怎麼開發地理網格系統

Ⅰ 怎麼做GIS系統

GIS裡面的東西很多！軟體也很多~我以前學過ArcGIS，這個軟體是國內用的最多的，也是空間分析最厲害的，一般作圖都可以，還有ArcVIEW這個比ArcGIS簡單，側重作圖。還有就是ILWIS這個國內用的很少，教材也是英文的，我最近在學！！你們公司用的肯定是ArcGIS，所以你想了解我大概給你講一下！！
主要有2種數據，一個是矢量數據，側重做規劃什麼的，就是和規劃類關系比較大，也可以與系統開發相集成。另外一個是柵格數據，側重空間分析的，就是和學者寫論文，研究用的比較多，他也可以與系統開發集塵，系統開發！！你要學習的話線看看公司是做系統的還是做什麼的，然後從一個數據的操作入手，先學習一中數據的使用！！
順便推薦給你2本書！！極端初級的《地理信息系統ArcGIS實習教程》趙軍的
一般基礎的《ArcGIS地理信息系統空間分析試驗教程》湯國安的！
做這個的公司收入都不錯的，職員的話錢也不少的！！好好乾

Ⅱ ArcGIS Engine 地理信息系統開發教程的內容簡介

第1章ArcGIS Engine編程基礎
1.1 ArcGIS Engine概述亮段
1.1.1 ArcGIS Engine簡介
1.1.2 ArcGIS Engine功能
1.1.3 ArcGIS Engine與ArcObjects
1.1.4 ArcGIS Engine類庫
1.1.5 ArcGIS Engine控制項
1.2 ArcGIS Engine開發資源
1.2.1 幫助文檔
1.2.2 自帶示例
1.2.3 在線幫助
1.2.4 網上資源
1.3Esri開發方式簡介
1.3.1AML語言開發方式
1.3.2Avenue語言開發方式
1.3.3MapObjects開發方式
1.3.4VBA開發方式
1.3.5 ArcObjects開發方式
1.4 對象模型圖
1.4.1 對象模型圖中的類與介面
1.4.2 查看OMD圖
1.5ArcGIS Engine的安裝
1.5.1 ArcGIS License Manager的安裝
1.5.2 ArcGIS Engine Runtime for Windows的安裝
1.5.3 ArcObjects SDK for the Microsoft.NET Framework的安裝
1.6 本章小節
第2章 桌面GIS應用軟體的開發方式
2.1 使用VBA進行桌面軟體開發
2.1.1 VBA開發方鎮陸式
2.1.2 VBA代碼的安全性
2.2 使用DLL進行桌面軟體開發
2.2.1 DLL開發方式
2.2.2 DLL功能的應用部署
2.3 使用Add in進行桌面軟體開發
2.3.1 Add in開發方式
2.3.2 Add in的安裝部署
2.4 使用ArcGIS Engine構建獨立應用程序
2.5 不同開發方式的比較
2.6 本章小結
第3章 地圖基本操作
3.1 空間數據與工作空間
3.1.1 空間數據
3.1.2 工作空間
3.2 MapControl控制項介面
3.2.1 IMapControlDefault介面
3.2.2 IMapControl2介面
3.2.3 IMapControl3介面
3.2.4 IMapControl4介面
3.2.5 IMapControlEvents2介面
3.3 數據載入
3.3.1 載入地圖文檔
3.3.2 載入Shapefile數據
3.3.3 載入柵格數據
3.3.4 載入CAD數據
3.3.5 載入個人地理資料庫數據
3.3.6 載入文件地理資料庫數據
3.3.7 載入ArcSDE空間資料庫數據
3.3.8 載入文本文件數據
3.4 地圖文檔保存
3.4.1 地圖文檔保存
3.4.2 地圖文檔另存為
3.5 地圖瀏覽
3.5.1 放大與縮小
3.5.2 拉框放大與縮小
3.5.3 漫遊
3.5.4 全圖顯示
3.5.5 歷史視圖切換
3.6 書 簽
3.6.1 添加書簽
3.6.2 書簽管理
3.7 ICommand和ITool命令操作地圖
3.8 量 測
3.8.1 狀態欄坐標顯示
3.8.2 距離測量
3.8.3 面積測量
3.9 要素選擇操作
3.9.1 要素選擇
3.9.2 縮放至選擇
3.9.3 清除選擇
3.10 地圖導出
3.11 視圖同步
3.11.1 鷹眼窗口
3.11.2 數據視圖與布局視圖的同步
3.12 TOCControl控制項
3.12.1 TOCControl與數據視圖的關聯
3.12.2 圖層顯示順序調整
3.12.3 TOCControl的右鍵菜單
3.13 本章小結
第4章 查詢統計
4.1 屬性查詢
4.1.1 相關類與介面
4.1.2 實例詳解
4.2 空間查詢
4.2.1 相關類與介面
4.2.2 實敬旅譽例詳解
4.3 圖形查詢
4.3.1 相關類與介面
4.3.2 實例詳解
4.4 選擇集
4.4.1 相關類與介面
4.4.2 實例詳解
4.5 查詢選項設置
4.5.1 相關類和介面
4.5.2 實例詳解
4.6 統計分析
4.6.1 相關的類和介面
4.6.2 實例詳解
4.7 本章小結
第5章 地圖制圖
5.1 顏色模型
5.1.1 顏色模型分類
5.1.2 顏色對象
5.2 地圖符號化
5.2.1 點要素符號化
5.2.2 線要素符號化
5.2.3 面要素符號化
5.2.4 文本符號化
5.2.5 符號選擇器
5.2.6 樣式管理器
5.3 地圖標注
5.3.1 TextElement標注
5.3.2 Annotation注記
5.3.3 MapTips顯示
5.4 專題地圖制圖
5.4.1 單一符號化
5.4.2 唯一值符號化
5.4.3 唯一值多欄位符號化
5.4.4 分級色彩符號化
5.4.5 分級符號化
5.4.6 比例符號化
5.4.7 點密度符號化
5.4.8 統計圖表符號化
5.4.9 雙值符號化
5.4.10 多比例尺符號化
5.5 地圖整飾
5.5.1 添加圖例
5.5.2 添加指北針
5.5.3 添加比例尺
5.5.4 添加地圖格網
5.6 制圖模板
5.7 空間參考
