技術進行專門處理，使得地理信息資源在中央與地方之間的聯系較為通暢。不斷更新地理信息服務的運行機制，統籌服務，使地理信息服務的網絡化建設更加的順利。
二、關于數據層面的平臺設計方案
針對各用戶在不同電子領域對數據的不同要求，進行相應的公共地理資源結構框架的建設，使地理信息在數據層面上公共服務更加完善。
(一)建立多層次的地理數據資源框架
面向網絡的地理資源公共服務的框架主要包括以下幾個方面。首先，是關于地理信息在實際應用中所得到的實踐后的數字結果，此數據結果是在具體的空間范圍內得到，與此范圍內社會發展、自然情況、資源分布等信息息息相關，用于分析期內此類信息或與其相關聯信息的具體情況。其次，是基于互聯網發展的產生的關于某一國家或世界地理圖形，并可以通過計算機或移動終端對其實施操作，查詢出使用者所需信息，其主要用于固定終端或移動終端在進行網絡數據連接之后，瀏覽所想了解的地理數據和圖形。第三，是關于某一地區特定地點的名稱和位置的數字結果，此類數字信息是用于相關地理信息編寫以及與其相關的社會信息查詢等［3］。
(二)建立良好的數據更新機制
為了保證此類地理數據與時俱進，良好運轉，應建立與其相聯系的數據即時更新機制為公眾提供優質服務。在此類機制建立時，應選定具體地點作為更新總基地，此基地負責服務范圍內所有相關地理數據的維護，采用針對緊急事件進行維護和針對一定時期內信息內容更新的兩種更新方式，從實處推進信息服務平臺的完善與發展。
三、推進公共服務平臺設計的措施
(一)完善服務平臺建設
地理信息公共服務平臺是一個應用性極強的平臺。在進行平臺建設時，應多從實踐考察中得到改進意見，將服務平臺各方面進行具體劃分，把每一處劃分之后的模塊進行有針對性的改進和完善，讓此建設作為一個可長時間推進的工作進行深度開發。并轉變平臺服務方式，建立資源共同分享的新型信息系統，提高平臺服務能力與水平，擴寬平臺服務業務，實現全面、開放、合理、互動的服務方式。
(二)平臺信息定期更新
地理信息公共服務平臺建立于信息的供應與實地對應查找上，信息是服務平臺長期發展的生命力所在。平臺信息應定期進行檢查更新，根據實地信息進行核對，縮短其更新時間，加大力度開發與平臺更新相關的技術與設備幫助其更新，并且要建立合理的信息定時上傳系統，搜集各種可能變更的數據，將城市地貌與城市新近建設及時上傳到服務平臺的信息采集庫中，完善平臺定期更新機制。
(三)促進服務平臺規模擴大
地理信息公共服務平臺是幫助用戶在固定終端或移動終端進行網絡連接之后直接可尋找查看到其所需信息的服務平臺，其服務方式是通過提供各種功能幫助用戶快速尋找并了解信息。該平臺需要長期投入大量人員、資金、技術等資源對其正常運營進行維護，在平臺運營穩定后，應盡力將地理信息公共服務平臺做好做大，推進其與其他相關企業或部門平臺資源對接，增加彼此合作，擴大平臺服務規模，推進其走入更多領域，擁有更為廣闊的服務空間。
四、結束語
在信息社會，對國家地理信息進行公共服務平臺的建設是目前我國地理相關部門首要考慮的問題。其順利建成并積極投入服務中對我國的地理信息的公共服務能力的提升有很大幫助。有利于將地理信息資源的效益最大化的發揮出來，并使其得到更加合理的利用，促進我國的經濟快速發展。因此，要切實規劃好對服務平臺的設計方案，完善相關運行機制，使其科學合理發展。
參考文獻:
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［2］聶燦權．省級地理信息公共服務平臺總體設計技術研究［J］．科技資訊，2014，02(08):11－12．
地理信息研究范文4
關鍵詞:GPRS;移動網絡;地理信息系統(GIS)
1 引言
