基于云架构的天基信息应用服务系统设计
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｄｅ－ ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｇｏａｌ ｏｆ ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｉｄｅａ ｏｆ ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒｍａ— ｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｌｏｕｄ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ，ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒ ｍ ａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｆｒｏｍ ｆｏｕｒ ａｓｐｅｃｔｓ：ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｖｉｅｗ，ｓｙｓｔｅｍ ｖｉｅｗ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｖｉｅｗ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｖｉｅｗ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ａｎ ｉｍ ｐｏｒｔａｎｔ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏ ｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖ ｉｃｅ ｓｙｓ— ｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｌｏｕｄ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ；ｂｉｇ ｄａｔａ；ｓｐａｔｉａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ；ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｐａｔｉａｌ Ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｌｏｕｄ Ａ ｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ
ＬＩＵ Ｇａｎｇ，ＬＵ Ｚｈｏｕ，ＨＵ Ｊｉｎ—ｈｕｉ，Ｑ１ｕ Ｌｉｎ—ｙａｏ，ＺＨＯＵ Ｂｉｎ
（１．Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４１，Ｃｈｉｎａ； （２．Ｔｈｅ Ｓｍａｒｔ Ｃｉｔｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ ｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
（１．中国 电子科 学研 究院 ，北京 １０００４１； ２．中电科新型智慧城 市研究院有限公司，深圳 ５１８０３３）
摘 要 ：本 文针 对天 基信 息服 务水 平效 率较低 的 问题 ，分 析 了天基 信 息应 用服 务 系统 发展 思路 ，提 出了基 于云 架构的 天基信 息应 用服 务 系统整 体设 想 ，并从 能力视 图、系统视 图、技 术视 图、服 务视 图 四个层 面 开展 了基 于云 架构 的天基信 息应 用服 务 系统 总体设 计 ，对 我 国天基 信 息服 务 系统 建设 和 能 力发展 具有借 鉴 意义 。 关键词 ：云计算；大数据 ；天基信息服务 ；信息 系统 中图分 类 号 ：ＴＰ３９３ 文 献标识 码 ：Ａ 文章 编号 ：１６７３－５６９２（２０１８）０５－５２６￣６
０ 引 言
我 国现拥 有 各 类 在轨 卫 星 一百 多颗 ，涵 盖 了 资 源 、环境 、海洋、陆地 、气象 、测绘 、水文、通信中继、导 航定 位 等领 域 。 已经建 成 初具规 模 的天基 信 息获取 网 、天基 信息 通信 网 、时空基 准 网和航 天地 面应 用 系 统 。但 目前基 本 采用 的是 “单 星 单 系统 ”的体制 ，不 同类 型 的天 基 系统 之 间 尚未 组 网 ，存 在 资 源 使 用效 率相对较低 、数据共享 困难 、信息 支援不及 时等 问
题 ，制约了整个 天基信息系统资源效能 的发挥。亟 需利 用技 术手 段建 立 统 一 的体 系服 务 架 构 ，实 现 系 统 的互联 互通 、资 源 的按 需 聚合 和服 务 。 云计 算 系 统以其 良好的可扩展性 、高可靠性和高可用性 ，可为 提 升空 间信息 服务 系统 的服 务能 力提供 了强大 的技 术支 撑 。在 云计算 中 ，软 件 和 硬 件 都 被抽 象 化 为 资 源形 态 ，并 且 封装成 服务 形式 对外 提供 服务 ，不论 终 端是哪一种设备 ，都可以透过 网络以即需 即取 的方 式 获 取 服 务 ，而 无 须 关 注 其 内 部 结 构 及 运 行 模 式Ｈ Ｊ。云计算技术 的出现 为空间信息服务 的实现
第 ５期 ２０１８年 １Ｏ月
ｑ＇ａＣｔ舛譬ｑ雹限哥瓤
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＣＡＥＩＴ
Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．５ ０ｅｔ． ２０１８
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－５６９２．２０１８．０５．００７
基 于云 架构 的天 基信 息应 用服 务 系统 设 计
柳 罡 ，陆 洲 ，胡金 晖 ，仇 林 遥 ，周 彬