5.7.1 創建空間參考
5.7.2 同一基準面的坐標轉換
5.7.3 不同基準面的坐標轉換
5.8 列印輸出
5.8.1 列印設置
5.8.2 列印預覽
5.8.3 列印
5.8.4 地圖輸出
5.9 本章小結
第6章 空間數據編輯
6.1 簡 介
6.1.1 操作步驟
6.1.2 實現思路
6.1.3 代碼說明
6.2 編輯對象
6.2.1 幾何對象
6.2.2 DisplayFeedback對象
6.3 開始編輯
6.3.1 IEngineEditor介面介紹
6.3.2 功能實現
6.4 設置編輯圖層
6.4.1 IEngineEditLayers介面介紹
6.4.2 功能實現
6.5 設置編輯任務
6.5.1 IEngineEditTask介面介紹
6.5.2 功能實現
6.6 編輯操作
6.6.1 選擇要素
6.6.2 移動要素
6.6.3 添加要素
6.6.4 刪除要素
6.6.5 撤銷操作
6.6.6 恢復操作
6.7 節點編輯
6.7.1 移動節點
6.7.2 添加節點
6.7.3 刪除節點
6.8 屬性編輯
6.9 保存編輯
6.10 結束編輯
6.11 本章小結
第7章 矢量數據空間分析
7.1 空間拓撲分析
7.1.1 相關類與介面
7.1.2 實例詳解——緩沖區分析
7.1.3 實例詳解——獲取多邊形要素邊界
7.2 空間關系運算
7.2.1 相關類與介面
7.2.2 實例詳解——查找一多邊形要素的所有鄰接要素
7.3 疊加分析
7.3.1 相關類與介面
7.3.2 實例詳解——兩相交面圖層的裁剪分析
7.4 數據格式轉換
7.4.1 相關類與介面
7.4.2 實例詳解——將Shapefile數據導入File Geodatabase中
7.4.3 實例詳解——通過數據解析方式實現Shapefile數據轉CAD
格式數據
7.5 添加X、Y數據
7.5.1 相關類與介面
7.5.2 實例詳解——將帶有X、Y欄位的Excel數據表轉化為點數據
7.6 使用GP工具進行空間分析
7.6.1 相關類與介面
7.6.2 實例詳解——利用GP工具實現緩沖區分析
7.6.3 實例詳解——利用GP工具實現Shapefile數據轉CAD數據
7.7 本章小結
第8章 柵格數據空間分析
8.1 環境設置
8.2 空間插值
8.2.1 反距離權重法
8.2.2 克里金法
8.2.3 樣條函數法
8.2.4 趨勢面法
8.2.5 自然鄰域法
8.3 柵格表面分析
8.3.1 坡度計算
8.3.2 坡向計算
8.3.3 等值線計算
8.3.4 填挖方計算
8.3.5 山體陰影
8.3.6 曲率計算
8.3.7 可見性分析
8.4 柵格計算
8.4.1 IMathOp介面
8.4.2 ITrigOp介面
8.4.3 ILogicalOp介面
8.4.4 IBitwiseOp介面
8.5 柵格統計
8.6 密度分析
8.6.1 核密度分析
8.6.2 線密度分析
8.6.3 點密度分析
8.7 提取分析
8.7.1 按屬性提取
8.7.2 按掩模提取
8.7.3 按形狀提取
8.8 距離分析
8.8.1 歐氏距離
8.8.2 成本距離
8.8.3 成本路徑
8.8.4 廊道分析
8.9 重分類
8.9.1 使用表重分類
8.9.2 使用ASCII文件重分類
8.9.3 分割
8.10 條件分析
第9章 管網網路分析
9.1 幾何網路
9.1.1 幾何網路元素
9.1.2 邏輯網路
9.1.3 幾何網路屬性
9.2 顯示網路流向
9.2.1 相關類與介面
9.2.2 實例詳解
9.3 網路追蹤分析
9.3.1 相關類與介面
9.3.2 實例詳解
9.4 爆管分析
9.4.1 實例詳解
9.5 本章小結
第10章 交通網路分析
10.1網路數據集
10.1.1網路元素
10.1.2網路連通性
10.1.3網路屬性
10.2最短路徑分析
10.2.1相關類與介面
10.2.2實例詳解
10.3查找服務區分析
10.3.1相關類與介面
10.3.2實例詳解
10.4 設施點分析
10.4.1相關類和介面
10.4.2實例詳解
10.5OD成本矩陣分析
10.5.1相關類和介面
10.5.2實例詳解
10.6多路徑配送分析
10.6.1相關類和介面
10.6.2實例詳解
10.7位置分配分析
10.7.1相關類和介面
10.7.2實例詳解
10.8本章小結，
11 三維分析
11.1 三維數據模型
11.1.1 3D要素數據
11.1.2 表面數據
11.2 Multipatch
11.2.1 Multipatch創建
11.2.2 Multipatch編輯
11.2.3 Multipatch分析
11.3 實例：基於Multipatch的地質鑽孔三維可視化
11.4 TIN數據
11.4.1 載入TIN數據
11.4.2 TIN數據創建
11.4.3 TIN表面分析
11.5 實例：基於多層TIN的地層三維可視化
11.6 SceneControl三維可視化
11.6.1 三維數據載入
11.6.2 三維地圖瀏覽
11.6.3 三維地圖識別
11.6.4 遙感影像圖與三維地形疊加
11.6.5 矢量圖層與地形疊加
11.6.6 三維動畫
11.7 GlobeControl三維可視化
11.7.1 三維數據載入
11.7.2 三維地圖工具
11.7.3 三維效果
11.8 實例：基於GlobeControl的三維數字校園
12 Esri杯中國大學生GIS軟體開發大賽一等獎獲獎作品分析
——嶗山森林火災擴散模擬分析與決策系統
12.1 系統功能介紹
12.1.1 系統開發與運行環境
12.1.2 系統總體功能設計
12.1.3 系統登錄
12.1.4 基本功能模塊
12.1.5 數據管理模塊
12.1.6 預報分析模塊
12.1.7 火場模擬模塊
12.1.8 輔助決策模塊
12.1.9 損失評估模塊
12.2 數據准備
12.3 代碼閱讀指南
12.3.1 DevExpress界面庫
12.3.2代碼組織與說明
12.4 加上如何配置運行程序