在日新月異的信息社會中,人類應用最多的信息莫過于“位置”信息。據統計,在人類所使用的信息中有80%與“位置”有關。地理信息系統作為管理、分析、應用空間信息的技術系統現已受到了世界各國的普遍重視。隨著移動通信網絡技術的迅速發展,如何利用現有的移動網絡資源建設移動地理信息系統(GIS)以實現任何地點,任何時間的GIS服務,新型的移動網絡通信技術GPRS(General Packet Radio Service)業務為我們提供了一種可行性方案。
2 基于GPRS的移動地理信息系統
GPRS(General Packet Radio Service)是一種基于GSM的高速率分組交換業務,它使用的是分組無線IP傳輸技術,它將移動通信網的數據傳輸速率提高到了100kbps以上,是目前應用較好的無線通信網絡技術。 GPRS網絡構建在GSM網絡基礎之上,GPRS與傳統的GSM數據業務的本質區別在于它提供的是一種基于分組交換的新型承載業務,它對原有的GSM網絡子系統和無線子系統設備及功能進行了增強。在網絡子系統中增加了兩個結點: GGSN(Gate GPRS Support Node) 和SGSN(Service GPRS Support Node),也即網關GPRS支持結點和服務GPRS支持結點。其中GGSN負責連接GPRS網絡和外部分組交換網(包括:IP網、X.25網等)互聯的網關,SGSN負責MS(移動用戶)的移動性及通信安全性管理。并且通過增強型位置數據庫HLR和增強型訪問者位置數據庫VLR很好的支持了移動性管理與路由管理。在無線子系統中通過增強BSS(基站子系統)的功能以支持用戶數據的傳送,通過增強GSM業務信道和控制信道的種類,實現了GPRS的多種業務服務。
GIS:(Geographical Information System地理信息系統)是一種采集、處理、存儲、管理、查詢、分析、表達和應用地理信息的計算機系統,是分析處理和挖掘海量數據的通用技術。它主要包括計算機硬件、軟件、地理數據和用戶等幾個部分。GIS系統是集信息科學、計算機科學以及現代地理學等諸多學科于一體的新興科學,是對地面、空間及地下等一切可以用坐標或其他方式來定的客觀存在進行顯示、查詢和分析的一門科學。
如果能將兩者很好的整合,將會使移動GIS迅速發展,更好的滿足人們的生產、生活的需要。
3基于GPRS移動地理信息系統的實現方法
1) 網絡構建上
GPRS網絡環境下的移動地理信息系統應包括客戶端和服務器端兩部分,服務器端主要負責數據庫管理、數據服務和復雜的空間處理與分析,客戶端主要負責簡單數據的顯示、查詢。在具體設計中可構建為:集中處理模式、服務器型處理模式、協作型處理模式或客戶型處理模式四種類型中的一種。應用服務中,兩端所應具有的最基本軟件應為操作系統,兩端的硬件平臺和操作系統在設計時可以相同,也可以不同,但是為了支持同一地理信息系統的應用,兩端必須具有同樣的通訊協議。同時為了有效地降低數據的通訊量,可以在客戶端與GPRS服務器之間增加應用服務器完成數據處理邏輯后,再將結果傳給客戶端,即設計為三層客戶機/服務器結構。
2) 空間數據的存儲與組織方法上
空間數據存儲模型可分為文件型、數據庫型和混合型,一般數據庫型和混合型比較適合網絡地理信息系統應用。但隨著關系數據庫技術和客戶/服務器技術的發展,利用關系數據庫技術存儲空間數據已開始占主導地位,特別是數據完整性、并發控制、安全恢復機制等方面所具有的獨特優勢,使我們不得不考慮在構建移動網絡地理信息系統的空間數據時應選用關系數據庫來存儲。
3) GIS軟件的開發與使用上
