怎么开发地理网格系统

Ⅰ 怎么做GIS系统

GIS里面的东西很多！软件也很多~我以前学过ArcGIS，这个软件是国内用的最多的，也是空间分析最厉害的，一般作图都可以，还有ArcVIEW这个比ArcGIS简单，侧重作图。还有就是ILWIS这个国内用的很少，教材也是英文的，我最近在学！！你们公司用的肯定是ArcGIS，所以你想了解我大概给你讲一下！！
主要有2种数据，一个是矢量数据，侧重做规划什么的，就是和规划类关系比较大，也可以与系统开发相集成。另外一个是栅格数据，侧重空间分析的，就是和学者写论文，研究用的比较多，他也可以与系统开发集尘，系统开发！！你要学习的话线看看公司是做系统的还是做什么的，然后从一个数据的操作入手，先学习一中数据的使用！！
顺便推荐给你2本书！！极端初级的《地理信息系统ArcGIS实习教程》赵军的
一般基础的《ArcGIS地理信息系统空间分析试验教程》汤国安的！
做这个的公司收入都不错的，职员的话钱也不少的！！好好干

Ⅱ ArcGIS Engine 地理信息系统开发教程的内容简介

第1章ArcGIS Engine编程基础
1.1 ArcGIS Engine概述亮段
1.1.1 ArcGIS Engine简介
1.1.2 ArcGIS Engine功能
1.1.3 ArcGIS Engine与ArcObjects
1.1.4 ArcGIS Engine类库
1.1.5 ArcGIS Engine控件
1.2 ArcGIS Engine开发资源
1.2.1 帮助文档
1.2.2 自带示例
1.2.3 在线帮助
1.2.4 网上资源
1.3Esri开发方式简介
1.3.1AML语言开发方式
1.3.2Avenue语言开发方式
1.3.3MapObjects开发方式
1.3.4VBA开发方式
1.3.5 ArcObjects开发方式
1.4 对象模型图
1.4.1 对象模型图中的类与接口
1.4.2 查看OMD图
1.5ArcGIS Engine的安装
1.5.1 ArcGIS License Manager的安装
1.5.2 ArcGIS Engine Runtime for Windows的安装
1.5.3 ArcObjects SDK for the Microsoft.NET Framework的安装
1.6 本章小节
第2章 桌面GIS应用软件的开发方式
2.1 使用VBA进行桌面软件开发
2.1.1 VBA开发方镇陆式
2.1.2 VBA代码的安全性
2.2 使用DLL进行桌面软件开发
2.2.1 DLL开发方式
2.2.2 DLL功能的应用部署
2.3 使用Add in进行桌面软件开发
2.3.1 Add in开发方式
2.3.2 Add in的安装部署
2.4 使用ArcGIS Engine构建独立应用程序
2.5 不同开发方式的比较
2.6 本章小结
第3章 地图基本操作
3.1 空间数据与工作空间
3.1.1 空间数据
3.1.2 工作空间
3.2 MapControl控件接口
3.2.1 IMapControlDefault接口
3.2.2 IMapControl2接口
3.2.3 IMapControl3接口
3.2.4 IMapControl4接口
3.2.5 IMapControlEvents2接口
3.3 数据加载
3.3.1 加载地图文档
3.3.2 加载Shapefile数据
3.3.3 加载栅格数据
3.3.4 加载CAD数据
3.3.5 加载个人地理数据库数据
3.3.6 加载文件地理数据库数据
3.3.7 加载ArcSDE空间数据库数据
3.3.8 加载文本文件数据
3.4 地图文档保存
3.4.1 地图文档保存
3.4.2 地图文档另存为
3.5 地图浏览
3.5.1 放大与缩小
3.5.2 拉框放大与缩小
3.5.3 漫游
3.5.4 全图显示
3.5.5 历史视图切换
3.6 书 签
3.6.1 添加书签
3.6.2 书签管理
3.7 ICommand和ITool命令操作地图
3.8 量 测
