云计算及其在GIS中的发展

云计算及其在GIS中的发展

摘要：云计算是近几年来在计算机领域十分热门的一个词汇，随着技术的发展和市场的扩张，GIS开始与其他IT应用深度融合，并且逐渐进入IT应用的主流。在云计算的时代，GIS 也面临着新的机会与变革。本文从云计算的概念和体系结构出发，论述了云计算的理论和关键技术。重点从GIS角度总结了目前云计算在国内外地理信息行业的应用情况。

Abstract：Cloud computing is several near in resent years is a very popular vocabulary, extend along with the technical development and the market at the calculator realm, the GIS beginning applies depth to blend with other IT, and gets into the main current of IT application gradually. The ages that computes in cloud, GIS also faces a new opportunity and change. This text computes from cloud of concept and system structure set out and discussed the theory and key technique of cloud calculation. Mainly discusses a cloud calculation from the GIS angle is in the applied circumstance of domestic and international geography information profession currently.

关键词：云计算；云服务；GIS；

引言：

从早年的网格计算到今天的云计算，技术在不断进步，基础设施也在不断增强。但强大的需求持续消耗着新增的计算资源。无论增加多少CPU、内存、硬盘，似乎永远也无法满足计算需求的持续增长。后来，人们发现现有的计算资源，其利用率还有待大规模地提高，于是网格计算这种能够将更多孤岛的计算能力连接起来的方式赢得了很多企业的关注。然而网格计算强调的是连接，它对整个计算资源中心的控制能力相比云计算概念要弱得多。此外，网格计算很难实现对资源的动态分配和动态切割。毕竟要对计算资源进行动态切割和分配是一件很不容易的事情，这需要对整个分布式、异构计算环境有极为强大的监管和控制能力。此外，早期的网格计算，对网络本身还有较大的需求，而这一点在Web环境当中几乎很难做到。有限的几个协议和松散的Web管理，让网格计算变得更加困难。此外，网格关注在计算资源和计算能力的分享上，而没有考虑到计算中心应该交付的是服务，而不是其他东西，这就成为人们使用网格的一大障碍。云计算提供了远远超越计算和存储本身的服务，其内涵也要丰富得多。除了包括以服务为交付模式的计算和存储基础设施外，虚拟主机的租用、社会关系网的数据信息服务、商业流程、应用程序运行环境、编程模型、协同环境以及IT管理外包等各种模式都可以放在云计算的范畴之内。

云计算概念是由Google提出的，到现在为止微软、亚马逊、IBM等多家公司已经推出了自己的云服务模式。关于云计算到底是什么?一百个人的回答可能有一百种不同的答案。尤其是各种各样的企业，在谈论着完全不搭调的不同类型云计算。云计算的说法正在广为流行，Gartner高级分析师Ben Pring评价道：“它正在成为一个大众化的词语。”但是，问题是似乎每个人对于云计算的理解各不相同。作为一个对互联网的比喻，“云”是很容易理解的。但是一旦同“计算”联系起来，它的意义就扩展了，而且开始变得模糊起来。有些分析师和公司把云计算仅仅定义为计算的升级版——基本上就是互联网上提供的众多虚拟服务器。另外一些人把云计算定义的更加宽泛，他们认为用户在防火墙保护之外消费的任何事物都处于“云”之中。云计算被人们关注是在人们考虑IT业到底需要什么之后，人们需要找到一种办法能够在不增加新的投资，新的人力和新的软件的情况下增加互联网的能力和容

量。而云计算正好提供了这种可能。现今云计算正处于一个起步的阶段，大大小小的公司提供着各式各样的云计算服务，从软件应用到网络存储再到邮件过滤。这些公司一部分是基础设备提供商，另一部分是像之类的SAAS（软件即服务）提供商。现今主要实现的是基于互联网的个人服务，但是云计算的聚合和整合正在产生。

本文主要分两个部分进行论述，第一部分主要论述云计算的概念、特点及关键技术等；第二部分主要论述云计算在GIS领域的一些国内外应用。

一、云计算概述

1、云计算的定义与特点

云计算的定义现在有很多，现在主流的观点可以认为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。是指基于互联网的超级计算机模式——即把存储于个人电脑、移动电话和其他设备上的大量信息和处理器资源集中在一起、协同工作。在极大规模上可扩展的信息技术能力向外部客户作为服务来提供的一种计算方式。

云计算具有以下特点：

（1）超大规模。“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器， Ama、IBM、微软、等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。

（2）虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。

（3）高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。

（4）通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。

（5）高可扩展性。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。

（6）按需服务。“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以象自来水，电，煤气那样计费。

（7）极其廉价。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。

2、云计算的几大形式

InfoWorld网站同数十家公司、分析家和IT用户讨论出了云计算的几大形式：

1.SAAS（软件即服务）

这种类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户。在用户眼中看来，这样会省去在服务器和软件授权上的开支；从供应商角度来看，这样只需要维持一个程序就够了，这样能够减少成本。是迄今为止这类服务最为出名的公司。SAAS在人力资源管理程序和ERP中比较常用。 Google Apps和Zoho Office也是类似的服务

2.实用计算（Utility Computing）

这个主意很早就有了，但是直到最近才在、Sun、IBM和其它提供存储服务和虚拟服务器的公司中新生。这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心使得其能够把内存、I /O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。