由于GPRS可以方便的實現與Internet的互聯,而且眾所周知Internet技術的強大生命力,因此WebGIS開發將成為未來移動網絡地理信息系統開發的重點。Java應該是開發WebGIS的一個很好工具,因為java可以解決系統應用跨平臺問題,它開發的軟件可以應用于Windows、Macintosh、Unix等不同的操作系統,具有較強的網絡服務功能,同時Java提供面向對象和多線程程序設計的特性,單個的GIS Applet程序還可以嵌入Web頁面中,使Web頁面成為交互式的。另外各種組件技術將在開發WebGIS中發揮越來越大的作用,它們將使GIS軟件的可配置性、可擴展性及開放性更強,使用更靈活,二次開發更方便。
4 建設與開發移動地理信息系統應注意的重點問題:
1)移動性:在移動環境中,一個移動終端可能會漫游到任何地方,而這些地方是不可預知的,這種平臺的移動性可能會導致系統訪問的變化和資源的移動性,這就要求在構建移動地理信息系統時要充分考慮如何利用GPRS的網絡互聯性,實現在任何地點,任何時間能與移動終端互聯。2)嵌入式開發:移動終端應使用嵌入式處理器,嵌入式處理器的應用軟件開發要求程序的簡潔與高效,便于固化在存儲芯片或單片機中。3)開放性:移動地理信息系統的開放性重要標志在于系統資源、功能的共享。通過數據文件轉換或通過數據動態交換(DDN)實現系統資源共享,以及通過動態連接庫(DLL)實現系統功能交換局限性很大。主要包括通Internet/Intranet構建全球性/內部開放式網絡;不同來源、不同分辨率、存放在不同地點空間數據的共享;對系統的開放性提出了更高的要求。 5 關鍵的技術及討論:
1)移動數據庫建設:移動數據庫是當前國際數據庫界的一個新的研究方向。移動數據庫是指移動環境中的分布式數據庫,是分布式數據庫的延伸和發展?；贕PRS的移動地理信息數據庫建設將主要涉及(1)移動數據庫復制/緩存技術。它是解決移動數據庫斷接性的關鍵技術。最有代表性的是兩級復制,CODA系統及緩存失效廣播技術。(2)移動查詢與移動事物處理。其主要問題是移動事物處理中的過區切換及數據一致性問題。(3)移動數據庫的安全技術。由于移動信息的處理中的不安全因素很多,但是在實際工作中很多領域的信息又急須加密,因此移動網絡中數據的安全性要求越來越高。目前應用較為廣泛的是個人身份認證,數據庫加密以及身份保護等。
2)智能:移動智能是一個具有問題求解機制的計算單元,GIS移動智能有助于解決位置定位,事物處理等。智能在基于GPRS的移動地理信息系統中的未來發展趨勢是結合計算機網絡和通信的智能實現跨區域、跨平臺的數據交換與共享,真正實現GIS數據的互操作性。
3)數據發掘(Data Mining):由于地理信息空間數據庫的不斷擴大,如何從激增的數據背后發現更多的信息, 從空間數據庫中自動發現知識,用來支持事物處理,遙感解譯自動化和GIS空間分析的智能化。,數據發掘技術作為實現這一想法的核心技術正在受到人們的普遍重視。數據挖掘技術未來將實現多學科綜合,這其中可能包含機器學習、模式識別、統計學、智能數據庫、知識獲取、數據可視化、高性能計算、專家系統等多個領域。數據挖掘將應用在信息管理、過程控制、科學研究、決策支持。
4)移動計算:移動計算是指:利用移動終端通過無線通信網絡與遠程服務器交換數據的分布計算稱為移動計算(Mobile Computering)如何更好地利用GPRS無線蜂窩數字通信網絡實現移動計算的物理網,將是未來的一個研究重點。
6結束語:
由于移動通信GPRS業務的迅速發展,以及它可以方便的實現與Internet的互聯,傳輸與處理集聲音、文字、圖形、圖象的為一體數據,移動地理信息系統(GIS)與GPRS業務的相互整合,必將使移動(GIS)的未來發展跨上一個新的臺階。
參考文獻
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[2] M.Mouly,M.B.Pauter.駱健霞,顧龍信等譯.GSM數字移動通信系統[M],北京:電子工業出版社.
[3] 孫孺石,丁懷遠等譯. GSM數字移動通信系統[M].北京:人民郵電出版社.