Ⅲ 地理信息系統中網格分析對空間數據有哪些基本要求

1、首先必須是可靠的，保證持續、穩定和安全的運行，不應該因斗宏為網格滲廳內部個別資源的變化而對網格應用造成影響。
2、其次必須滿足一定的標准叢銷隱，對用戶提供的服務、資源訪問的介面都是標准化和一致性的。
3、最後必須提供一個容易的訪問方式網格服務的費用應比較低廉，能夠被普遍接受和推廣。

Ⅳ 地理信息系統的實現方法

如果能將你所在州的降雨和你所在縣上空的照片聯系起來，就可以判斷出哪塊濕地在一年的某些時候會乾涸。一個GIS系統就能夠進行這樣的分析，它能夠將不同來源的信息以不同的形式應用。對於源數據的基本要求是確定變數的位置。位置可能由經度、緯度和海拔的x，y，z坐標來標注，或是由其他地理編碼系統比如ZIP碼，又或是高速公路英里標志來表示。任何可以定位存放的變數都能被反饋到GIS。一些政府機構和非政府組織正在生產製作能夠直接訪問GIS的計算機資料庫。可以將地圖中不同類型的數據格式輸入GIS。GIS系統同時能將不是地圖形式的數字信息轉換可識別利用的形式。例如，通過分析由遙感生成的數字衛星圖像，可以生成一個與地圖類似的有關植被覆蓋的數字信息層。
同樣，人口調查或水文表格數據也可在GIS系統中被轉換成作為主題信息層的地圖形式。 GIS數據以數字數據的形式表現了現實世界客觀對象(公路、土地利用、海拔)。 現實世界客觀對象可被劃分為二個抽象概念: 離散對象(如房屋) 和連續的對象領域(如降雨量或海拔)。這二種抽象體在GIS系統中存儲數據主要的二種方法為：柵格（網格）和矢量。
柵格（網格）數據由存放唯一值存儲單元的行和列組成。它與柵格（網格）圖像是類似的，除了使用合適的顏色之外，各個單元記錄的數值也可能是一個分類組（例如土地使用狀況）、一個連續的值（例如降雨量）或是當數據不是可用時記錄的一個空值。柵格數據集的解析度取決於地面單位的網格寬度。通常存儲單元代表地面的方形區域，但也可以用來代表其它形狀。柵格數據既可以用來代表一塊區域，也可以用來表示一個實物。
矢量數據利用了幾何圖形例如點、線（一系列點坐標），或是面（形狀決定於線）來表現客觀對象。例如，在住房細分中以多邊形來代表物產邊界，以點來精確表示位置。矢量同樣可以用來表示具有連續變化性的領域。利用等高線和不規則三角形格網（TIN）來表示海拔或其他連續變化的值。TIN的記錄對於這些連接成一個由三角形構成的不規則網格的點進行評估。三角形所在的面代表地形表面。
利用柵格或矢量數據模型來表達現實既有優點也有缺點。柵格數據設置在面內所有的點上都記錄同一個值，而矢量格式只在需要的地方存儲數據，這就使得前者所需的存儲的空間大於後者。對於柵格數據可以很輕易地實現覆蓋的操作，而對於矢量數據來說要困難得多。矢量數據可以像在傳統地圖上的矢量圖形一樣被顯示出來，而柵格數據在以圖象顯示時顯示對象的邊界將呈現模糊狀。
除了以幾何向量坐標或是柵格單元位置來表達的空間數據外，另外的非空間數據也可以被存儲。在矢量數據中，這些附加數據為客觀對象的屬性。例如，一個森林資源的多邊形可能包含一個標識符值及有關樹木種類的信息。在柵格數據中單元值可存儲屬性信息，但同樣可以作為與其他表格中記錄相關的標識符。 數據採集——向系統內輸入數據——它占據了GIS從業者的大部分時間。有多種方法向GIS中輸入數據，在其中它以數字格式存儲。
印在紙或聚酯薄膜地圖上的現有數據可以被數字化或掃描來產生數字數據。數字化儀從地圖中產生向量數據作為操作符軌跡點、線和多邊形的邊界。掃描地圖可以產生能被進一步處理生成向量數據的光柵數據。
