空间信息网格技术探讨

网格计算与Grid GIS 体系结构与关键技术探讨姜永发,闾国年(南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室,南京210097)【摘　要】结合当前的网格计算和网格数据库技术,从GIS 集成运算与数据共享的角度概括了Grid GIS 包括应用层、中间件层与资源层三层架构的协同工作体系结构和宽带网络技术、分布对象技术、互操作技术与GML 共享技术等关键技术支撑以及Grid GIS 服务组成结构等。

【关键词】网格;网格计算;Oracle ;Grid GIS【中图分类号】P208 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307(2005)04-0016-04收稿日期:2004-10-21基金项目:国家高新技术发展规划(863)项目(编号:2002AA131030)1　引　言传统因特网实现了计算机硬件的连接、万维网实现了网页资源的连通,而网格(Grid )是利用高速国际互联网或专用网络把地球上广泛分布的计算资源、存储资源、通信资源、网络资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等连成一个逻辑整体,最终实现用户在格网这个虚拟组织环境上进行资源共享和协同工作消除信息孤岛和资源孤岛[1]。

1998年首次提出网格概念的计算网格的创始人Ian 1Foster 认为网格是将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体,即格网计算为数据密集型空间分析提供了计算资源支持,数据格网为海量空间数据分布式存储、管理、传输、分析提供了一体化的解决方法[2]。

目前网格的研究主要在美国和欧洲。

由中国科学院计算技术研究所的方金云与中国科学院地理科学与资源研究所的何建邦提出了网格GIS 的五层体系结构模型,分析了空间(元)数据标准、空间服务标准、分布空间对象技术、构件与构件库技术、基于框架的互操作技术、中间件技术等实现该系统的关键技术[3];中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室的沈占锋、骆剑承等提出了当前网格计算在GIS 领域可以结合中间件技术,形成网格GIS 的应用架构,以及提出了基于GML 语言应用Web Service 技术的中间件分布式架构Grid GIS 的思想[4]。

空间信息技术(Spatial Information technology)是20世纪60年代兴起的一门新兴技术，70年代中期以后在我国得到迅速发展。

主要包括卫星定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)等的理论与技术，同时结合计算机技术和通讯技术，进行空间数据的采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用等。

空间信息技术在广义上也被称为“地球空间信息科学”，在国外被称为GeoInformatics。

一、地理信息系统的基本概念1 数据与信息数据(计算机时代）：指输入到计算机并能被计算机进行处理的数字、文字、符号、声音、图像等。

信息：是现实世界在人们头脑中的反映。

它以文字、数据、符号、声音、图象等形式记录下来，进行传递和处理,为人们的生产，建设，管理等提供依据。

数据与信息两者关系: 数据是信息的表达、载体，信息是数据的内涵，是形与质的关系。

只有数据对实体行为产生影响才成为信息，数据只有经过解释才有意义，成为信息。

信息的特点客观性：任何信息都是与客观事实相联系的，这是信息的正确性和精确度的保证。

适用性：问题不同、影响因素不同，需要的信息种类是不同的。

信息系统将地理空间的巨大数据流收集，组织和管理起来，经过处理、转换和分析变为对生产、管理和决策具有重要意义的有用信息，这是由建立信息系统的明确目的性所决定的。

如股市信息，对于不会炒股的人来说，毫无用处，而股民们会根据它进行股票的购进或抛出，以达到股票增值的目的。

传输性：信息可在信息发送者和接受者之间进行传输信息的传输网络，被形象地称为“信息高速公路”。

共享性：信息与实物不同，信息可传输给多个用户，为用户共享，而其本身并无损失，这为信息的并发应用提供可能性。

2 地理空间数据（简称为地理数据）是指以地理空间位置为参照，描述自然、社会和人文经济景观的数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字。

包括：地理空间位置数据；属性数据；时域（间）数据。

3 地理信息是有关地理实体空间分布、性质、特征和运动状态的信息，它是对表达地理特征和地理现象之间关系的地理及环境数据的解释，是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征。