地理信息研究范文5
關鍵詞：大數據時代；地理信息系統；問題分析；應用研究
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）05-0019-02
以往學者對地理信息系統應用大數據方面的研究較多偏向整體方面的研究，較為缺乏對地理信息系統應用大數據在技術層次方面的探討。本研究從地理信息系統應用大數據在數據存儲和數據處理方面的問題著手進行研究，提出了基于大數據的MongoDB和Dremel的解決措施。
1 地理信息系統應用大數據的必要性
受當時數據存儲技術的限制，早期的地理信息系統主要采用RDBMS進行管理，或者采用文件與RDBMS的方式進行管理，如國產GIS軟件GeoStar就采用后者的方式予以實現，其屬性數據仍沿用RDBMS管理模式，圖形、影響和DEM則交由文件系統管理[1]。但GIS本身固有的空間數據和海量數據特征以及數據處理快速響應的需求，決定了以RDBMS為代表的傳統數據存儲和以統計學和數據挖掘為代表的傳統數據處理技術已經無法適應GIS數據存儲及處理的發展需求。大數據的出現，帶給了地理信息系統新的變革。就整體而言，大數據處理方式與傳統數據處理方式存在以下區別。
大數據與傳統數據處理方式存在諸多不同：首先，大數據沒有抽樣概念，其針對的是全部數據，即全樣本數據概念，而傳統的數據處理方式無論是統計學還是數據挖掘，都是以在數據中抽取樣本研究的方式進行；其次，傳統的統計學注重數據的因果關系分析，而大數據則完全無視數據的因果關系而在乎數據的關聯信息；再次，傳統的RDBMS數據處理技術十分追求優良的精確性、高度的一致性，使得其并不具備良好的可擴展性，而大數據則因為多樣化的數據類型需要必須具備良好的可拓展性，并不再盲目追求計算結果的精確性，雖然RDBMS數據處理方式已經有了并行計算，但追求高度一致性和容錯性的特點使得其無法像MapReduce等大數據并行處理技術那樣具備“秒級定律”的可用性和可拓展性；最后，大數據處理的數據類型也不同于以結構化數據為主的傳統數據處理方式，其數據處理對象包括了以數字、字符為代表的結構化數據、員工簡歷信息等為代表的半結構化數據、音頻、視頻等為代表的非結構化數據這三大類型，在數據處理難度大為艱巨的同時，數據處理能力也得到了極大的提升[2]。
由以上四個方面的對比可以看出，大數據相比傳統的數據存儲及處理技術，無疑更能滿足地理信息系統空間數據、海量數據和數據處理快速響應的需求，因而地理信息系統應用大數據已成為時代的必然。
2 地理信息系統應用大數據的問題分析
2.1 數據存儲
地理信息系統的空間數據特點注定了其數據存儲具有明顯的非結構化特征，其數據集呈現出典型的大數據特點，即海量數據規模（Volume）、快速的數據流轉和動態的數據體系（Velocity）、多樣化的數據類型（Variety）、快速變化的數據模型（Vitality）和高價值低密度（Value），以及高復雜度（Complexity）的大數據5V+1C特性。我國巨大的地理信息系統市場需求，爆炸性增長的空間數據存儲、越來越快速的數據處理響應以及越來越多樣化和清晰化的數據描述需求等等這些都對地理信息系統應用大數據提出了高要求。此外，地理信息系統的數據共享與保護、大量重復數據的處理也對其應用大數據構成了挑戰。
2.2 數據處理
雖然地理信息系統目前已實現對海量空間數據通過多種途徑進行匯總，但其對海量空間數據的組織、處理、加工和存儲技術仍是較為落后[3]。在數據處理技術方面主要呈現為非結構化的海量空間數據與傳統SQL數據處理技術的不相兼容，致使對海量空間數據的管理、處理和加工效果仍是差強人意，以此為基礎的數據增值產品自然無法順利產生，這已成為制約我國地理信息系統市場進一步發展的瓶頸。隨著市場競爭和用戶需求的現實需要，地理信息系統空間數據集的實時更新要求正不斷被提升，在客觀上需要不斷加強的計算能力及效率。這既是地理信息系統應用大數據的客觀需要，同時也是其海量空間數據順應社會發展的必然要求。
