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云计算GIS领域的机遇与挑战

云计算
领域的机遇与挑战 在 GIS GIS领域的机遇与挑战
北京天下图 陈进





公司介绍 云计算行业分析 地理信息行业分析 系统特点 GIS GIS系统特点 机遇与挑战 技术发展预测

公司介绍

6

云计算行业分析
云服务 云词典 移动云

云杀毒
云影音

云桌面

位置云

云存储
云销售

云的海洋
云语音 云音乐 云搜索
云网盘

社区云

阿里云 盛大云

云游戏 云输入法

云主机

云计算行业分析
官方定义
CIO 委员会 美国联邦 美国联邦CIO CIO委员会 NIST ) 美国国家标准技术研究院( 美国国家标准技术研究院(NIST NIST)

五个基本特征
)on-demand service (按需提供服务) ; 1 1) service( 按需提供服务); 2)broad network access (宽带网络访问) ; access( 宽带网络访问); 3)resource pooling (资源池化) ; pooling( 资源池化); 4 )rapid elasticity (快速伸缩) ; 4) elasticity( 快速伸缩); 5 )measured service (可计量服务)。 5) service(

云计算行业分析
:三种服务模式
?SaaS 软件即服务 ?PaaS *台即服务 ?IaaS 基础设施即服务

:四种部署模式
?公有云 ?社区云 ?私有云 ?混合云

云计算行业分析
区别与联系
集群 网格

云计算

并行 计算

分布式 计算

并行、分布式

云计算行业分析
三层架构产业链

SaaS Software as a Service PaaS Platform as a Service IaaS Infrastructure as a Service

云应用

应用软件 面向最终用户 中间件

云*台

云设备

硬件基础设施

云计算行业分析
云设备 …… 虚拟化 ……虚拟化

?CPU、磁盘、IO …..池化 ?虚拟化是实现云计算特征的手段 之一 ?不是所有的云计算都要需要虚拟化

云应用

迁移到云端 …… ……迁移到云端

?由桌面迁移到互联网(如:词典、语音识别) ?由私有数据网络系统迁移到全托管网络系统(如:SalesForce) ?问题 ?安全性 ?可靠性 ?网络依赖性

云计算行业分析
国内产业形势 IaaS (服务器、存储)

PaaS

(中间件)

SaaS

(应用服务)

云计算行业分析
观点 服务与资源趋向集中、强者愈强

此消彼涨

不是所有从业者的盛宴

地理信息行业分析
数据生命周期

数据获取

数据处理

管理 数据 数据管理

数据应用

地理信息行业分析
数据获取
? ?

航天、航空、地面

LiDAR 、合成孔径雷达 SAR 、GPS 、数字摄影测 光学、激光雷达 光学、激光雷达LiDAR LiDAR、合成孔径雷达 、合成孔径雷达SAR SAR、 GPS、数字摄影测 …… 量、 量、……

数据处理
人工、自动化并行处理

数据管理
数据存储、管理、分发

数据应用
LBS ) 传统(政府、企业)、公众(互联网、 传统(政府、企业)、公众(互联网、LBS LBS)

地理信息行业分析
测量仪器 GPS 卫星 相机 …… 相机…… 应用软件:与业务结合

硬件

软件

专业软件:数据分析、处理 *台软件:提供二次开发 GIS GIS*台软件:提供二次开发 数据获取

数据

数据处理 数据销售

地理信息行业分析
规划、城管、农业、林业、国土、减灾、 市政、交通、环保 ……

政府

企业

…… 电力、物流、银行 电力、物流、银行……

公众

(地图在线服务、导航、社交网络、旅 LBS LBS(地图在线服务、导航、社交网络、旅 ) 游 …… ……)

系统特点 GIS GIS系统特点
五大应用类型 ? 数据浏览展现型 ? 数据查询统计型 ? 数据编辑型 ? 数据管理型 ? 数据分析处理型

系统特点 GIS GIS系统特点
数据量大:
?

级、省级 TB 级、国家 PB 级 县GB GB级、省级 级、省级TB TB级、国家 级、国家PB PB级

IO 密集: 访问 访问IO IO密集:
KB~ 几十 MB/ 秒 ? 单用户单次访问几十 单用户单次访问几十KB~ KB~几十 几十MB/ MB/秒

计算密集:
? ? ? ? ? 空间分析 图形渲染 数据融合 模式匹配 ……

系统特点 GIS GIS系统特点
三高一低
IO 负载高 磁盘 磁盘IO IO负载高 负载高 CPU CPU负载高 IO 负载高 网络 网络IO IO负载高





数据量大,内存高速缓存命中率低

机遇与挑战
为什么需要云计算?
? ? 实用价值 能解决什么问题

/价值点 创新点 创新点/
? ? ? ? ? ? 更低成本、更高性价比 新功能 高性能 用户体验 商业模式 …… (小型机) ) (国土资源国家级数据库系统 100TB 100TB)