第 27 卷 第 3 期 2011 年 5 月地 理 与 地 理 信 息 科 学G eo g rap h y and G eo - Info r m atio n S cienceVo l . 27 No . 3 May 2011多级地理空间网格框架及其关键技术初探关 丽1 ,吕 雪 锋2( 1 . 北京市测绘设计研究院 ,北京 100038 ;2 . 北京大学遥感与地理信息系统研究所 ,北京 100871)摘要 :为了有效管理 、组织和利用海量空间数据 ,解决存储架构与现有空间数据结构不一致的矛盾 ,在融合国内外各种球面剖分模型优点基础上 ,设计了一种多级地理空间网格框架 。

该网格框架以地图分幅划分方式为基础 ,利 用经纬度间隔对全球进行层次性剖分 ,形成遥感数据 、测绘数据及其他空间数据的统一组织框架 。

通过对网格单 元的地址与属性编码 ,实现空间数据的直接存储和索引 ,从而完成对空间信息的无缝拼接与多尺度管理 。

最后阐 述了实现地理空间网格框架的关键技术 ,包括空时一体化技术 、计算集群存储技术和空间索引技术等 。

关键词 :多级地理空间网格框架 ;海量空间数据组织 ; EMD 编码 ;地图分幅 中图分类号 : P 208文献标识码 : A文章编号 :1672 - 0504 (2011) 03 - 0001 - 06(3) 全球地理信息共享整合需求 。

目前多源空间信息缺少统一的空间框架 ,特别是遥感数据 ,各个数据生产单位之间的轨道条带与景缺少统一的分割标准 ,相互之间缺少尺度与位臵关联 。

当涉及不同卫星数据之间的数据操作时 ,由于遥感数据缺乏统一的尺度和位臵标准 ,必须先进行裁切 、拼接 、整合等一致性处理操作后方可加以应用 ,跨部门整合共享困难 。

(4) 多尺度 、多粒度 、立体式的地理信息服务需求 。

全球现 代 化 进 程 对 地 理 信 息 服 务 提 出 更 多 需求 ,如气象 、海洋 、农业 、环保 、水利 、交通 、水产 、军事等多部门多层次地理信息服务 ; 大到全球 、小到村落的空间多尺度服务 ; 长到多年 、短到毫秒的时间多尺度服务 ;大到云层 、小到沙粒的空间多粒度服务 ;水平分块与垂直分层交互的立体式地理信息服务需求 。

