gis技術網格化技術網格gis的特點

網格發展的基本背景

當今，信息領域正發生著廣泛而深刻的技術變革，新概念和新技術不完善和發展，如地球信息科學的發展，數字地球概念的提出，GIS技術和數據庫技術走向集成，信息高速公路和Internet網的發展。Internet網和信息高速公路的飛速發展與廣泛應用，帶來了分布式應用研究以及共享信息和知識需求的不斷增長，必然帶來網絡GIS的發展。而現在第3代網絡技術——網格技術的提出和發展對GIS的發展更帶來了長遠的影響。特別是1998年1月31日美國前副總統戈爾提出的“數字地球”戰略，需要對大量的地理信息進行并行計算處理，此時WebGIS的不足顯現出來了，因為它主要通過超鏈接形成超文本，包括實現并行計算功能，而這一點對數字地球、數字城市需要的快速計算、信息共享是致命的。網格計算的提出和發展使得GIS必將朝著網絡化、標準化、大眾化方向發展。GridGIS也必將成為“數字地球”的核心平臺。

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“數字地球”的概念，實際上是網格技術在地球信息科學領域的一種體現形式。一切與位置有關的信息在網絡環境下，用數字形式進行描述并存儲成為豐富的資源，通過信息共享技術，實現“按需索取”的服務，這種空間信息基礎設施成為空間信息網格（SIG）。

空間信息網格是空間信息獲取、互操作的基本發展框架。空間信息網格提供了一體化的空間信息獲取、處理與應用的基本技術框架，以及智能化的空間信息處理平臺和基本應用環境。建立分布式、智能化空間計算環境的基礎是建立基于分布式數據庫管理的空間網格計算環境，也就是實現支持局域、廣域網絡環境下空間信息處理和跨平臺計算，實現支持多用戶數據同步處理，實現支持空間數據的RPC，實現異構系統的互操作，實現支持網絡環境下的多級分布式協同工作。

空間信息網格是要利用現有的網絡基礎設施、協議規范、Web和數據庫技術，為用戶提供一體化的智能空間信息平臺，其目標是創建一種架構在OS和Web Service之上的基于Interent的新一代信息平臺和軟件基礎設施。在這個平臺上，信息的處理是分布式、協作和智能化的，用戶可以通過單一入口訪問所有信息。信息網格追求的最終目標是能夠做到服務點播（Service On Demand）和一步到位的服務。

在GIS領域，基于網格計算理念，研究者提出基于服務網格的空間信息網格及Grid GIS；國際標準化組織積極推進Grid GIS相關標準的制訂。一些協議及標準得到商業化GIS軟件公司，如ESRI,M apInfo的支持并且取得成效。GIS領域采納互聯網標準和協議，如XML，可以將松散結合的GIS網絡和地理信息處理服務結合在一起，形成空間信息服務。ESRI積極支持分布式GIS及GIS服務概念的發展，Gnet戰略在很多層面都會涉及。在最大的層面是World Wide Web，在最小的層面，是企業化的World Wide Web。通過網格協議的支持，多個部門將可以提供多種的和綜合性的服務，同時共享這些服務。可以支持企業化的開發，提供了不同分布式體系環境下構建GISWeb Services的開發組件，可以滿足GridGIS的建立，但是不同商業化公司所倡導的開發技術并不相同，呈現出不斷發展的態勢。

GridGIS是空間信息計算環境和空間信息服務技術體系，其是實現空間信息網格的技術支撐系統，其通過空間信息的標準化，實現空間信息的共享；通過空間分析語義的標準化，實現GIS功能的互操作：通過網格技術體系的支持，實現異構環境下GIS功能的共享。

GridGIS要利用現有的OpenGIS的GML標準，Web地圖服務標準以及網格相關技術標準，為用戶提供開放的空間信息計算環境技術體系，實現用戶分布式、跨平臺的空間信息計算集成。空間信息計算環境的研究可以包括空間信息深度計算和空間信息主動計算兩個層次。首先，通過時空屬性融合下的空間作用規律，建立空間深度計算體系，以獲得空間數據分布與模擬；其次，在此基礎上提出以空間智能體為核心的空間智能計算策略，實現空間主動計算體系。

目前，我國已將網格GIS作為信息領域的重點方向進行了深入的研究及成果的推廣及廣泛的應用，形成了網格GIS體系結構、標準規范、關鍵技術、軟件平臺、應用示范等一系列成果，并在多個領域進行了應用。