3.8.1 状态栏坐标显示
3.8.2 距离测量
3.8.3 面积测量
3.9 要素选择操作
3.9.1 要素选择
3.9.2 缩放至选择
3.9.3 清除选择
3.10 地图导出
3.11 视图同步
3.11.1 鹰眼窗口
3.11.2 数据视图与布局视图的同步
3.12 TOCControl控件
3.12.1 TOCControl与数据视图的关联
3.12.2 图层显示顺序调整
3.12.3 TOCControl的右键菜单
3.13 本章小结
第4章 查询统计
4.1 属性查询
4.1.1 相关类与接口
4.1.2 实例详解
4.2 空间查询
4.2.1 相关类与接口
4.2.2 实敬旅誉例详解
4.3 图形查询
4.3.1 相关类与接口
4.3.2 实例详解
4.4 选择集
4.4.1 相关类与接口
4.4.2 实例详解
4.5 查询选项设置
4.5.1 相关类和接口
4.5.2 实例详解
4.6 统计分析
4.6.1 相关的类和接口
4.6.2 实例详解
4.7 本章小结
第5章 地图制图
5.1 颜色模型
5.1.1 颜色模型分类
5.1.2 颜色对象
5.2 地图符号化
5.2.1 点要素符号化
5.2.2 线要素符号化
5.2.3 面要素符号化
5.2.4 文本符号化
5.2.5 符号选择器
5.2.6 样式管理器
5.3 地图标注
5.3.1 TextElement标注
5.3.2 Annotation注记
5.3.3 MapTips显示
5.4 专题地图制图
5.4.1 单一符号化
5.4.2 唯一值符号化
5.4.3 唯一值多字段符号化
5.4.4 分级色彩符号化
5.4.5 分级符号化
5.4.6 比例符号化
5.4.7 点密度符号化
5.4.8 统计图表符号化
5.4.9 双值符号化
5.4.10 多比例尺符号化
5.5 地图整饰
5.5.1 添加图例
5.5.2 添加指北针
5.5.3 添加比例尺
5.5.4 添加地图格网
5.6 制图模板
5.7 空间参考
5.7.1 创建空间参考
5.7.2 同一基准面的坐标转换
5.7.3 不同基准面的坐标转换
5.8 打印输出
5.8.1 打印设置
5.8.2 打印预览
5.8.3 打印
5.8.4 地图输出
5.9 本章小结
第6章 空间数据编辑
6.1 简 介
6.1.1 操作步骤
6.1.2 实现思路
6.1.3 代码说明
6.2 编辑对象
6.2.1 几何对象
6.2.2 DisplayFeedback对象
6.3 开始编辑
6.3.1 IEngineEditor接口介绍
6.3.2 功能实现
6.4 设置编辑图层
6.4.1 IEngineEditLayers接口介绍
6.4.2 功能实现
6.5 设置编辑任务
6.5.1 IEngineEditTask接口介绍
6.5.2 功能实现
6.6 编辑操作
6.6.1 选择要素
6.6.2 移动要素
6.6.3 添加要素
6.6.4 删除要素
6.6.5 撤销操作
6.6.6 恢复操作
6.7 节点编辑
6.7.1 移动节点
6.7.2 添加节点
6.7.3 删除节点
6.8 属性编辑
6.9 保存编辑
6.10 结束编辑
6.11 本章小结
第7章 矢量数据空间分析
7.1 空间拓扑分析
7.1.1 相关类与接口
7.1.2 实例详解——缓冲区分析
7.1.3 实例详解——获取多边形要素边界
7.2 空间关系运算
7.2.1 相关类与接口
7.2.2 实例详解——查找一多边形要素的所有邻接要素
7.3 叠加分析
7.3.1 相关类与接口
7.3.2 实例详解——两相交面图层的裁剪分析
7.4 数据格式转换
7.4.1 相关类与接口
7.4.2 实例详解——将Shapefile数据导入File Geodatabase中
7.4.3 实例详解——通过数据解析方式实现Shapefile数据转CAD
格式数据
7.5 添加X、Y数据
7.5.1 相关类与接口
7.5.2 实例详解——将带有X、Y字段的Excel数据表转化为点数据