測量數據可以從測量器械上的數字數據收集系統中被直接輸入到GIS中。從全球定位系統（GPS）——另一種測量工具中得到的位置，也可以被直接輸入到GIS中。遙感數據同樣在數據收集中發揮著重要作用，並由附在平台上的多個感測器組成。感測器包括攝像機、數字掃描儀和激光雷達，而平台則通常由航空器和衛星構成。 大部分數字數據來源於圖片判讀和航空照片。軟拷貝工作站用來數字化直接從數字圖像的立體象對中得到的特徵。這些系統允許數據以二維或三維捕捉，它們的海拔直接從用照相測量法原理的立體象對中測量得到。現今，模擬航空照片先被掃描然後再輸入到軟拷貝系統，但隨著高質量的數字攝像機越來越便宜，這一步也就可被省略了。 衛星遙感提供了空間數據的另一個重要來源。這里衛星使用不同的感測器包來被動地測量從主動感測器如雷達發射出去的電磁波頻譜或無線電波的部分的反射系數。遙感收集可以進一步處理來標識感興趣的對象和類例如土地覆蓋的光柵數據。
除了收集和輸入空間數據之外，屬性數據也要輸入到GIS中。對於向量數據，這包括關於在系統中的對象的附加信息。
輸入數據到GIS中後，通常還要編輯，來消除錯誤，或進一步處理。對於向量數據必須要「拓撲正確」才能進行一些高級分析。比如說，在公路網中，線必須與交叉點處的結點相連。像反沖或過沖的錯誤也必須消除。對於掃描的地圖，源地圖上的污點可能需要從生成的光柵中消除。例如，污物的斑點可能會把兩條本不該相連的線連在一起。 GIS可以執行數據重構來把數據轉換成不同的格式。例如，GIS可以通過在具有相同分類的所有單元周圍生成線，同時決定單元的空間關系，如鄰接和包含，來將衛星圖像轉換成向量結構。
由於數字數據以不同的方法收集和存儲，兩種數據源可能會不完全兼容。因此GIS必須能夠將地理數據從一種結構轉換到另一種結構。 財產所有權地圖與土壤分布圖可能以不同的比例尺顯示數據。GIS中的地圖數據必須能被操作以使其與從其它地圖獲得的數據對齊或相配合。在數字數據被分析前，它們可能得經過其它一些將它們整合進GIS的處理，比如，投影與坐標變換。 地球可以用多種模型來表示，對於地球表面上的任一給定點，各個模型都可能給出一套不同的坐標（如緯度，經度，海拔）。最簡單的模型是假定地球是一個理想的球體。隨著地球的更多測量逐漸累積，地球的模型也變得越來越復雜，越來越精確。事實上，有些模型應用於地球的不同區域以提供更高的精確度（如北美坐標系統，1983-NAD83-只適合在美國使用，而在歐洲卻不適用）。
投影是製作地圖的基礎部分，它是從地球的一種模型中轉換信息的數學方法，它將三維的彎曲表面轉換成二維的媒介（比如紙或電腦屏幕）。不同類型的地圖要採用不同的投影系統，因為每種投影系統有其自身的合適的用途。比如一種可以精確反映大陸形狀的投影會歪曲大陸的相對尺寸（翻譯的是英文的維基網路） 空間分析能力是GIS的主要功能，也是GIS與計算機制圖軟體相區別的主要特徵。空間分析是從空間物體的空間位置、聯系等方面去研究空間事物，以及對空間事物做出定量的描述。一般地講，它只回答What（是什麼？）、Where（在哪裡？）、How（怎麼樣？）等問題，但並不（能）回答Why（為什麼？）。空間分析需要復雜的數學工具，其中最主要的是空間統計學、圖論、拓撲學、計算幾何等，其主要任務是對空間構成進行描述和分析，以達到獲取、描述和認知空間數據；理解和解釋地理圖案的背景過程；空間過程的模擬和預測；調控地理空間上發生的事件等目的。
空間分析技術與許多學科有聯系，地理學、經濟學、區域科學、大氣、 地球物理、水文等專門學科為其提供知識和機理。
除了GIS軟體捆綁空間分析模塊外，也有一些專用的空間分析軟體，如GISLIB、SIM、PPA、Fragstats等。