3 地理信息系統應用大數據研究
3.1 數據存儲
盡管GIS軟件已經通過加入對象關系模型實現了對RDBMS的性能擴展，使其能夠同時管理圖形、屬性數據、影響和DEM數據，并已實現了多比例尺空間數據的存儲，但該數據存儲模式已觸碰到既有技術發展的瓶頸，并且是導致地理信息系統空間數據自動綜合能力與效率低下的重要原因。此外，以C/S架構為基礎的GIS系統由于自身的封閉性導致了其自身的數據共享能力偏弱，對批量數據處理后的存儲與同步性更新能力與效率也仍是有待加強。有鑒于此，有必要采取大數據的存儲方式，對傳統的地理信息系統數據存儲模式進行革新。
大數據處理方式與傳統數據處理方式的一大明顯區別是數據存儲形式的不同。傳統的數據處理方式在這一環節主要依靠RDBMS來實現。RDBMS尤其擅長結構化數據的數據存儲，但卻無法很好地存儲半結構化數據與非結構化數據。而大數據處理方式均很擅長對半結構化數據與非結構化數據的存儲。此外，大數據普遍采用分布式數據庫或分布式計算集群實現數據的存儲。其數據庫類型被人統稱為NoSQL，盡管傳統的RDBMS也有分布式數據庫，但它的存儲方式仍以結構化數據為主，并在高一致性、高精確度等方面進行嚴格要求，因而無法實現良好的擴展功能，而NoSQL則沒有這方面的嚴格限制。因此，NoSQL云存儲技術應是未來地理信息系統數據存儲的主流技術。
NoSQL摒棄了RDBMS的關系與連接特性，保證了在數據存儲上的極佳可拓展性。數據存儲模型的靈活多變，更是大大減少了其在進行數據存儲和更新操作時的系統開銷。以MongoDB為例，它為了實現對多樣化的數據存儲形式的兼容，采用了面向文檔的數據庫管理措施，使得其具備優良的可拓展性。其原理就是將RDBMS中“行”的概念替換成“文檔”模型，因而能夠確保實際數據存儲時文檔或數組的嵌套，并實現了復雜層次關系的單一記錄存儲[4]。它所存儲的數據結構十分松散，保障了其數據存儲模型的靈活多變特性，并能夠有效支持復雜的屬性數據，在索引結構方面也由于自身復雜層次關系的簡化和查詢索引技術的強大，已經基本實現了對RDBMS查詢功能的完全支持。
由此可見，文檔型NoSQL存儲技術十分符合地理信息系統空間數據存儲的要求，并且避免了地理信息系統傳統數據存儲技術在存儲海量空間數據時耗費的數據壓縮與轉換的系統開銷，因而能夠通過對數據存儲方式的革新有效提升地理信息系統在數據讀取與更新時的效率。
3.2 數據處理
傳統空間數據庫都會建立多比例尺的空間數據庫，再根據實際應用的需要調動不同比例尺數據庫的數據，來增強地理信息系統對數據處理響應速度的需求[1]。但就其實際操作而言仍無法較好地滿足地理信息系統對數據處理接近實時數據處理的要求，其矢量數據的自動綜合能力也是差強人意。但在大數據時代，該空間數據的處理方式完全可以用大數據的交互式數據處理方式來予以解決。
交互式數據處理，主要指通過人機交互來逐步實現對數據的處理，它能讓數據被及時地處理和修改，并讓處理結果立刻被用戶知悉和運用。當前交互式數據處理系統有Spark和Dremel等。作為高效分布式計算系統，Spark在性能上要比Hadoop在數據處理上的效率提升100倍，并提供了比Hadoop更為上層的API。Spark的代碼簡潔，Hadoop要實現與其相同功能的代碼往往需要數十倍或上百倍的長度。Dremel則通過組建規模上千的集群來實現PB級別海量數據的秒級處理。因為Google專門設計Dremel用來彌補MapReduce的不足，因而Dremel在規模上、交互式查詢能力都要比后者優越。
