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浅议云计算时代下GIS的发展

安徽农业科学,Journal of Ardmi Aei.Sci.2009,37(31):15556—15557.15572

责任编辑秦小林责任校对傅真治

浅议云计算时代下GIS的发展
:载立乾1。陈娜2
(1.河南省国土资源科学研究院.河南郑州450053;2.河南省国土资源厅信息中心,河南郑州450016)

摘要详细介绍了云计算的理论、特点及国内外发展趋势。探讨了在软件即服务(SaaS)的理念下,以云计算为架构的地理信息系统
(GIS)的发展趋势。 关键词云计算;SaaS;GIS 中图分类号TP301 文献标识码A

文章编号0517—661l(2009)31—15556—02

The Development of GIS in the Times of Cloud Computing DAI Li?qian et al(Henan Academy of Land and Resources Sciences,Zhengzhou,Henan Abstract The theory、characteristics、development trends of Could Computing
more
were

introduced

450053) explicitly.With the

concept
a8

of software嬲a its architecture.

service(SaaS)being
Key words

and

more

recognized,the GIS development trends

wel'e

discussed.taking the Cloud Computing

Cloud compudng;SaaS;GIS

在互联网和IT业巨头们的推动下,云计算(Cloud

Corn—

为了可能。在该模型下,企业与个人用户无需再投入昂贵的 硬件购置成本,只需要通过互联网来购买租赁计算力。 1.2云计算的特点 1.2.1安全。云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中 心,用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。大多数用 户觉得数据只有保存在自己看得见、摸得着的电脑里才最安 全,其实不然。你的电脑可能会因为自己不小心而被损坏,

puting)时代即将来临。以摩尔定律和WINTEL架构为主导 的硬件产业,传统软件产业的商业模式,企业11r架构,甚至 普通人的生活,都会因云计算的到来和发展而发生改变。地 理信息系统(以下简称GIS)是构建在坚固IT基础之上的信 息系统,云计算时代的到来对GIS的发展将会有深远影响。 1云计算简介 1.1云计算理论 云计算的基本原理是:使计算运行在大

或者被病毒攻击,导致硬盘上的数据无法恢复,而有机会接 触你电脑的不法之徒则可能利用各种机会窃取你的数据。 反之,当你的文档保存在类似Google Docs的网络服务上,当 你把自己的照片上传到类似C,oogle
Picaaa

量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中…。 在云计算下,企业数据中心的运行将与互联网相似,这使得 企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求来访问计算 机和存储系统。 云计算是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理 (Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或 者说是这些计算机科学概念的商业实现。其基本流程见图l 所示。

Web的网络相册

里,你就再也不用担心数据的丢失或损坏。因为,在“云”的 另一端,有全世界最专业的团队来帮你管理信息,有最先进 的数据中心来帮你保存数据,同时严格的权限管理策略可以 帮助你放心地与你指定的人共享数据。这样,你不用花钱就 可以享受到最好、最安全的服务。 1.2.2方便。云计算对用户端的设备要求很低,使用起来 也很方便。很多用户都有过维护个人电脑上种类繁多的应 用软件经历。为了使用某个最新的操作系统,或使用某个软 件的最新版本,用户必须不断升级自己的电脑硬件;为了打 开朋友发来的某种格式的文档,用户不得不疯狂寻找并下载 某个应用软件;为了防止在下载时引入病毒,用户不得不反 复安装杀毒和防火墙软件。云计算的到来改变了这种现状。 你只要有一台可以上网的电脑,有一个喜欢的浏览器,在浏
图1云计算的基本流程

览器中键入URL后,就可以尽情享受云计算带给你的无限 乐趣。你可以在浏览器中直接编辑存储在“云”另一端的文 档,可以随时与朋友分享信息,再也不用担心软件是否是最 新版本,不用为软件或文档染上病毒而发愁。因为在“云”的 另一端,有专业的IrI'人员帮你维护硬件、安装和升级软件、 防范病毒和各类网络攻击,以及做你以前在个人电脑上所做 的一切。 1.2.3数据共享。云计算可以轻松实现不同设备问的数据 与应用共享。通常你的手机里存储了几百个联系人的电话 号码,你的个人电脑或笔记本电脑里存储了几百个电子邮件