从实际需求出发,合理运用技术实现
25

机遇与挑战

VS
公众领域 专业(私有)领域

机遇与挑战
公众领域 特点
?资本的地盘 ?基础设施与资源投入 ?商业模式 ?坚持到最后

基础服务

增值服务
?导航(四维图新、高德、……) ?其他LBS应用(旅游、社交、物流……)

机遇与挑战
专业(私有)领域
对象
?面向政府、事业单位、大型企业

?从业者众多(公司、事业单位、科研机

从业者

…… ) 构、学校、 构、学校、…… ……)

?行业众多(测绘、国土、规划、环保、

行业

…… ) 电力、石油 电力、石油…… ……)

机遇与挑战
数据管理领域

云存储

集中式存储

分布式存储

?数据中心、数据交换*台、数据共享*台、公

共服务*台 云服务
?数据管理与共享

机遇与挑战
数据应用领域 云应用
1

应用系统

带有地图功能的各类业务系 统,与行业应用结合紧密。 迁移到云端

2

WEB 化 应用系统 应用系统WEB WEB化

3

系统架构变化

主机->多节点

机遇与挑战
问题 Saa S Paa S Iaa S
GIS应 用 GIS* 台 云*台

、IaaS 层面,缺乏针 在PaaS PaaS、 IaaS层面,缺乏针 特性( IO 、CPU 、应用类 对GIS GIS特性( 特性(IO IO、 CPU、应用类 )进行优化匹配的中间件。 型…… ……)进行优化匹配的中间件。
?

云设备

GIS *台定位于 SaaS 层, 当前 当前GIS GIS*台定位于 *台定位于SaaS SaaS层, IaaS。 应用难以有效利用 应用难以有效利用Iaa
?

机遇与挑战
挑战
? ?

GIS 云计算基础*台 GIS云计算基础*台 Cloud Compting Platform for GIS (CP4G ) CP4G)

Saa S Paa S Iaa S

GIS应 用 GIS* 台 云*台

Saa S Paa S Iaa S

GIS应 用* GIS 台

CP4G

云设备

机遇与挑战
CP4G 特征 CP4G特征
1、面向 GIS 应用优化,在 PaaS/IaaS 层管理磁盘、 CPU 、网络、缓存 4 、面向GIS GIS应用优化,在 应用优化,在PaaS/IaaS PaaS/IaaS层管理磁盘、 层管理磁盘、CPU CPU、网络、缓存 、网络、缓存4 API ; 大核心资源,并提供 大核心资源,并提供API API; 2、允许使用廉价设备,并保证性能与可靠性 3、保证资源池化、可伸缩、任务调度、数据访问一致性 4 GIS *台无关性:图形渲染、数据处理、数据分析接口,允许第三方独 GIS*台无关性:图形渲染、数据处理、数据分析接口,允许第三方独 立实现 5种应用类型 5、面向数据处理、管理、应用,同时支持 、面向数据处理、管理、应用,同时支持5 6、智能化:根据应用类型自动调整资源分配与策略

技术发展预测
GIS 技术演化 GIS技术演化
组件化:
(MO) 年 -- 2008 年 1996 1996年 2008年

12年

化: Web Web化
(ArcIMS)

年-? 2002 2002年 --?

10、20年?

云 化:
) (像素工厂 像素工厂)

2006 年– ?

10、20年?

技术发展预测
云计算在 GIS 领域的发展阶段 云计算在GIS GIS领域的发展阶段
第一 阶段 年 研究探索阶段 2012-2014 2012-2014年
?云服务:科研院所为主,结合开源分布式计算项目进行研究。 ?云处理:数据处理系统最容易迁移到私有云环境。

应用系统:很难摆脱各种约束、包括 GIS *台、用户环境等等 ?GIS GIS应用系统:很难摆脱各种约束、包括 应用系统:很难摆脱各种约束、包括GIS GIS*台、用户环境等等

第二 阶段

2015-2020 年 基础*台发展阶段 基础*台发展阶段2015-2020 2015-2020年
CP4G 类的雏形产品,并逐步发展 ?开始出现 开始出现CP4G CP4G类的雏形产品,并逐步发展

第三 阶段

迁*锥 2016--? 2016---?
GIS 应用基于 CP4G 实现与云计算的结合 云应用:强GIS GIS应用基于 应用基于CP4G CP4G实现与云计算的结合 ?云应用:强 应用 Web 化并通过 IaaS 部署实现与云计算的 弱GIS GIS应用 应用Web Web化并通过 化并通过IaaS IaaS部署实现与云计算的 结合




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