Ⅳ 中國地質調查信息網格平台框架

根據我國地質工作實際和地質調查信息資源現狀，研究空間信息網格思想，構建中國地質調查信息網格平台，實現分布式數據、軟體、硬體等資源的共享和協同，發展與應用空間信息網格技術是構建中國地質調查信息網格的主導思想。

根據地質調查信息服務的需求，框架中國地質調查信息網格平台（圖5-1）應能夠提供空間資源共享、任務協作及並行計算機制，空間分析計算能力的集成，提供靈活的動態集群及負載均衡功能，並且能夠實現多結點空間數據資源、空間運算能力的高度共享，保證用戶進行網格空間應用的高安全性和高可靠性，並能向用戶提供高度抽象的統一虛擬視圖。其特點如下。

圖5-1 中國地質調查信息網格平台框架

一、基於對等式結點管理器及其機制與網格GIS軟體平台中間件的整合的網格GIS平台應用程序開發框架構建

中國地質調查信息網格平台以網格GIS軟體平台為基本構架，通過對等式結點管理器與網格GIS軟體平台中間件的整合，構成完整中國地質調查信息網格平台。

由虛擬結點資源聚集器、網格結點元服務庫、虛擬結點Portal配置器、暫時性數據資源聚合容器組成對等式結點管理器及掘者其機制，通過網格GIS平台應用程序開發框架，實現對服務狀態的控制，跨平台集成、網格全局目錄、域對象管理、分布式空間計算、網格工作流、用戶安全管理等功能。

網格GIS應用程序開發框架（Grid Application Development Framework），以Grid Service服務的形式對用戶發布，可以實現用戶應用的快速定製與開發。通過提供一系列的應用系統構建工具，主要包括：網格工作流搭建工具、功能組件注冊工具、網格服務快速開發工具、網格地圖文檔轉換工具等，為構建整個業務系統提供了支撐環境。利用這些工具可以快速構建和擴展面向專業應用領域應用系統的一般模式，用戶利用功能庫、模型庫和數據管理工作區中提供的功能、模型和數據，通過網格 GIS應用系統構建工具生成各應用系統。其中，功能庫或模型庫中既提供網格GIS平台自有的通用GIS功能或模型，又可以加入自定義的業務功能或專業模型。基於網格GIS軟體的應用系統主要採用基於Globus的網格GIS平台軟體包來構建，作為一個充分利用網格技術的GIS平台，網格GIS通過空間資源共享、任務協作及並行計算機制，進行空間分析計算能力的集成，提供了靈活的動態集群及負載均衡功能，並且能夠實現多結點空間數據資源、空間運算能力的高度共享，保證了用戶進行網格空間應用的高安全性和高可靠性，並能向用戶提供高度抽象的統一虛擬視圖。進而解決了傳統網路GIS系統中存在的諸多問題。

二、IMS Service與Grid GISWRSF Service並判滑薯存的混合框架

中國地質調查信息網格平台對IMS Service與Grid GISWRSF Service進行了集成，實現原有的MapGISIMS Service與基於WSRF實現規范構建的網格GIS服務並存的混合框架。使中國地質調查信息網格平台實現了跨平台部署，能運行於W indows/Linux/Unix等多種異構操作系統平台，並且支持本地空間數據格式（如MapGISHDF資料庫），基於大型商業資料庫的空間資料庫格式（如Oracle 10g/11g、IBMDB2等）。在跨平讓敗台GISC/C+＋內核的基礎上，通過採用JNI技術對底層GIS功能進行封裝，將底層基本的GIS功能發布成SOAP及REST形式的元功能服務，提供了傳統和無狀態形式的服務API介面，方便上層框架進行封裝。

Grid GISWRSF Service主要採用基於Globus的網格GIS平台軟體包來實現，如圖5-2所示，網格GIS軟體平台架構自底向上主要設計為如下幾層：

圖5-2 網格GIS軟體平台架構分層

最下層由跨平台的MapGISGrid Core（即DC Serevr服務核心軟體包）組成，該內核實現了跨平台部署，能運行於W indows/Linux/Unix等多種異構操作系統平台，並且支持本地空間數據格式（如MapGISHDF資料庫），基於大型商業資料庫的空間資料庫格式（如Oracle 10g/11g、IBM DB 2等）。

在跨平台GISC/C+＋內核的基礎上，採用JNI技術對底層GIS功能進行封裝，將底層基本的GIS功能發布成SOAP及REST形式的元功能服務，提供了傳統和無狀態形式的服務API介面，方便上層框架進行封裝。