地理空间数据的网格化融合地理空间数据的网格化融合地理空间数据是指与地球表面地理位置有关的种种信息，包括卫星遥感影像、地理信息系统数据、地形地貌数据等等。

这些数据的使用对于各行各业都有着重要的意义，无论是城市规划、环境保护、农业生产还是交通运输等领域，地理空间数据都能提供重要的支持。

然而，地理空间数据的规模巨大且复杂，因此如何有效地管理和利用这些数据成为了一个迫切的问题。

一种解决方案是通过网格化融合技术，将地理空间数据划分成网格单元，并在每个单元中进行数据融合和分析。

网格化融合技术的核心是将地理空间数据转化为离散的网格单元。

这些网格单元可以是正方形、矩形或其他形状，根据具体的应用需求而定。

通过将地理空间数据分布到网格单元中，可以将复杂的地理空间数据转化为简单的数据结构，方便进行管理和分析。

在网格化融合过程中，需要考虑如何处理不同分辨率、不同数据类型和不同坐标系统的地理空间数据。

一种常用的方法是将低分辨率数据插值到高分辨率网格中，以保证数据的一致性。

同时，还需要将不同数据类型进行统一的处理，例如将卫星遥感影像数据与地理信息系统数据融合，以提高数据的准确性和可用性。

网格化融合不仅可以用于地理空间数据的管理，还可以用于地理空间数据的分析和建模。

通过将地理空间数据分布到网格单元中，可以方便地进行空间统计和空间分析，例如计算某一区域的平均值、最大值、最小值等。

同时，还可以利用网格化融合技术构建地理空间模型，以预测和模拟不同场景下的地理现象。

总之，地理空间数据的网格化融合是一种有效的数据管理和分析方法。

通过将地理空间数据划分为网格单元，并进行数据融合和分析，可以方便地管理和利用地理空间数据，为各行各业提供重要的支持。

未来，随着地理空间数据的不断增加和应用需求的不断提高，网格化融合技术将发挥更加重要的作用，为构建智慧城市和可持续发展提供强大的支撑。

空间信息网格技术探讨1. 简介空间信息网格（Spatial Information Grid）是一种基于网格计算和空间信息技术相结合的数据处理方法。

它将空间信息进行划分，并在网格节点上进行处理和存储，从而实现对空间数据的高效管理和分析。

本文将对空间信息网格技术进行探讨，包括其定义、特点以及在各个领域的应用。

2. 空间信息网格的定义空间信息网格是一种将空间数据按照一定的划分规则分割成网格单元，并在每个网格单元上进行数据管理、计算和分析的技术。

它通过将空间数据抽象为网格单元，实现了对空间数据的高效存储和计算。

3. 空间信息网格的特点•高效性：空间信息网格将空间数据以网格形式进行存储和管理，使得数据的访问和计算变得高效而快速。

•灵活性：空间信息网格的划分规则可以根据不同的需求进行调整，以适应不同的应用场景。

•扩展性：空间信息网格可以随着空间数据量的增长进行扩展，并且可以通过并行计算等技术实现高性能计算。

•并行计算：空间信息网格可以与网格计算相结合，利用并行计算的优势对大规模空间数据进行高效处理。

4. 空间信息网格的应用空间信息网格技术在许多领域都有广泛的应用，以下是几个典型的应用领域：4.1 地理信息系统空间信息网格在地理信息系统（GIS）中的应用是最为广泛的。

它可以有效地管理和处理地理空间数据，提供空间查询、空间分析等功能，帮助用户从大量的地理数据中快速获取所需信息。

4.2 遥感图像处理遥感图像是一种常见的空间数据类型，空间信息网格可以对遥感图像进行划分，并在网格单元上进行图像处理和分析。

这样可以减少计算量，提高图像处理的效率。

4.3 生态环境监测生态环境监测需要对大量的生态数据进行处理和分析，空间信息网格可以将生态数据划分为网格单元，并在每个网格单元上进行数据处理和分析，从而实现对生态环境的监测和评估。

4.4 智慧城市智慧城市需要对城市空间数据进行管理和分析，空间信息网格可以将城市空间数据按照网格划分规则进行存储和管理，从而实现城市数据的高效处理和分析，为智慧城市的建设提供支持。

基于扩展金字塔的城市空间信息多级网格体系——以福州市为例曾伟东;汪艳霞;高昭良;刘仁【摘要】随着网格技术应用日益广泛,面向一个城市空间存在不同政府部门各自管理单元和编码体系的情形,引入金字塔组织结构,对空间信息多级网格进行拓展,提出了由基础网格和管理网格共同构成的城市空间信息多级网格的扩展金字塔结构,研究了基础网格划分的规则、方法和编码以及管理网格的编制方法和编码.最后以福州市网格的划分作为应用案例,验证本方法的有效性.【期刊名称】《城市勘测》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】6页(P5-10)【关键词】空间信息多级网格(SIMG);金字塔;城市网格;编码;福州【作者】曾伟东;汪艳霞;高昭良;刘仁【作者单位】福州市"数字福州"建设领导小组办公室,福建福州 350000;福州市勘测院,福建福州 350000;福州市勘测院,福建福州 350000;福州市勘测院,福建福州350000【正文语种】中文【中图分类】P208.2地理学领域中的网格(即空间网格)是一种来源于“井田”制的对地理对象或现象进行空间离散化的方法[1，2]。

网格的划分，从网格划分的研究对象而言可以分为以整个地球表面为全球网格和以小范围区域为研究对象的局部地区网格，从网格单元的形状不同可以分为规则网格单元和不规则网格单元[3，4]。