7.6 使用GP工具进行空间分析
7.6.1 相关类与接口
7.6.2 实例详解——利用GP工具实现缓冲区分析
7.6.3 实例详解——利用GP工具实现Shapefile数据转CAD数据
7.7 本章小结
第8章 栅格数据空间分析
8.1 环境设置
8.2 空间插值
8.2.1 反距离权重法
8.2.2 克里金法
8.2.3 样条函数法
8.2.4 趋势面法
8.2.5 自然邻域法
8.3 栅格表面分析
8.3.1 坡度计算
8.3.2 坡向计算
8.3.3 等值线计算
8.3.4 填挖方计算
8.3.5 山体阴影
8.3.6 曲率计算
8.3.7 可见性分析
8.4 栅格计算
8.4.1 IMathOp接口
8.4.2 ITrigOp接口
8.4.3 ILogicalOp接口
8.4.4 IBitwiseOp接口
8.5 栅格统计
8.6 密度分析
8.6.1 核密度分析
8.6.2 线密度分析
8.6.3 点密度分析
8.7 提取分析
8.7.1 按属性提取
8.7.2 按掩模提取
8.7.3 按形状提取
8.8 距离分析
8.8.1 欧氏距离
8.8.2 成本距离
8.8.3 成本路径
8.8.4 廊道分析
8.9 重分类
8.9.1 使用表重分类
8.9.2 使用ASCII文件重分类
8.9.3 分割
8.10 条件分析
第9章 管网网络分析
9.1 几何网络
9.1.1 几何网络元素
9.1.2 逻辑网络
9.1.3 几何网络属性
9.2 显示网络流向
9.2.1 相关类与接口
9.2.2 实例详解
9.3 网络追踪分析
9.3.1 相关类与接口
9.3.2 实例详解
9.4 爆管分析
9.4.1 实例详解
9.5 本章小结
第10章 交通网络分析
10.1网络数据集
10.1.1网络元素
10.1.2网络连通性
10.1.3网络属性
10.2最短路径分析
10.2.1相关类与接口
10.2.2实例详解
10.3查找服务区分析
10.3.1相关类与接口
10.3.2实例详解
10.4 设施点分析
10.4.1相关类和接口
10.4.2实例详解
10.5OD成本矩阵分析
10.5.1相关类和接口
10.5.2实例详解
10.6多路径配送分析
10.6.1相关类和接口
10.6.2实例详解
10.7位置分配分析
10.7.1相关类和接口
10.7.2实例详解
10.8本章小结，
11 三维分析
11.1 三维数据模型
11.1.1 3D要素数据
11.1.2 表面数据
11.2 Multipatch
11.2.1 Multipatch创建
11.2.2 Multipatch编辑
11.2.3 Multipatch分析
11.3 实例：基于Multipatch的地质钻孔三维可视化
11.4 TIN数据
11.4.1 加载TIN数据
11.4.2 TIN数据创建
11.4.3 TIN表面分析
11.5 实例：基于多层TIN的地层三维可视化
11.6 SceneControl三维可视化
11.6.1 三维数据加载
11.6.2 三维地图浏览
11.6.3 三维地图识别
11.6.4 遥感影像图与三维地形叠加
11.6.5 矢量图层与地形叠加
11.6.6 三维动画
11.7 GlobeControl三维可视化
11.7.1 三维数据加载
11.7.2 三维地图工具
11.7.3 三维效果
11.8 实例：基于GlobeControl的三维数字校园
12 Esri杯中国大学生GIS软件开发大赛一等奖获奖作品分析
——崂山森林火灾扩散模拟分析与决策系统
12.1 系统功能介绍
12.1.1 系统开发与运行环境
12.1.2 系统总体功能设计
12.1.3 系统登录
12.1.4 基本功能模块
12.1.5 数据管理模块
12.1.6 预报分析模块
12.1.7 火场模拟模块
12.1.8 辅助决策模块
12.1.9 损失评估模块
12.2 数据准备
12.3 代码阅读指南
12.3.1 DevExpress界面库
12.3.2代码组织与说明
12.4 加上如何配置运行程序