以Dremel為例，它通過嵌套式的數據模型來支持對半結構化和非結構化數據的并行處理。通過用列式存儲方法來保存數據，進而在數據處理和分析時只需要針對指定數據進行處理，因而減少了CPU和磁盤的訪問量。最后，Dremel結合了Web搜索和并行DBMS的技術，通過借鑒Web搜索的“查詢樹”概念，將復雜巨大化的查詢搜索分割成并發在大量節點上處理的較小簡單數據查詢。簡單而言，交互式數據處理方式就是通過對數據的分片存儲和對查詢功能的優化來實現對海量數據的快速處理。
由此可見，地理信息系統傳統的多比例尺數據庫數據完全可以通過Dremel嵌套式數據模型的列式存儲方式進行存儲，進而在響應實際數據處理需求時通過類似Web搜索的處理方法調出符合查詢要求的分片數據，從而實現空間數據處理的優化，因為數據搜索的系統開銷大為降低，因而大大提升地理信息系統的數據處理響應速度。
4 結束語
經過探討地理信息系統在大數據應用方面的數據存儲及數據處理問題，并針對性地給出基于大數據的解決措施，可以發現大數據在未來的地理信息系統具備廣闊的應用前景。除了本文所提及的MongoDB和Dremel大數據處理技術，大數據還有以MapReduce為代表的批量數據處理技術、以Storm為代表的流式數據處理技術和以Neo4j為代表的圖數據處理技術，它們都在未來的地理信息系統發展中大有可為。
參考文獻：
[1] 龔健雅. 中國地理信息系統技術的發展[J]. 測繪工程， 2002（2）： 5.
[2] 維克托?邁爾?舍恩伯格， 肯尼思?庫克耶.大數據時代[M]. 盛楊燕， 周濤， 譯. 杭州： 浙江人民出版社， 2012.
地理信息研究范文6
【關鍵詞】：地理信息系統GIS、工程測量、應用、研究
1.地理信息系統GIS概述
地理信息系統在國際上稱為GIS。在我國又稱為資源與環境信息系統。地理信息技術是在計算機軟、硬件平臺支持下對空間數據進行輸入、存儲檢索、運算分析建模、顯示、輸出等的計算機的軟件， 地理信息系統是利用計算機存貯、處理地理信息的一種技術與工具，是一種在計算機軟、硬件支持下，把各種資源信息和環境參數按空間分布或地理坐標，以一定格式和分類編碼輸入、處理、存貯、輸出，以滿足應用需要的人-機交互信息系統。它一般具有輸入輸出、查詢分析及空間數據庫管理等功能。它通過對多要素數據的操作和綜合分析，方便快速地把所需要的信息以圖形、圖像、數字等多種形式輸出，滿足各應用領域或研究工作的需要。地理信息系統在國民經濟建設中得到了廣泛運用，特別是在地域開發、環境保護、資源利用、城市管理、災情預測、人口控制、交通運輸等方面發揮著積極的作用。
2. 地理信息系統GIS在工程測量中的重要性
地理信息系統GIS在必要的計算機硬軟件支持下，以現代化電子信息科學以及系統工程學說為理論依據能夠科學的觀測、處理、分析、輸出、呈現建筑工程測量所需要的地理數據， 地理信息系統GIS具有著一套自己獨有的功能.GIS的功能主要包括數據的輸入、管理、分析和顯示.通過對模擬地圖數字化、鍵盤輸入或數據格式轉換等途徑，將各種空間地理數據
空間信息以及其對應的屬性數據輸入GIS后，GIS可以快捷地對其進行管理、調用和宏觀呈現，為工程測量提供精確的數據支持。
3.地理信息系統GIS在工程測量中的應用
3.1地理信息系統GIS在工程測量中的優勢
地理信息系統GIS之所以能夠在工程測量中得到厚愛是因為它有著其他系統沒有的優勢，具體有GIS系統相比著其他系統來講更容易集成，GIS的數據源是整合分離的，可以通過過地理數據的共享功能使更多的的單位同時使用到已取得的數據減少資源的浪費，降低工程測量的成本，同時GIS系統能夠支持不同的數據格式，增加數據的處理的數量和質量。
3.2地理信息系統GIS的主要特點