在天 基信 息服 务方 面 ，美 国保 持全 面领 先 ，其 天 基信 息服 务能 力得 益于顶 层 的规划 整合 以及 强 大 网 络能 力支 撑 ，形 成 了 面 向任 务 、按 需 调 配 、全 球 服 务 的天 基信 息应 用服 务 体 系 ，例 如 典 型 的全 球 信 息 栅 格 （Ｇｌｏｂａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｇｒｉｄ，ＧＩＧ） 、国 防 情 报 信 息 体 系 （Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ， ＤＩ２Ｅ）。另一 方 面 ，随 着大 数据 、云计 算 等 新 技术 的 发展 ，网络服 务与 信息 服务 正融 为一 体 ，进 而实 现 了 信息 有效 的流动 、共 享 和 融合 ，提 供 了按 需 定 制 、个 性 化 以及 快 速响应 的服 务 能 力 ，典 型 的如美 军 的分 布 式通 用地 面系统 （Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｍｍｏｎ Ｇｒｏｕｎｄ／Ｓｕｒ— ｆａｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ＤＣＧＳ）Ｌ ３１、美地 球观 测地 面 网等 。
收 稿 日期 ：２０１８－０７－０１ 修 订 日期 ：２０１８－０９－２５ 基 金项 目 ：中国博士后科学基金面上项 目（２０１８Ｍ６３１５４４）
２０１８年第 ５期
柳 罡等 ：基于云架 构的天基信息应用服务系统设计
Baidu Nhomakorabea
５２７
提供 了一种 新 的技术 架构 构建 思路 。
１ 天基信 息服 务发展现状及 问题
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｐａｔｉａｌ Ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｃｌｏｕｄ Ａ ｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ
ＬＩＵ Ｇａｎｇ，ＬＵ Ｚｈｏｕ，ＨＵ Ｊｉｎ—ｈｕｉ，Ｑ１ｕ Ｌｉｎ—ｙａｏ，ＺＨＯＵ Ｂｉｎ
（１．Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４１，Ｃｈｉｎａ； （２．Ｔｈｅ Ｓｍａｒｔ Ｃｉｔｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ ｙ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
（１．中国 电子科 学研 究院 ，北京 １０００４１； ２．中电科新型智慧城 市研究院有限公司，深圳 ５１８０３３）
摘 要 ：本 文针 对天 基信 息服 务水 平效 率较低 的 问题 ，分 析 了天基 信 息应 用服 务 系统 发展 思路 ，提 出了基 于云 架构的 天基信 息应 用服 务 系统整 体设 想 ，并从 能力视 图、系统视 图、技 术视 图、服 务视 图 四个层 面 开展 了基 于云 架构 的天基信 息应 用服 务 系统 总体设 计 ，对 我 国天基 信 息服 务 系统 建设 和 能 力发展 具有借 鉴 意义 。 关键词 ：云计算；大数据 ；天基信息服务 ；信息 系统 中图分 类 号 ：ＴＰ３９３ 文 献标识 码 ：Ａ 文章 编号 ：１６７３－５６９２（２０１８）０５－５２６￣６
０ 引 言
我 国现拥 有 各 类 在轨 卫 星 一百 多颗 ，涵 盖 了 资 源 、环境 、海洋、陆地 、气象 、测绘 、水文、通信中继、导 航定 位 等领 域 。 已经建 成 初具规 模 的天基 信 息获取 网 、天基 信息 通信 网 、时空基 准 网和航 天地 面应 用 系 统 。但 目前基 本 采用 的是 “单 星 单 系统 ”的体制 ，不 同类 型 的天 基 系统 之 间 尚未 组 网 ，存 在 资 源 使 用效 率相对较低 、数据共享 困难 、信息 支援不及 时等 问
题 ，制约了整个 天基信息系统资源效能 的发挥。亟 需利 用技 术手 段建 立 统 一 的体 系服 务 架 构 ，实 现 系 统 的互联 互通 、资 源 的按 需 聚合 和服 务 。 云计 算 系 统以其 良好的可扩展性 、高可靠性和高可用性 ，可为 提 升空 间信息 服务 系统 的服 务能 力提供 了强大 的技 术支 撑 。在 云计算 中 ，软 件 和 硬 件 都 被抽 象 化 为 资 源形 态 ，并 且 封装成 服务 形式 对外 提供 服务 ，不论 终 端是哪一种设备 ，都可以透过 网络以即需 即取 的方 式 获 取 服 务 ，而 无 须 关 注 其 内 部 结 构 及 运 行 模 式Ｈ Ｊ。云计算技术 的出现 为空间信息服务 的实现
第 ５期 ２０１８年 １Ｏ月
ｑ＇ａＣｔ舛譬ｑ雹限哥瓤
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＣＡＥＩＴ
Ｖｏ１．１３ Ｎｏ．５ ０ｅｔ． ２０１８
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－５６９２．２０１８．０５．００７
基 于云 架构 的天 基信 息应 用服 务 系统 设 计
柳 罡 ，陆 洲 ，胡金 晖 ，仇 林 遥 ，周 彬
在天 基信 息服 务方 面 ，美 国保 持全 面领 先 ，其 天 基信 息服 务能 力得 益于顶 层 的规划 整合 以及 强 大 网 络能 力支 撑 ，形 成 了 面 向任 务 、按 需 调 配 、全 球 服 务 的天 基信 息应 用服 务 体 系 ，例 如 典 型 的全 球 信 息 栅 格 （Ｇｌｏｂａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｇｒｉｄ，ＧＩＧ） 、国 防 情 报 信 息 体 系 （Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ， ＤＩ２Ｅ）。另一 方 面 ，随 着大 数据 、云计 算 等 新 技术 的 发展 ，网络服 务与 信息 服务 正融 为一 体 ，进 而实 现 了 信息 有效 的流动 、共 享 和 融合 ，提 供 了按 需 定 制 、个 性 化 以及 快 速响应 的服 务 能 力 ，典 型 的如美 军 的分 布 式通 用地 面系统 （Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｍｍｏｎ Ｇｒｏｕｎｄ／Ｓｕｒ— ｆａｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ，ＤＣＧＳ）Ｌ ３１、美地 球观 测地 面 网等 。
收 稿 日期 ：２０１８－０７－０１ 修 订 日期 ：２０１８－０９－２５ 基 金项 目 ：中国博士后科学基金面上项 目（２０１８Ｍ６３１５４４）
２０１８年第 ５期
柳 罡等 ：基于云架 构的天基信息应用服务系统设计
Baidu Nhomakorabea
５２７
提供 了一种 新 的技术 架构 构建 思路 。
１ 天基信 息服 务发展现状及 问题