通過元功能服務層提供的服務API介面，採用Globus Toolkit 4工具集對其進行了網格化封裝，其上構建了一系列的網格GIS功能組件，如網格全局目錄、域對象管理組件、分布式空間計算中間件、網格工作流組件、用戶安全管理組件等。在一系列網格GIS功能組件的基礎上，實現了一套網格GIS應用程序開發框架（Grid Application Development Framework），在此基礎上，底層功能均以Grid Service服務的形式對上發布，在此基礎上可以實現用戶應用的快速定製與開發。

最上層的網格GIS門戶層可以在標准網格服務的基礎上採用流行的JavaScript或者Flex等主流的富客戶端開發技術進行客戶端應用的快速開發。實現地質調查信息的集成發現集成及礦產資源預測與評價的網格計算解決方案。

在網格 GIS業務化系統建設，為充分利用網格GIS技術優勢，如對服務狀態的控制，跨平台集成、網格全局目錄、域對象管理組件、分布式空間計算中間件、網格工作流組件、用戶安全管理組件等。中國地質調查信息網格平台對IMS Serivce與Grid GISWRSF Service 進行了集成，使中國地質調查信息網格平台實現了跨平台部署，能運行於Windows/Linux/Unix等多種異構操作系統平台，並且支持本地空間數據格式（如M apGISHDF資料庫），基於大型商業資料庫的空間資料庫格式（如Oracle10g/11g、IBM DB2等）。在跨平台GISC/C+＋內核的基礎上，通過採用JNI技術對底層GIS功能進行封裝，將底層基本的GIS功能發布成SOAP及REST形式的元功能服務，提供了傳統和無狀態形式的服務API介面，方便上層框架進行封裝。其架構如圖5-3所示。

圖5-3 基於IMSService與Grid GISWRSF Service一體的網格平台架構圖

在網格GIS全局目錄管理功能組件的構建過程中，利用W SRF框架實現了對遺留GIS系統網格化的封裝，實現了空間信息網格服務的動態發現與集成服務，主要表現為提供網格結點空間信息的注冊和查詢功能。包括：網格GIS結點信息注冊－網格結點的LRM（Local Resource Manager本地資源管理器）向資源信息服務結點注冊其可用的資源信息（空間數據信息及服務信息），資源信息服務結點動態維護注冊到其上的網格結點的服務信息列表：通過網格服務可以動態查詢當前可用網格結點的列表、按照指定的查詢條件可查詢結點上的服務信息列表、發布某種服務的結點信息列表、當前網格中存在的虛擬組織（VO）的信息列表，還可以實現圖層粒度級的結點信息查詢。通過採用組建動態虛擬域時發送Monitoring and Discovery System（MDS）結點備份列表的方式，為每一個空間資源網格結點的LRM 功能服務提供了備份的MDS結點地址，多個MDS同級幾點之間採用消息隊列與訂閱的方式實現高效的信息同步與更新，這樣就避免了單點失效的問題，另外，還將MDS的信息動態更新機制修改成更加高效的方式，即當第一次結點資源信息匯聚收斂完畢以後，以後由MDS 結點以「心跳定期」的方式進行輪詢，如果空間數據資源和服務信息不發生變化，就不更新；當結點的資源狀態發生變化時，藉助於Trigger Service進行觸發更新，這樣就降低了網路流量的開銷，提高了動態更新的效率。

在網格GIS平台環境下，採用了基於域的業務集成方式，利用全局目錄管理組件檢索出符合條件的資源結點組成網格環境下的動態虛擬組織域（即Virtual Organization）.將域的相關信息（域管理器結點ID，域ID，域結點信息描述，域服務描述等）保存到應用域管理器結點上，同時創建域的資源目錄，並在全局的域目錄管理結點上進行域對象的注冊。當域對象發生變化時，由該管理結點和全局目錄服務結點進行協同以確定域信息的變化。當應用域管理結點發生單點失效故障的時候，由全局域管理服務生成新的域管理結點。

在同一個服務結點上，原有的MapGISIMS Service與基於WSRF實現規范構建的Globus網格服務並存，也可以根據業務的需要在服務之間進行交互調用，共同向上層應用客戶端提供業務功能支撐。在客戶端上將原有的門戶和網格應用的門戶通過富客戶端（Rich Client）技術無縫地集成到一塊，基本的空間功能如元數據服務、制圖服務、要素服務由原客戶端提供，涉及計算密集型/可並行計算的空間業務，則由網格GIS客戶端負責完成，通過調用底層的空間任務分發與執行監控網格服務組件，將任務分解成多個可並行執行的原子序列，提交給相關網格結點進行快速計算，任務執行的狀況及成功執行後得到的結果在網格門戶組件上能夠直觀反饋給用戶。

這種混合式的集成架構既保證了已有系統業務的穩定性，又通過有針對性地引入網格GIS應用功能組件，充分發揮了網格計算技術在分布式地學計算領域的優勢，同時提高了結點的運行效率和可維護性。