地理信息系統GIS是一個多功能、多用途的系統，它有著一套完善的數據測量、觀測、處理、分析、傳輸、儲存系統，為建筑工程測量作業立下了汗馬之勞，地理信息系統GIS采用了面向對象的軟件技術后，能夠實現地理信息系統的組件化結構，可以利用空間數據處理組件便捷的構造個性化的應用軟件系統，實現地理信息系統GIS的靈活配置，地理信息系統GIS采用DBMS的擴展功能，擴展了其數據處理能力實現空間、屬性數據的一體化存儲和查詢，能夠有效的保證觀測數據的精確性、完整性和統一性。地理信息系統GIS采用了B/S結構，
能夠模糊系統的界線實現系統的零維護，地理信息系統GIS和數據庫、圖形庫系統一樣，在工程測量作業中發揮著重要的作用。地理信息系統GIS采用了3S集成遙感技術能夠在最短的時間內最大限度的獲取空間數據，其系基帶的衛星定位技術能夠獲得地表面物體的空間位置信息，為工程測量中的物體方位確認作業提供極大的方便。
3.3地理信息系統GIS技術在工程地質勘察測量中的應用
在建筑工程測量作業中引入地理信息系統GIS技術能夠利用GIS強大的數據管理和空間分析功能，對以各種圖件、圖像、表格、文字報告為基礎的單個工程勘察項目或區域地質調查成果資料以及基本地理信息， 進行一體化存儲管理。在此基礎上可以進行二維地質圖形生成及分析計算， 并能夠利用數據建立區域三維地質結構模型， 采用三維可視化技術直觀、形象地表達區域地質構造單元的空間展布特征以及各種地質參數， 建立集數字化、信息化、可視化為一體的空間信息系統， 為相關部門提供有效的工程地質信息和科學決策依據。典型的工程勘察GIS系統由以下幾個功能模塊組成：
3.4地理信息系統GIS的數據處理在工程測量中的應用
地理信息系統GIS數據管理模塊主要實現對地理底圖獲取的資料的讀寫、換算、調整、查詢、存儲等功能。GIS強大的數據管理功能完成海量數據的方便輸入、存儲工作，地理信息系統GIS能實現諸多圖形、表屬性數據的關聯存儲，完成各三維地質模擬的結果資料的存儲，同時能夠實現對這些資料圖件和數據統計分析表單的快速調用查詢。同時可提供對三維地質模型的多種可視化表現功能， 比如生成任意方向切割模型、立體剖面圖， 以及三維空間量算功能。
同時地理信息系統GIS能夠對其系統觀測、處理、分析生成的各種圖件、單元進行快速處理輸出， 并能夠通過MAGIS三維地理信息、平面圖形編輯系統完成三維地質模擬結果漫游、靜態效果圖的宏觀表現，能夠主觀的從三維模型上選擇分析目標進行譬如建筑面積、建筑間距、占用空間體積和剖面的形狀大小等信息的調度查詢極大的為建筑工程測量工作提供數據支持。
3.5使用地理信息系統GIS注意的事項
地理信息系統GIS在建筑施工中的工程測量作業中為其提供著數據的觀測、分析、輸出服務，因此在使用地理信息系統GIS過程中要格外的小心謹慎。首先要對地理信息系統GIS的電力提供絕對的保障，使用多種供電系統的統一調度，防止在使用地理信息系統GIS進行數據的收集、分析、輸出過程中出現忽然斷電的現象，一旦在途中出現供電問題不旦直接影響數據的處理進度還會對地理信息系統GIS設備本身造成不必要的損害。同時要避免在地理信息系統GIS設備附近出現較強磁場，干擾GIS無線電子信號等。
【結束語】：
隨著現代科學的發展，電子信息技術也有著飛速的提升，建筑工程測量的方式也向著自動化、數字化發展，因此將地理信息系統GIS應用于建筑施工工程測量也算是順應著時展的要求，充分利用GIS技術、“3S”集成技術以及其他現代化信息觀測、處理分析、輸出技術能夠有效為工程測量工作提供有效的，精確的數據支持，只有精確、詳細的測量數據分析結果才能更好的為工程測量服務，滿足工程對測量精度的高要求，保證建筑施工工程測量數據的準確性、精確性和完整性從而保證整個建筑施工的質量。
參考文獻；
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