Fig.1

The蛔硝c flow of cloud computing

云计算是一种革命性的举措,好比是从古老的单台发 电机模式转向电厂集中供电的模式。云计算的实现意味着 计算能力也可以作为一种商品进行流通,就像煤气、水、电一 样,取用方便,费用低廉,不同之处在于,它是通过互联网进 行传输的。云计算的应用包含这样一种思想:把力量联合起 来,给其中的每一个成员使用。云计算被视为“革命性的计 算模型”,因为它使得超级计算能力通过互联网自由流通成
作者简介戴立乾(1976一),男,河南驻马店人.硕士,工程师,从事遥 感、G1S系统的开发研究。 收稿日期2009-06-30

地址,为了方便在出差时发邮件,你不得不在个人电脑和笔 记本电脑之间定期同步联系人信息,买了新的手机后,你不

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37豢31期

戴立乾等

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得不在旧手机和新手机之间同步电话号码。除此之外,还有 你的PDA以及你办公室里的电脑。不同设备的数据同步方 法种类繁多,操作复杂,要在这些设备之间保存和维护最新 的一份联系人信息,你要为此付出大量的时间和精力。而云 计算则会让一切都变得更简单。在云计算的网络应用模式 中,数据只有l份,保存在“云”的另一端,用户的所有电子设 备只需要连接互联网,就可以同时访问和使用同一份数据。 1.2.4无限量的存储空间和强大的计算能力。云计算为用 户存储和管理数据提供了无限多的空间,也为其完成各类应 用提供了强大的计算能力。想像一下,当你驾车出游的时 候,只要用手机连入网络,就可以直接看到所在地区的卫星 地图和实时的交通状况,可以快速查询自己预设的行车路 线.可以请网络上的好友推荐附*最好的景区和餐馆,可以 快速预订目的地的宾馆,还可以把自己I目,NJJ拍摄的照片或视 频剪辑分享给远方的亲友等等。 离开了云计算,单单使用个人电脑或手机上的客户端应 用程序,我们是无法享受这些便捷的。个人电脑或其他电子 设备不可能提供无限量的存储空间和计算能力,但在“云”的 另一端,由数千台、数万台甚至更多服务器组成的庞大集群 却可以轻易地做到这一点。个人和单个设备的能力是有限 的,而云计算的潜力却几乎是无限的。当你把最常用的数据 和最重要的功能都放在“云”上时,你对电脑、应用软件乃至 网络的认识会有翻天覆地的变化,你的生活也会因此而 改变。 互联网的精神实质是自由、*等和分享。作为一种最能 体现互联网精神的计算模型,云计算必将会在不远的将来展 示出强大的生命力,将从多个方面改变我们的工作和生活。 无论是普通网络用户,还是企业员工,无论是IT管理者,还 是软件开发人员,他们都能亲身体验到这种改变。 1.3云计算的国内外发展趋势2006年秋,Google公司的 高级工程师克里斯托夫?比希利亚向谷歌董事长兼CEO施 密特提出了“云计算”这一计划。C,oogle的所有软件都是以 网络应用为基础,通过互联网在浏览器中使用运行,如 Google推出的具有强大多用户交互能力、与Microsoft
Office Fig.3
Fig.2

图2云计算群雄逐鹿
Pursuit

of

cloud

computing

图3亚马逊弹性云计算使用模式
The Ilstng imttern

of

All[Hlzon elastic cloud

computing

金与设备,推动云计算的研究,并在2007年8月高调推出
Blue

Cloud蓝云计划。该计划意指使公司数据中心与因特网

运行更为贴*的计算机和软件产品组合,并预计在2008年 春季发布第1个产品。IBM高性能解决方案副总裁Willy Chiu透露,“云计算将是IBM接下来的一个重点业务”,目前 已经部署200多名研发人员在这项业务的研究上。2009年, 戴尔全球副总裁兼大中华区总裁闵毅达表示:云计算和绿色 rI'将成为主流发展趋势,戴尔数据中心解决方案部门正与云 计算领域的先驱者们开展合作。2008年12月30日,马云表 示:阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件宣布将筹建多个“电 子商务云计算中心”,首个云计算中心将在2009年初落户南 京,首期投资额达1亿元人民币。华为公司也从电信设备制 造企业的角度看好云计算,认为未来5年,云计算将超越概 念和技术探讨,进入规模发展阶段。 云计算将取代传统以Pc机为中心的计算,使IT产业从 以操作系统为核心的时代向以WEB为核心的时代转移。 2云计算时代下的GIs 随着Intemet的迅猛发展,把传统软件作为产品的销售 模式目前已经被广泛接受,软4q-Cg为一种服务形式提供给客 户的需求逐渐增加。*几年。地理信息产业迅猛发展,GIS 与人类的各种社会活动联系越来越紧密H1。软件即服务 (Software鹊a Service,SasS)是GIS领域未来的发展方向。如 ESRI公司从AreGIS 9.2开始推广其ArcGIS Online(现在的 主页称为Online GIS),并通过一系列的API来提供GIS服 务;同样,Coogle
2.1 Map