Ⅲ 地理信息系统中网格分析对空间数据有哪些基本要求

1、首先必须是可靠的，保证持续、稳定和安全的运行，不应该因斗宏为网格渗厅内部个别资源的变化而对网格应用造成影响。
2、其次必须满足一定的标准丛销隐，对用户提供的服务、资源访问的接口都是标准化和一致性的。
3、最后必须提供一个容易的访问方式网格服务的费用应比较低廉，能够被普遍接受和推广。

Ⅳ 地理信息系统的实现方法

如果能将你所在州的降雨和你所在县上空的照片联系起来，就可以判断出哪块湿地在一年的某些时候会干涸。一个GIS系统就能够进行这样的分析，它能够将不同来源的信息以不同的形式应用。对于源数据的基本要求是确定变量的位置。位置可能由经度、纬度和海拔的x，y，z坐标来标注，或是由其他地理编码系统比如ZIP码，又或是高速公路英里标志来表示。任何可以定位存放的变量都能被反馈到GIS。一些政府机构和非政府组织正在生产制作能够直接访问GIS的计算机数据库。可以将地图中不同类型的数据格式输入GIS。GIS系统同时能将不是地图形式的数字信息转换可识别利用的形式。例如，通过分析由遥感生成的数字卫星图像，可以生成一个与地图类似的有关植被覆盖的数字信息层。
同样，人口调查或水文表格数据也可在GIS系统中被转换成作为主题信息层的地图形式。 GIS数据以数字数据的形式表现了现实世界客观对象(公路、土地利用、海拔)。 现实世界客观对象可被划分为二个抽象概念: 离散对象(如房屋) 和连续的对象领域(如降雨量或海拔)。这二种抽象体在GIS系统中存储数据主要的二种方法为：栅格（网格）和矢量。
栅格（网格）数据由存放唯一值存储单元的行和列组成。它与栅格（网格）图像是类似的，除了使用合适的颜色之外，各个单元记录的数值也可能是一个分类组（例如土地使用状况）、一个连续的值（例如降雨量）或是当数据不是可用时记录的一个空值。栅格数据集的分辨率取决于地面单位的网格宽度。通常存储单元代表地面的方形区域，但也可以用来代表其它形状。栅格数据既可以用来代表一块区域，也可以用来表示一个实物。
矢量数据利用了几何图形例如点、线（一系列点坐标），或是面（形状决定于线）来表现客观对象。例如，在住房细分中以多边形来代表物产边界，以点来精确表示位置。矢量同样可以用来表示具有连续变化性的领域。利用等高线和不规则三角形格网（TIN）来表示海拔或其他连续变化的值。TIN的记录对于这些连接成一个由三角形构成的不规则网格的点进行评估。三角形所在的面代表地形表面。
利用栅格或矢量数据模型来表达现实既有优点也有缺点。栅格数据设置在面内所有的点上都记录同一个值，而矢量格式只在需要的地方存储数据，这就使得前者所需的存储的空间大于后者。对于栅格数据可以很轻易地实现覆盖的操作，而对于矢量数据来说要困难得多。矢量数据可以像在传统地图上的矢量图形一样被显示出来，而栅格数据在以图象显示时显示对象的边界将呈现模糊状。
除了以几何向量坐标或是栅格单元位置来表达的空间数据外，另外的非空间数据也可以被存储。在矢量数据中，这些附加数据为客观对象的属性。例如，一个森林资源的多边形可能包含一个标识符值及有关树木种类的信息。在栅格数据中单元值可存储属性信息，但同样可以作为与其他表格中记录相关的标识符。 数据采集——向系统内输入数据——它占据了GIS从业者的大部分时间。有多种方法向GIS中输入数据，在其中它以数字格式存储。
印在纸或聚酯薄膜地图上的现有数据可以被数字化或扫描来产生数字数据。数字化仪从地图中产生向量数据作为操作符轨迹点、线和多边形的边界。扫描地图可以产生能被进一步处理生成向量数据的光栅数据。