早在1929年芬兰地理学家Granean运用1 km网格作为分析自然和社会现象的单元，空间网格成为一种地学分析方法[5]，形成了越来越广泛地应用研究，目前在人口研究[6，7]、土地资源管理与执法监察[8，9]、灾害防治[10，11]、城市管理[3，12～15]等方面都取得了研究成效，在一定程度上实现了该应用领域的信息共享与融合[16]。

在中国分级分类管理的行政体制下，一个城市存在很多的政府职能部门，各部门对该城市空间的其职能范围内的业务进行分区管理或统计评估，如规划部门用于进行控制线详细规划编制的规划单元、国土部门用于土地信息管理的宗地单元、城管部门的城管万米单元网格、综治部门的社区网格化管理单元、公安部门的派出所管理片区、统计部门的社会经济统计单元、工商部门的管理片区等，这些部门将各自拥有或获取的基础地图作为管理单元划分的基础底图，按照本部门领域的划分标准，把同一城市空间划分成多种多样、详细程度不一、单元边界不一致的管理单元，满足本部门的业务管理需求，并形成了各自的管理单元编码体系，但存在覆盖范围不全或覆盖缝隙等问题，造成了部分区域管理责任不明晰或管理打架的现象，各部门的专题业务信息难以融合和共享，阻碍了城市管理和治理等业务协同的开展，对城市治理水平和服务能力的提升产生了极大的障碍[3，17，18]。

网格工作存在的问题和不足之处随着时代的进步，网络的普及使得网格工作成为一种日益流行的办公方式。

网格工作的优点很多，比如说方便、高效、环保等等。

但是，我们也应该看到，网格工作还存在着一些问题和不足之处。

本文将会详细讨论网格工作存在的问题和不足之处。

一、团队协作不够网格工作虽然方便快捷，但是由于每个员工的时间与空间不同，难以有效的实现团队协作。

没有了实时的面对面沟通，团队协作过程被削弱了，影响了工作效率以及出现了合作不够紧密以及员工出现遗漏情况的问题。

二、任务管理不明确网格工作方式下，任务多样化、分散化，每个员工需要负责多项任务，任务管理不明确，很容易导致任务重复、遗漏、延误等问题。

对于部分工作涉及到的审批、签署等事务，因为无法尽快完成，于是有些紧急的事务也会无法及时处理，造成恶劣的后果。

三、灵活性太接近个体自由网格工作需要每个员工有良好的自我管理能力，但是这也给一些员工的个体自由度造成了挑战，有些员工可能会因为缺乏工作纪律而无法按时完成工作，进而影响整个团队的协作。

另外，网格工作也容易造成员工的沉迷于工作中，无法有效地平衡工作与生活之间的关系，给身体、心理与家庭心灵带来负担。

四、落后在保密性方面网格工作方式下，信息流通更加方便，这也给保密的工作带来了不利的因素，因为没有服务器的保护，很容易暴露出敏感数据或者机密信息。

这个问题需要我们不断优化技术手段，保护信息安全。

五、技术要求较高网格工作需要员工熟练掌握电脑和各类应用软件，如Word、Excel、PPT等，因此，员工的技术培训需要加强，提高员工对于网络技术的熟练程度，以适应工作所需要的流程和技术。

六、缺乏监管与认同网格工作模式下，由于没有过多的外部监督以及内部流程流转不太明确，员工的工作质量和效率难以保障，工作量可能暴增影响心理承受能力，部分员工可能无法适应。

此时，要求公司对员工有更加科学的管理方法，以提高工作质量与效率作为目标，同时为员工提供更好的发展空间与营造更好的团队气氛。

基于网格解决空间信息问题的思考
龚强
【期刊名称】《测绘与空间地理信息》
【年(卷),期】2004(27)5
【摘要】网格技术在最近一两年迅速成为研究热点,其本质是由万维网升级为网格.建立空间信息网格可以较好地解决动态异构、资源共享、信息孤岛等问题.
【总页数】3页(P11-13)
【作者】龚强
【作者单位】黑龙江省信息产业厅,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】P208
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5.从数字地图到空间信息网格——空间信息多级网格理论思考 [J], 李德仁;朱欣焰;龚健雅
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