2008年1月，結合國內外網格計算技術的前沿研究成果，科技部設立了“863”計劃項目“網格地理信息系統軟件及重大應用”，該項目制定了網格環境下異構GIS軟件互操作技術，研究了空間信息網格計算技術，突破了網格GIS關鍵技術，開發出高性能、高可用性的網格GIS應用服務軟件和集成應用系統，形成了具有自主知識產權的網格GIS軟件平臺，實現了網格環境下異構GIS互操作和在線共享服務。

網格GIS相關標準在“中國地質調查信息網格平臺”和“天地圖”等工程中得到較好的應用；網格GIS平臺在地質調查信息網格、數字城市、地理信息公共服務平臺、數字流域、數字油田等平臺中進行了應用：網格GIS空間分析與處理技術已應用于林業信息化建設、煤礦安全系統、地震應急指揮系統建設中。

可以認為，網格GIS是GIS與網格技術的有機結合，是GIS在網格環境下的一種應用，網格GIS的網格環境必須能夠在新近的硬件和軟件技術平臺上操作，最終實現GIS網格化。GIS通過網格技術使功能得到了延伸和拓展，真正成為大眾使用的信息工具，從網格上的任意一個結點，可以訪問網格上的各種分布式的、具有超媒體特性的地理空間數據及屬性數據，進行地理空間分析、查詢，并對復雜空間問題進行并行計算，以輔助和支持決策。

MapGIS數據網格化處理步驟——以銅元素為例（附表6）

1.數字地面模型子系統

在MapGIS6.7主菜單，將鼠標移到“空間分析”下單擊“DTM分析”按鈕，進入到MapGIS“數字地面模型”子系統。

2.數據導入

在MapGIS“數字地面模型”子系統下主菜單→“文件（F）”→“打開數據文件”→“點數據文件”，如圖6-58。找到原始屬性數據點文件→打開。

3.處理點

在MapGIS“數字地面模型”子系統下主菜單→“處理點線（P）”→“點數據高程點提取”→出現“指定屬性中待用高程項”（圖6-59）→選擇要網格化某元素（以Cu元素為例）→單擊“確定”。

4.Grd模型分析

在MapGIS“數字地面模型”子系統下主菜單→“Grd模型”→“離散數據網格化”→單擊“確定”。系統會彈出“離散數據網格化”對話框，如圖6-60。其設置如下：

圖6-58 數據點文件導入

圖6-59 Cu元素網格化

圖6-60 散數據網格化設置

（1）網格參數設置

1）網格間距：一般與實際采樣間距相同。比如野外采樣間距為100m，網格間距也是100m。如果是1∶1萬比例尺，則網格間距為10mm。

2）網格起點坐標與終點坐標設置：起點坐標要比實際坐標要小點。終點坐標要比實際坐標要大一點。比如：X起點坐標實際為54490，設置為54480；X終點坐標：實際為54930，設置為54940。

（2）網格化方法

1）網格化方法：選擇“距離冪函數反比加權網格化”或選擇其他也行。

2）搜索S：用鼠標單擊“搜索”，系統會彈出“網格化搜索配置對話框”。①搜索類型：選擇“八方向O”；②搜索規則：選擇有效最少數據點數該為1，其他選擇默認值③“搜索圓半徑R”：一般選擇網格間距的2.5倍，如圖6-61。

圖6-61 網格化點搜索配置設置

圖6-62 輸出網格文件

（3）輸出網格文件名F

用鼠標左鍵單擊“文件換名”按鈕，系統會彈出對話框，輸入文件名并保存，如圖6-62。

網絡gis和網格gis的不同點

1，從概念產生背景及解決的問題來看，云GIS的產生背景是大約在09年末產生的，首先是Esri的ArcGIS 10支持直接安裝到亞馬遜平臺上，通過亞馬遜的云平臺來實現GIS服務的彈性使用，這種方式的根本目的是GIS資源的集中存儲來達到有效利用，必須要有IAAS平臺和PAAS平臺的支撐。而網格GIS大約提出在2001年左右，主要是GIS技術和網格技術的結合，它是無縫連接不同硬件，軟件上應用資源的一種方式，把本來異構的環境搞成一個同構的環境，目的是通過訪問網格上的任意的應用節點就能達到所有節點應用。資源是分布在各個節點上的。而非一定是集中式的。

2，從技術上說，云GIS一定會依賴于IAAS平臺，是構建其上的服務平臺，本質是虛擬化技術，GIS資源和服務集中式管理和發布，要使GIS服務具有按需使用或高彈性等特點。一般要有服務管理運營平臺。而網格GIS是依賴于網格技術，技術難點在于異構數據的互操作問題。

3，本質上說二者都是為了解決數據，信息，服務的共享問題，很顯然，云GIS不論在理念上還是在解決問題的技術本質上都強于網格GIS，慢慢的網格GIS這種形式的共享最終會推出，而云GIS會勝出。

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