测量数据可以从测量器械上的数字数据收集系统中被直接输入到GIS中。从全球定位系统（GPS）——另一种测量工具中得到的位置，也可以被直接输入到GIS中。遥感数据同样在数据收集中发挥着重要作用，并由附在平台上的多个传感器组成。传感器包括摄像机、数字扫描仪和激光雷达，而平台则通常由航空器和卫星构成。 大部分数字数据来源于图片判读和航空照片。软拷贝工作站用来数字化直接从数字图像的立体象对中得到的特征。这些系统允许数据以二维或三维捕捉，它们的海拔直接从用照相测量法原理的立体象对中测量得到。现今，模拟航空照片先被扫描然后再输入到软拷贝系统，但随着高质量的数字摄像机越来越便宜，这一步也就可被省略了。 卫星遥感提供了空间数据的另一个重要来源。这里卫星使用不同的传感器包来被动地测量从主动传感器如雷达发射出去的电磁波频谱或无线电波的部分的反射系数。遥感收集可以进一步处理来标识感兴趣的对象和类例如土地覆盖的光栅数据。
除了收集和输入空间数据之外，属性数据也要输入到GIS中。对于向量数据，这包括关于在系统中的对象的附加信息。
输入数据到GIS中后，通常还要编辑，来消除错误，或进一步处理。对于向量数据必须要“拓扑正确”才能进行一些高级分析。比如说，在公路网中，线必须与交叉点处的结点相连。像反冲或过冲的错误也必须消除。对于扫描的地图，源地图上的污点可能需要从生成的光栅中消除。例如，污物的斑点可能会把两条本不该相连的线连在一起。 GIS可以执行数据重构来把数据转换成不同的格式。例如，GIS可以通过在具有相同分类的所有单元周围生成线，同时决定单元的空间关系，如邻接和包含，来将卫星图像转换成向量结构。
由于数字数据以不同的方法收集和存储，两种数据源可能会不完全兼容。因此GIS必须能够将地理数据从一种结构转换到另一种结构。 财产所有权地图与土壤分布图可能以不同的比例尺显示数据。GIS中的地图数据必须能被操作以使其与从其它地图获得的数据对齐或相配合。在数字数据被分析前，它们可能得经过其它一些将它们整合进GIS的处理，比如，投影与坐标变换。 地球可以用多种模型来表示，对于地球表面上的任一给定点，各个模型都可能给出一套不同的坐标（如纬度，经度，海拔）。最简单的模型是假定地球是一个理想的球体。随着地球的更多测量逐渐累积，地球的模型也变得越来越复杂，越来越精确。事实上，有些模型应用于地球的不同区域以提供更高的精确度（如北美坐标系统，1983-NAD83-只适合在美国使用，而在欧洲却不适用）。
投影是制作地图的基础部分，它是从地球的一种模型中转换信息的数学方法，它将三维的弯曲表面转换成二维的媒介（比如纸或电脑屏幕）。不同类型的地图要采用不同的投影系统，因为每种投影系统有其自身的合适的用途。比如一种可以精确反映大陆形状的投影会歪曲大陆的相对尺寸（翻译的是英文的维基网络） 空间分析能力是GIS的主要功能，也是GIS与计算机制图软件相区别的主要特征。空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物，以及对空间事物做出定量的描述。一般地讲，它只回答What（是什么？）、Where（在哪里？）、How（怎么样？）等问题，但并不（能）回答Why（为什么？）。空间分析需要复杂的数学工具，其中最主要的是空间统计学、图论、拓扑学、计算几何等，其主要任务是对空间构成进行描述和分析，以达到获取、描述和认知空间数据；理解和解释地理图案的背景过程；空间过程的模拟和预测；调控地理空间上发生的事件等目的。
空间分析技术与许多学科有联系，地理学、经济学、区域科学、大气、 地球物理、水文等专门学科为其提供知识和机理。
除了GIS软件捆绑空间分析模块外，也有一些专用的空间分析软件，如GISLIB、SIM、PPA、Fragstats等。