软件形成竞争的Docs的在线办公系统;Coogle Chrome浏览 器;Coogle Gmail;开放性手机操作系统——Android手机软 件*台等。C.oogle正在构建一个网络上的操作系统帝国。 目前,几乎每个大型软件厂商都有自己的“云(Cloud)”。 如谷歌有自己的“云”,微软有自己的“云”,Sun也有自己的 “云”。其他IT巨头,如戴尔、IBM也正在积极兴建这样的 “云”,如图2所示。

2007年,亚马逊向开发者开放了名为“弹性计算机云”
的服务,让小软件公司可以按需购买Amazon数据中心的处 理能力(图3)。Sun公司推出“黑盒子”计划,该计划基于云 计算理论建立,称未来的数据中心不再会被局限在拥挤而闷 热的机房里,而是一个个可移动的集装箱,企业可以把它移 动到包括“郊外”在内的各种地方,以降低机房的开支。蓝色 巨人IBM与C,oogle合资建立数据中心,支持向卡耐基一梅 隆大学、麻省理工、斯坦福、加州大学伯克莱分校、马里兰州 大学和华盛顿大学等6所大学的计算机科学研究者提供资

API等也都是SaaS的最好体现。

SaaS概念在SasS模型中,数据和功能被打包在一

起,并通过网络连接使得分散的用户可以获取,更进一步的, 大规模服务器集群可以用来分发更复杂的应用程序和大型 (下转第15572页)

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一种综合性质的权利,其组织架构也显得较为复杂。有观点 认为,森林、林木、林地的使用权和所有权在法律上是相互独 立的,并且一起构成林权。林权的法律结构为二元,即由森 林、林木、林地的所有权和使用权共同构成哺】。笔者认为,林 权的结构确实体现为二元性,但从林权制度改革进程来看。 林权结构已经由传统的所有权与使用权的分离.发展到现代 的所有权与承包经营权的分离,而承包经营权则体现为占 有、使用和收益多重权能。 3.1传统林权之结构根据以《森林法》为基础,以及与之 配套的《森林法实施条例》、《林木和林地权属登记管理办 法》等相关法律法规,针对森林、林木、林地为客体的林权,其 内在权利体现为所有权和使用权的双重结构,也可以称之为 所有权的第1次分离。同时。《森林法》第15条还规定了符 合条件的森林、林木、林地使用权可以依法转让,也可以依法 作价入股或者作为合资、合作造林、经营林木的出资、合作条 件。但未有规定林地使用权的其他流转形式,相对来说较为 传统和保守。 3.2现代林权之结构 随着《农村土地承包法》、《物权法》

统林权的所有权与使用权的分离,改革发展到所有权与承包 经营权的分离,也可以称之为所有权的第2次分离。承包经 营权从所有权的分离,可以说是更为彻底的分离,甚至立法 上几乎将林地承包经营权与林权等同,将林权证视为是确认 承包经营权的物权凭证。比如《农村土地承包法》第23条第 1款规定:“县级以上地方人民政府应当向承包方颁发土地 承包经营权证或者林权证等证书,并登记造册,确认土地承 包经营权。”再比如《物权法》第127条第2款规定:“县级以 上地方人民政府应当向土地承包经营权人发放土地承包经 营权证、林权证、草原使用权证,并登记造册,确认土地承包 经营权。”笔者认为,立法上规定用林权证来证明林地承包经 营权似乎过于激进,忽略了林地所有权以及森林、林木的所 有权和使用权的存在。但不管怎么说,新的立法将林权中的 林地所有权与承包经营权分离,更符合我国广大农村产业发 展的需要。依法落实林地承包经营权,确立林地承包经营权 人的主体地位。也是我国正在进行的林权制度改革的关键 所在。 参考文献
[1]温世扬.“林权”的物权法解读[J】.江西社会科学,2008(4):171. [2]吕祥熙.林权客体的物权法分析[J].南京林业大学学报:人文社会科 学版,2008(6):84. [3]李延荣.浅谈林权制度改革中的“林权”[J].法学杂志,2009(I):52. [4]徐彩曦.浅议物权法背景下的林权保护[J].河南省政法管理干部学院 学报,2008(4):13. [5】刘宏明.试论林权的法律结构[J】.广西林业,20吣(2):29—30.