Ⅵ 空間信息網格框架及關鍵技術

1.2.4.1空間信息網格框架

空間信息網格提供了一體化的空間信息獲取、處理與應用服務的基本技術框架以及智能化的空間信息處理平台和基本應用環境，在該網格毀御橋中，各種空間信息資源被統一管理和使用，空間信息處理是分布式協同和智能化的，用戶可以通過單一的邏輯門戶透明地訪問所有空間信息資源(杜娟等，2005)。

美國Globus項目提出的網路體系結構，採用網格結構層、網格服務層、網格應用工具層和網格應用層的四層結構。美國Argonne國家實驗室、芝加哥大學、南加州大學以及IBM公司共同倡議的開放網格服務體系結構(Open Grid Services Architecture，OGSA)，採用構造層、連接層、資源層、協作層和應用層的五層沙漏型結構。

國內對於空間信息網格框架的研究，大多是在網格技術發展基礎上結合具體的應用需求進行探討。《網格計算與GridGIS體系結構與關鍵技術探討》一文從GIS集成運算與數據共享的角度概括了GridGIS的框架，主要包括應用層、中間件層與資源層(姜永發等，2005)。方金雲等(2002)在分析網路空間數據特徵的基礎上，提出了網格GIS的5層體系結構模型，並分析了空間(元)數據標准、空間服務標准、分布空間對象技術、構件與構件庫技術、基於框架的互操作技術、中間件技術等(圖1.4)。夏曙東等(2002)在CARBA的基礎上提出基於空間智能體(GeoAgent)的空間信息格網體系結構(圖1.5)，空間信息格網系統中的格網界面Agent(GIAgent)負責獲取用戶的應用服務請求，記錄用戶個性化信息，以便為用戶提供個性化服務。格網資源信息獲取Agent(GSICAgent)負責獲取各個格網節點的計算資源描述信息，格網系統中的格網資纖猛源分配Agent(GSDA-gent)負責把計算資源分配到各個格網計算Agent(GCAgent)，格網計算Agent分別處理不同的用戶應用服務請求，由數據智能體(DataAgent)通過元資料庫到相應的資料庫提取數據，提供給計算智能體，最後由格網界面Agent(GI—Agent)負責為用戶提供一致的處理結果。空間信息格網系統中的格網管理智能體(GMAgent)負責智能體注冊、命名、訪問控制、生命周期管理等。沈占鋒等(2003)結合中間件技術，給出了網格GIS的應用架構(圖1.6)，整個系統由五層組成，層與層之間有著明顯的層次關系，而每一層內的各單元也可能存在一定的順序關系。從底層向上分別是基礎層、資源層、控制層、實現層及應用層組成。基礎層包括網路基礎結構，同時需在此層規定適合網格GIS體系的特定協議;資源層指當前系統可用的各種資源，包括本地資源及異地已注冊可利用資源;控制層是整個系統的核心，它指導著系統正確地運行;實現層是系統的具體的實現部分，由各種中間件來協助完成，各中間件通過可擴展的特定介面與系統連接;最上層是應用層，由具體的用戶應用界面組成。

圖1.4 五層結構模型(據方金雲等，2002)

圖 1.5 基於空間智能體(GeoAgent)的空間信息格網體系結構(據夏曙東等，2002)

圖 1.6 網格 GIS 五層體系架構

空間信息網格框架是指空間信息網格的運行體系，在網格系統中，其架構體系決定了整個網格的運行穩定性與可擴展性。網格架構定義了網格內及網格結點間的各種協議及API，用以指導網格系統及相應應用程序間的操作(Foster et al.，1999)。雖然目前對體系結構較多的提法，但體系結構的實踐與證明較為缺乏。目前實踐較多的則是由資源層、服務層和應用層構成的三層體系結構(圖 1.7)。

(1)資源層構成空間信息網格的硬體基礎。該層主要包括各種空間信息獲取儀器(例如航拆茄空/航天遙感器、地面遙測設備等)、存儲設備(例如大型磁碟陣列)、空間資料庫(例如基礎地理資料庫、地物光譜資料庫等)、信息處理設備(例如超級計算機、PC、PDA 等)，它們通過 Internet 或各種無線通信設備實現物理連接。

(2)服務層提供一個空間信息一體化管理與處理平台，通過屏蔽資源層中分散、動態、異構的各種資源，從而實現空間信息資源的共享、集成和互操作，為應用層提供透明的、一致使用介面，以支持用戶在應用層上的開發。該層主要包括: 遙感信息處理軟體、大型地理信息系統、空間信息搜索引擎、空間數據和信息的整合與組織管理、空間信息的在線分析和智能處理以及各種協議軟體和服務規范等。

圖 1.7 網格 GIS 三層體系結構

(3)應用層提供一個面向應用領域的空間信息集成應用環境。在服務層的基礎上，用戶可以根據各自具體的應用領域，針對空間信息的使用模式和使用特點，運用相應的應用軟體工具、應用開發平台以及空間信息使用政策和協議等，開發適用於該領域的應用系統。