Ⅳ 中国地质调查信息网格平台框架

根据我国地质工作实际和地质调查信息资源现状，研究空间信息网格思想，构建中国地质调查信息网格平台，实现分布式数据、软件、硬件等资源的共享和协同，发展与应用空间信息网格技术是构建中国地质调查信息网格的主导思想。

根据地质调查信息服务的需求，框架中国地质调查信息网格平台（图5-1）应能够提供空间资源共享、任务协作及并行计算机制，空间分析计算能力的集成，提供灵活的动态集群及负载均衡功能，并且能够实现多结点空间数据资源、空间运算能力的高度共享，保证用户进行网格空间应用的高安全性和高可靠性，并能向用户提供高度抽象的统一虚拟视图。其特点如下。

图5-1 中国地质调查信息网格平台框架

一、基于对等式结点管理器及其机制与网格GIS软件平台中间件的整合的网格GIS平台应用程序开发框架构建

中国地质调查信息网格平台以网格GIS软件平台为基本构架，通过对等式结点管理器与网格GIS软件平台中间件的整合，构成完整中国地质调查信息网格平台。

由虚拟结点资源聚集器、网格结点元服务库、虚拟结点Portal配置器、暂时性数据资源聚合容器组成对等式结点管理器及掘者其机制，通过网格GIS平台应用程序开发框架，实现对服务状态的控制，跨平台集成、网格全局目录、域对象管理、分布式空间计算、网格工作流、用户安全管理等功能。

网格GIS应用程序开发框架（Grid Application Development Framework），以Grid Service服务的形式对用户发布，可以实现用户应用的快速定制与开发。通过提供一系列的应用系统构建工具，主要包括：网格工作流搭建工具、功能组件注册工具、网格服务快速开发工具、网格地图文档转换工具等，为构建整个业务系统提供了支撑环境。利用这些工具可以快速构建和扩展面向专业应用领域应用系统的一般模式，用户利用功能库、模型库和数据管理工作区中提供的功能、模型和数据，通过网格 GIS应用系统构建工具生成各应用系统。其中，功能库或模型库中既提供网格GIS平台自有的通用GIS功能或模型，又可以加入自定义的业务功能或专业模型。基于网格GIS软件的应用系统主要采用基于Globus的网格GIS平台软件包来构建，作为一个充分利用网格技术的GIS平台，网格GIS通过空间资源共享、任务协作及并行计算机制，进行空间分析计算能力的集成，提供了灵活的动态集群及负载均衡功能，并且能够实现多结点空间数据资源、空间运算能力的高度共享，保证了用户进行网格空间应用的高安全性和高可靠性，并能向用户提供高度抽象的统一虚拟视图。进而解决了传统网络GIS系统中存在的诸多问题。

二、IMS Service与Grid GISWRSF Service并判滑薯存的混合框架

中国地质调查信息网格平台对IMS Service与Grid GISWRSF Service进行了集成，实现原有的MapGISIMS Service与基于WSRF实现规范构建的网格GIS服务并存的混合框架。使中国地质调查信息网格平台实现了跨平台部署，能运行于W indows/Linux/Unix等多种异构操作系统平台，并且支持本地空间数据格式（如MapGISHDF数据库），基于大型商业数据库的空间数据库格式（如Oracle 10g/11g、IBMDB2等）。在跨平让败台GISC/C+＋内核的基础上，通过采用JNI技术对底层GIS功能进行封装，将底层基本的GIS功能发布成SOAP及REST形式的元功能服务，提供了传统和无状态形式的服务API接口，方便上层框架进行封装。

Grid GISWRSF Service主要采用基于Globus的网格GIS平台软件包来实现，如图5-2所示，网格GIS软件平台架构自底向上主要设计为如下几层：

图5-2 网格GIS软件平台架构分层

最下层由跨平台的MapGISGrid Core（即DC Serevr服务核心软件包）组成，该内核实现了跨平台部署，能运行于W indows/Linux/Unix等多种异构操作系统平台，并且支持本地空间数据格式（如MapGISHDF数据库），基于大型商业数据库的空间数据库格式（如Oracle 10g/11g、IBM DB 2等）。

在跨平台GISC/C+＋内核的基础上，采用JNI技术对底层GIS功能进行封装，将底层基本的GIS功能发布成SOAP及REST形式的元功能服务，提供了传统和无状态形式的服务API接口，方便上层框架进行封装。

通过元功能服务层提供的服务API接口，采用Globus Toolkit 4工具集对其进行了网格化封装，其上构建了一系列的网格GIS功能组件，如网格全局目录、域对象管理组件、分布式空间计算中间件、网格工作流组件、用户安全管理组件等。在一系列网格GIS功能组件的基础上，实现了一套网格GIS应用程序开发框架（Grid Application Development Framework），在此基础上，底层功能均以Grid Service服务的形式对上发布，在此基础上可以实现用户应用的快速定制与开发。

