论文 网格技术与空间地理信息网格

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1、网格技术与空间地理信息网格王俊①②李小荣③江帆②①解放军军事经济学院武汉430035；②解放军信息工程大学测绘学院郑州450052③景德镇陶瓷学院江西333000Email:jsjjwangjun@shou.com摘要：空间地理信息网格是网格技术在地理空间信息领域的具体应用，本文介绍了网格的概念、网格发展现状和网格的关键技术；并给出了具体的应用实例。关键词：网格网格计算空间地理信息网格1.引言从上世纪60年代末开始研究计算机分组交换（PacketSwitch）技术到今天，Internet已经走过两代历程。第一代是20世纪70～80年代，主要

2、的成就是把分布在世界各地的计算机用TCP/IP协议连接起来，主要的应用是e-mail。第二代是20世纪90年代，主要成就是把成千上万个网站上的网页连接起来，主要的应用是Web信息浏览以及电子商务等信息服务。目前正处于从第二代Internet向第三代Internet过渡的转型期。第三代Internet可称为信息服务网格（InformationServiceGrid），其主要特点是不仅仅包括计算机和网页、而且包括各种信息资源，例如数据库、软件以及各种信息获取设备等，它们都连接成一个整体，整个网络如同一台巨大无比的计算机，向每个用户提供一体化的服

3、务。在平常所接触的信息中，空间地理信息的比例可以占到80％左右，然而空间地理信息在网上传送的信息中所占的比例却远远低于这个数字，空间地理信息的共享也严重滞后于网络技术发展的速度。基于TCP/IP协议的万维网并不能很好地解决人们在空间地理信息共享方面所出现的问题，主要是由于分布式数据环境中TCP/IP协议的点对点(Peer-to-peer)传输优点变成了缺点，使万维网上出现了大量的信息孤岛。在这种情况下，网格技术的优势便显示出来。2.网格与网格计算网格就是一个集成的计算与资源环境，或者说是一个计算资源池。网格能够充分吸收各种计算资源，包括计算

4、机资源、通信资源、软件资源、信息资源和知识资源等，并将它们转化成一个随处可得的、可靠的、标准的同时还是经济的计算能力。网格问题的求解就是网格计算。根据求解问题的特点，人们提出了多种名称的网格，比如以数据密集型问题的处理为核心的数据网格，以解决科学问题为核心的科学网格，以全球地球系统模型问题求解为主要目的的地球系统网格等等。网格借鉴电力网（electricpower815grid）的概念提出来的，网格的最终目的是希望用户在使用网格计算能力时，就如同现在使用电力一样方便。我们在使用电力时，不需要知道它是从哪个地点的发电站产生的，也不需要知道发电

5、的具体方式是电力、水力、风力还是核力，只要连接到电源线上就可以获取源源不断的电能。网格也希望给用户在使用网格计算能力时，如同使用电力一样方便，为使用者提供与地理位置无关、与具体计算设施无关的通用的计算能力。下图对电力网与网格做简单对比。风力（地点A）电力网水力（地点C）火力（地点B）核力（地点D）电力电力电力电力数据（地点E）网格存储（地点G）仪器（地点F）大型机（地点H）计算计算计算计算图1电力网与网格组成的对比网格概念的核心就是突破了以往强加在计算资源之上的种种限制，使人们可以以一种全新的、更自由的、更方便的方式使用计算资源，解决更复杂

6、的问题。首先是突破计算能力的限制。以前大部分的用户无法得到足够的计算能力，使得许多问题的解决不能或不完全能靠计算来完成，对模型以及算法的化简是常见的近似方法，而网格将各种计算资源连接起来，组成一台“超级计算机”，提供给用户足够的计算能力，从而可以做以前认为无法完成或难以想象的工作。另外，当用户本身缺少计算资源时，也可以通过网格将计算迁移到适合的计算资源中求解，故而从另一个角度突破了计算能力的限制。其次是突破地理位置的限制。计算资源是分布在各地的。有时候，有些稀缺的资源无法与特定的地理位置分开，使用这样的资源必须要到相应的地方，给用户增加了成

7、本，有时甚至“到某地去”是难以实现的，这很大程度限制了这些资源的使用。网格把资源全面整合，不存在地理上的差异，只要资源在网格上，就可以访问。最后是突破传统的共享或协作方面的限制。以前对资源的共享往往停留在数据文件传输的层次，而网格资源的共享允许对其它的资源进行直接的控制，而且共享资源的各方在协作时可以以多种方式进行广泛的交流。比如研究人口统计模型，可以通过网格将社会学家、统计学专家、GIS专家和数据库专家等充分结合起来。有了网格平台，许多需要协作的各方可以按需建立不同层次和级别的工作关系。3.网格的关键技术网格结点网格结点就是网格计算资源的

8、提供者，它包括高端服务器、集群系统、MPP系统大型存储设备、数据库等。这些资源在地理位置上是分布的，系统具有异构特性。宽带网络系统815宽带网络系统是在网格计算环境中，提供高性能