云計算與地理信息系統應用

摘要：云計算作為一種新興的技術，它向中小規模的企業用戶和個人用戶提供了一種可以在幾乎不需要任何初始投入的同時，可以動態組合或擴展IT資源。在地理信息系統領域，云計算可以幫助處理大量的可以進行分布式運算的數據，和不同物理位置的用戶存儲和共享應用成果。在這里，我們要建立一個可使用云來進行數據處理的GIS系統架構。
關鍵詞：云計算；分布式系統；GIS；系統架構

0 引言
GIS應用程序所處理的問題，大多涉及到高密度的數據的計算。GIS技術的出現已有幾十年了，隨著技術成熟度的提高，越來越多的空間數據和非空間數據被應用其中。日益進步的數據采集技術也使得我們可以從各種不同的數據源得到各種豐富的數據。與此同時，這一趨勢帶來的問題是如此海量的數據使得任何單一的機構都很難保存或處理。此外，GIS系統主要處理的位置、邏輯或物理數據大都是來自于不同的運算機構。GIS系統對這些數據進行的空間分析不但過程復雜而且對運算能力的要求也是很高的。
為了和那些在不同物理位置的分散用戶分享GIS數據和運算結果，一個像云計算這樣可擴展、低成本的計算平臺對GIS來說是至關重要的。
一個普遍的理解是，云計算是一個支持“即用即付”模式的可以動態縮放的計算平臺。云計算是“由相互聯接的和虛擬化的計算機組成的一個并行的、分布式的系統，其中的計算機在定義好的服務協議下被動態的分配任務。通過這一定義可以知道像云計算這樣高數據密度、高運算強度的運算是很適合移植到云計算平臺上的。
本文提出了一個基于云計算平臺的GIS系統應用的架構概述。首先，我們提出一個集成了GIS應用的云計算的架構模型；接下來給出一個應用云計算的GIS應用系統的典型范例。

1 云計算架構
在這一節中，我們提出了一個通用的云計算架構，圖1描述了通用的云計算結構和地理信息系統相結合的示意架構。

本文中選擇應用廣泛的Amazon彈性云(EC2)平臺。通過EC2提供的Web界面，終端用戶可以很方便地訪問到云平臺提供的虛擬高性能計算節點和大容量存儲空間。當用戶使用這些服務時，采用“即用即付”原則按小時支付很少的費用即可。在圖1描述的系統中，分別使用了Amazon的EC2和簡單存儲(S3)功能來處理和存儲GIS應用系統。