最上层的网格GIS门户层可以在标准网格服务的基础上采用流行的JavaScript或者Flex等主流的富客户端开发技术进行客户端应用的快速开发。实现地质调查信息的集成发现集成及矿产资源预测与评价的网格计算解决方案。

在网格 GIS业务化系统建设，为充分利用网格GIS技术优势，如对服务状态的控制，跨平台集成、网格全局目录、域对象管理组件、分布式空间计算中间件、网格工作流组件、用户安全管理组件等。中国地质调查信息网格平台对IMS Serivce与Grid GISWRSF Service 进行了集成，使中国地质调查信息网格平台实现了跨平台部署，能运行于Windows/Linux/Unix等多种异构操作系统平台，并且支持本地空间数据格式（如M apGISHDF数据库），基于大型商业数据库的空间数据库格式（如Oracle10g/11g、IBM DB2等）。在跨平台GISC/C+＋内核的基础上，通过采用JNI技术对底层GIS功能进行封装，将底层基本的GIS功能发布成SOAP及REST形式的元功能服务，提供了传统和无状态形式的服务API接口，方便上层框架进行封装。其架构如图5-3所示。

图5-3 基于IMSService与Grid GISWRSF Service一体的网格平台架构图

在网格GIS全局目录管理功能组件的构建过程中，利用W SRF框架实现了对遗留GIS系统网格化的封装，实现了空间信息网格服务的动态发现与集成服务，主要表现为提供网格结点空间信息的注册和查询功能。包括：网格GIS结点信息注册－网格结点的LRM（Local Resource Manager本地资源管理器）向资源信息服务结点注册其可用的资源信息（空间数据信息及服务信息），资源信息服务结点动态维护注册到其上的网格结点的服务信息列表：通过网格服务可以动态查询当前可用网格结点的列表、按照指定的查询条件可查询结点上的服务信息列表、发布某种服务的结点信息列表、当前网格中存在的虚拟组织（VO）的信息列表，还可以实现图层粒度级的结点信息查询。通过采用组建动态虚拟域时发送Monitoring and Discovery System（MDS）结点备份列表的方式，为每一个空间资源网格结点的LRM 功能服务提供了备份的MDS结点地址，多个MDS同级几点之间采用消息队列与订阅的方式实现高效的信息同步与更新，这样就避免了单点失效的问题，另外，还将MDS的信息动态更新机制修改成更加高效的方式，即当第一次结点资源信息汇聚收敛完毕以后，以后由MDS 结点以“心跳定期”的方式进行轮询，如果空间数据资源和服务信息不发生变化，就不更新；当结点的资源状态发生变化时，借助于Trigger Service进行触发更新，这样就降低了网络流量的开销，提高了动态更新的效率。

在网格GIS平台环境下，采用了基于域的业务集成方式，利用全局目录管理组件检索出符合条件的资源结点组成网格环境下的动态虚拟组织域（即Virtual Organization）.将域的相关信息（域管理器结点ID，域ID，域结点信息描述，域服务描述等）保存到应用域管理器结点上，同时创建域的资源目录，并在全局的域目录管理结点上进行域对象的注册。当域对象发生变化时，由该管理结点和全局目录服务结点进行协同以确定域信息的变化。当应用域管理结点发生单点失效故障的时候，由全局域管理服务生成新的域管理结点。

在同一个服务结点上，原有的MapGISIMS Service与基于WSRF实现规范构建的Globus网格服务并存，也可以根据业务的需要在服务之间进行交互调用，共同向上层应用客户端提供业务功能支撑。在客户端上将原有的门户和网格应用的门户通过富客户端（Rich Client）技术无缝地集成到一块，基本的空间功能如元数据服务、制图服务、要素服务由原客户端提供，涉及计算密集型/可并行计算的空间业务，则由网格GIS客户端负责完成，通过调用底层的空间任务分发与执行监控网格服务组件，将任务分解成多个可并行执行的原子序列，提交给相关网格结点进行快速计算，任务执行的状况及成功执行后得到的结果在网格门户组件上能够直观反馈给用户。

