地质矿产点源信息系统的网格体系结构探讨_论文

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1、地质矿产点源信息系统的网格体系结构探讨摘要讨论了网格计算的有关概念及其最新的研究进展，并在此基础上提出了融合计算网格、数据网格、服务网格的地质点源信息系统网格的概念、特点及其体系结构。旨在为目前地矿点源信息的共享严重滞后于网络技术发展的速度而得不到有效利用和应用的提供新的解决方案，并为有效解决在点源地矿信息方面诸如动态异构、资源共享、信息孤岛、数据庞大、处理速度等相关问题提供了新的思路。关键词地矿信息；网格GIS；数据网格；计算网格；服务网格；地学信息1引言美国阿尔贡国家实验室（ArgonneNa

2、tionalLaboratory）的资深科学家、美国著名的网格计算项目Globus的主持人之一Ian11/11Foster，曾在1988年主编过题为《网格：一种新计算的基础设施的蓝图》[1]的一本书。他是这样描述网格：“网格是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和交互性。互联网主要为人们提供电子邮件、网页浏览等通信功能，而网格功能则更多更强，能让人们透明地使用计算、存储等其它资源。”由此可见，

3、实际上Internet实现了计算机硬件的联通，Web实现了网页的联通，而Grid试图实现互联网上所有资源的全面联通。它要把整个互联网整合成一台巨大的虚拟超级计算机，实现计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源的全面共享。互联网的第三次浪潮的实质，就是要将万维网（WorldWideWeb）升华为网格（GreatGlobalGrid）[2]。网格的构想源于电力供应网(PowerGrid)，其基本思想就像人们日常生活中从电网中获取电能一样获取高性能的计算能力。传统因特网实现了计算机硬件

4、的连通，Web实现了网页的连通，但网站(信息孤岛)上的信息并不能按照用户的指令进行有意义的交流。人们不能共享广域网络中的异构资源；不能将运行在通过Intranet或Internet连接的分布式服务器上的应用集成在一起，构架松散偶合的企业应用；不能聚集分散的计算能力，形成超级计算的能力，解决诸如虚拟核爆炸、生物医药、航天、气象预报和环境保护等重大科学研究和工程技术应用领域的问题。解决这一问题的途径是建立连接和统一各类不同远程资源的网格结构，实现网络虚拟环境上的资源共享和协同工作，消除信息孤岛和资源孤

5、岛。11/11网格技术凭借其独特的计算力联合和分布式计算模式，在学科研究、企业信息处理、电子政务、个人娱乐方面拥有广泛的应用前景。在我们平常所接触的信息中，地理空间信息的比例可以占到80%左右[3]，然而在地学信息在网络上的传送的信息比例中所占的比例远不达到这一数字。这是因为虽然随着地球信息相软件的日益应用与普及，但其发展速度发展远不及网络的发展，绝大多数系统还停留运行于单机环境下，即便是网络也只是在局域网层次应用，数据也不能充分广泛的应用、共享、更新，无法在社会广大范围内充分发挥作用。造成这种局

6、面的原因，涉及许多方面技术因素及社会原因，而网格的出现给解决这些问题提供强有力的工具，它从硬构成(计算机性能、网络、及他们的结合)上着手，弥补了仅从软构成如在程序、算法等方面出发，实现在地矿信息系的两条腿走路。网格的出现将会加快世界数字地球、数字城市的进程，也将促进我国“数字中国”和“数字国土”战略计划的发展。2地质矿产点源信息系统网格特点与一般的信息不一样，空间信息具有关系复杂、非结构化、数据量大、多比例尺、随时间变化等特点[8]。而且地矿数据具有多源、多类、多量、多元、多维和多主题的特征，点源

7、信息系统就是充分地抓住了这些特征的基础上发展起来的。所谓“国土资源点源信息系统”是指建立于基层勘查单位(数据采集点)的基础信息系统。它以属性数据库和空间数据库为核心，把实现地质矿产勘查全过程数据资料采集、处理计算机化，与实现地质数据资料管理、检索计算机化、网络化的目标结合起来是一种集数据采集、数据管理、数据分析、空间信息处理、图件编绘和预测评价于一身的高功能基础勘查信息系统.11/11它将实现地质矿产勘查全过程数据资料采集、处理计算机化，与实现地质数据资料管理、检索计算机化、网络化这两大目标结起来

8、，在面上是信息齐全的地矿信息网络结点，在点上是功能齐全的地矿勘查工作站[9]。网格的核心观念是“网络就是计算机”，网格一些自己独有的特征，且对于地质矿产点源信息系统而言这些特性得到了很好的发挥:(1)异构性。网格可以包含多种异构资源，包括跨越地理分布的多个管理域。构成网格计算系统的超级计算机有多种类型，不同类型的超级计算机在体系结构、操作系统及应用软件等多个层次上可能具有不同结构。地质矿产点源信息系统是在已有的计算机硬件、软件、网络技术的基础上发展起来，这些平台配置，数据库类型与网