的颁布施行,确立了农村土地承包经营制度,规定了土地承 包经营权,原有《森林法》等规定的林地使用权被扩展为林地 承包经营权,其性质为用益物权,包括对林地依法享有的占 有、使用和收益权能,远远超出了原有林地使用权的权能范 围。而且,林地承包经营权还可以依法采取转包、出租、互 换、转让等多种方式进行流转。因此.现代林权之结构由传

(上接第15557页) 的数据库(例如c,000e Maps和Microsoft
Viaual

构的,那么就很容易利用该架构来获取海量的资源,并提供 Earth)。 给最终用户。云计算提供了一种管理网络资源的简单、高效 的机制,在分配计算任务、工作负载重新*衡、动态分配资源 等等问题上,可以帮助SaaS厂商提供不可想象的巨大资源 给海量的用户,SaaS供应商可以不用在服务器和带宽等基础 设施上浪费自己的资源。而专注于具体的软件开发和应用, 从而达到最终用户、SaaS和云计算三方的共赢。 3结语 云计算在GIS软件市场上具有相当大的潜力,对于GIS 软件开发商来说存在很大的机遇,他们可以选择云计算* 台,使用云计算的基础架构,用极其低廉的价格为海量的用 户群提供更为稳定、快速、安全的服务。对于分布式GIS应 用程序.尤其是非常注重应用和服务连贯性的地方,这种云 计算GIS将变得越来越流行。 参考文献 [1】冯学后,顾学明.范文革面向服务的信息化测绘关键问题探讨[J】.北
京测绘,2008(3):3—4. [2】陈亚睿,杨扬,田立勤.一种SaaS模式下*台运营商信任信息共享的博 弈模型[J].微电子学与计算机.2008.25(9):l一2.

SaaS最适于那些需要重复执行,又比较简单、定义也明确的 工作流。作为应用软件的一种全新的销售方式,SaaS已经开 始蓬勃发展起来,但是,随着SaaS软件客户的增长,网络存 储和带宽等基础资源逐步成为发展的瓶颈,对众多企业来 说,自身计算机设备的性能也许永远无法满足需求.而采购 更多、更先进的设备将会带来设备成本急剧增长,利润随之 降低。“云计算”的出现为这个问题的解决提供了经济有效 的途径。 2.2云计算GIS以往SaaS供应商大多基于面向服务架构 (Service—Oriented Architecture,SOA)下开发应用,并租出给 最终客户,他们更专注于软件的开发,而对网络资源管理能 力相对较弱,这往往会浪费大量资金购买服务器和带宽等基 础设施,而且提供的用户负载依然有限。目前.SaaS软件开 发商可以基于云计算*台进行开发,使用云计算架构并租出 给最终用户。 通常,云计算处于SaaS的更底层,SaaS位于云计算和最 终客户之间.如果SaaS在最初开发的时候是基于云计算架

[3】熊委琳云计算服务是发展趋势[N].电脑报,2009—04—20(22).

万   方数据

浅议云计算时代下GIS的发展
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 戴立乾, 陈娜 戴立乾(河南省国土资源科学研究院,河南郑州,450053), 陈娜(河南省国土资源厅信息中心 ,河南郑州,450016) 安徽农业科学 JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES 2009,37(31) 3次

参考文献(3条) 1.冯学后.顾学明.范文革 面向服务的信息化测绘关键问题探讨 2008(03) 2.陈亚睿.杨扬.田立勤 一种SaaS模式下*台运营商信任信息共享的博弈模型 2008(09) 3.熊雯琳 云计算服务是发展趋势 2009

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