1.2.4.2 空間信息網格關鍵技術

(1)網格計算結點的構建: 地理空間信息網格計算結點的構建技術是重要的支撐技術。地理空間信息網格計算結點主要包括: 計算、通信、存儲等多種技術組合。為了實現真正意義的資源共享，地理空間信息網格的介面技術是至關重要的。在接入網格的每個結點上應運行一個支持網格機制的網格管理軟體，利用此軟體將網格分布於不同地點、鬆散置放的資源相對緊密地聯系起來。網格管理軟體應定義一系列標准介面，所有實體只要遵循網格管理軟體定義的標准介面，就可以方便地接入網格，成為地理空間信息網格的一個部分。網格管理軟體應包括從硬體到應用幾乎所有的協議、標准、規范、實現程序、檢驗等，與中間件相比，無論是內涵還是外延，都要遠遠超出前者。

(2)空間信息語義互操作: 不同領域中廣泛存在的信息語義沖突，極大地限制了空間信息資源的共享和交流。建立空間信息語義網格，把不同領域里已經存在的空間信息系統有機地集成一個無縫虛擬的邏輯組織，進而將其擴展並與其他領域的信息系統集成和融合。在利用現有的空間信息基礎設施、空間信息網路協議規范的基礎上，需引入描述空間信息語義的本體系統，為用戶提供基於語義的一體化空間信息應用服務的信息平台。在這個平台上，空間信息處理是基於語義和分布式協作的，用戶可以在空間信息的語義層上，從單一的邏輯門戶透明地對所有空間信息資源實現基於語義的訪問。最終把 Internet 上的空間信息服務站點在語義層上連接起來，實現基於語義的集成和互操作。

(3)空間信息網格服務: 空間信息網格為用戶提供一體化服務，對於用戶提出的信息訪問與處理需求，雖然要通過並發、並行以及先後分離的多個環節來共同完成，但對用戶而言，卻只是通過一次請求便可以實現。一體化服務實現的重要條件是建立空間信息網格服務規范，該規范能夠提供標準的服務體系結構和公共的介面交換協議(杜娟等，2005)。

(4)元數據管理:良好的表示、存儲、訪問和使用大量資源信息是空間信息網格運行的基本前提。由於空間信息網格中的各種資源在物理上是健分布的，因此需要使用元數據來命名、描述、收集、組織和管理。空間信息網格中的所有元數據構成元數據目錄。該目錄應為空間數據的統一管理打下基礎，為空間信息網格中的各種實體對象建立統一邏輯視圖，為用戶身份認證、數據定位、訪問控制、數據復制等提供支持。元數據目錄應採用具有良好擴展性的層次分布式結構，保證空間信息網格在不斷發展的情況下，仍能提供高效的元數據服務。

(5)安全機制:由於地理空間信息網格與網路有著密切的關聯性，而網路的開放性又在客觀上導致了網上信息的竊取、篡改、偽裝身份、非法佔用等都有成為現實的可能，因此，計算機網路遇到的安全或安全威脅，地理空間信息網格也同樣會遇到。如用戶認證、訪問控制、內部泄漏、非法入侵，以及數據方面(數據精度保證、數據完整性、數據不可否認性、數據保密性等)的問題。此外，地理空間信息網格還要面對自身特徵帶來的安全威脅。地理空間信息網格的充分共享性特徵、虛擬抽象性特徵、有機集成性特徵、合理協商性特徵以及多方參與性特徵等決定了該系統除了需要網路通信技術、存儲技術、網路協議技術支持外，還有地理空間信息網格自身的介面技術。地理空間信息網格的介面技術相對於一般的計算機介面技術來說要復雜得多。這是因為在地理空間信息網格資源上還要運行用戶程序，這雖是地理空間信息網格的優勢和特點所在，但也帶來了安全問題。隨著地理空間信息網格的構建、節點的增加、規模的擴大和應用的普及，注冊用戶會越來越多，安全問題也會越發顯現出來，因此對地理信息網格安全機制的研究也就顯得越發重要。

Ⅶ 系統的總體開發思路

在開發初期，主要工作就是要確定系統的實現方式。根據上述思路，系統開發內容可分為兩大基本思路:

一是應用型地理信息系統，以某一專業、領域或工作為主要內容，進行相關開發。其中包括專題地理信息系統和區域綜合地理信息系統，本章以此思路進行開發的介紹 ( 劉曉宇，2005) 。

二是工具型地理信息系統，也就是 GIS 工具軟體包，如 Arc/Info，MapInfo Professional等，具有並坦肢空間數據輸入、存儲、處理、分析和輸出等 GIS 基本功能的通用信唯平台 ( ESRI Corporation，2000) 。隨著地理信息系統應用領域的擴展，應用型 GIS 的開發工作日顯重要。

在 Arc View 開發過程中，首先對圖形庫進行數字化，即通過 AutoCAD 圖形文件導入Arc View 中，並轉換為 Arc View 可以編輯的文件格絕世式 ( shp) 主題，根據地物性質的不同，可抽象為 Arc View 視圖中的點、線、面主題圖層，並且分別對點、線、面主題圖層進行編輯，根據開發要求 ( 秦其明等，2001) ，在相關的主題圖層中定義熱鏈接 ( 可以鏈接文本、圖片、視頻等信息，其中鏈接視頻通過腳本編程實現) 操作。