这种混合式的集成架构既保证了已有系统业务的稳定性，又通过有针对性地引入网格GIS应用功能组件，充分发挥了网格计算技术在分布式地学计算领域的优势，同时提高了结点的运行效率和可维护性。

Ⅵ 空间信息网格框架及关键技术

1.2.4.1空间信息网格框架

空间信息网格提供了一体化的空间信息获取、处理与应用服务的基本技术框架以及智能化的空间信息处理平台和基本应用环境，在该网格毁御桥中，各种空间信息资源被统一管理和使用，空间信息处理是分布式协同和智能化的，用户可以通过单一的逻辑门户透明地访问所有空间信息资源(杜娟等，2005)。

美国Globus项目提出的网络体系结构，采用网格结构层、网格服务层、网格应用工具层和网格应用层的四层结构。美国Argonne国家实验室、芝加哥大学、南加州大学以及IBM公司共同倡议的开放网格服务体系结构(Open Grid Services Architecture，OGSA)，采用构造层、连接层、资源层、协作层和应用层的五层沙漏型结构。

国内对于空间信息网格框架的研究，大多是在网格技术发展基础上结合具体的应用需求进行探讨。《网格计算与GridGIS体系结构与关键技术探讨》一文从GIS集成运算与数据共享的角度概括了GridGIS的框架，主要包括应用层、中间件层与资源层(姜永发等，2005)。方金云等(2002)在分析网络空间数据特征的基础上，提出了网格GIS的5层体系结构模型，并分析了空间(元)数据标准、空间服务标准、分布空间对象技术、构件与构件库技术、基于框架的互操作技术、中间件技术等(图1.4)。夏曙东等(2002)在CARBA的基础上提出基于空间智能体(GeoAgent)的空间信息格网体系结构(图1.5)，空间信息格网系统中的格网界面Agent(GIAgent)负责获取用户的应用服务请求，记录用户个性化信息，以便为用户提供个性化服务。格网资源信息获取Agent(GSICAgent)负责获取各个格网节点的计算资源描述信息，格网系统中的格网资纤猛源分配Agent(GSDA-gent)负责把计算资源分配到各个格网计算Agent(GCAgent)，格网计算Agent分别处理不同的用户应用服务请求，由数据智能体(DataAgent)通过元数据库到相应的数据库提取数据，提供给计算智能体，最后由格网界面Agent(GI—Agent)负责为用户提供一致的处理结果。空间信息格网系统中的格网管理智能体(GMAgent)负责智能体注册、命名、访问控制、生命周期管理等。沈占锋等(2003)结合中间件技术，给出了网格GIS的应用架构(图1.6)，整个系统由五层组成，层与层之间有着明显的层次关系，而每一层内的各单元也可能存在一定的顺序关系。从底层向上分别是基础层、资源层、控制层、实现层及应用层组成。基础层包括网络基础结构，同时需在此层规定适合网格GIS体系的特定协议;资源层指当前系统可用的各种资源，包括本地资源及异地已注册可利用资源;控制层是整个系统的核心，它指导着系统正确地运行;实现层是系统的具体的实现部分，由各种中间件来协助完成，各中间件通过可扩展的特定接口与系统连接;最上层是应用层，由具体的用户应用界面组成。

图1.4 五层结构模型(据方金云等，2002)

图 1.5 基于空间智能体(GeoAgent)的空间信息格网体系结构(据夏曙东等，2002)

图 1.6 网格 GIS 五层体系架构

空间信息网格框架是指空间信息网格的运行体系，在网格系统中，其架构体系决定了整个网格的运行稳定性与可扩展性。网格架构定义了网格内及网格结点间的各种协议及API，用以指导网格系统及相应应用程序间的操作(Foster et al.，1999)。虽然目前对体系结构较多的提法，但体系结构的实践与证明较为缺乏。目前实践较多的则是由资源层、服务层和应用层构成的三层体系结构(图 1.7)。

(1)资源层构成空间信息网格的硬件基础。该层主要包括各种空间信息获取仪器(例如航拆茄空/航天遥感器、地面遥测设备等)、存储设备(例如大型磁盘阵列)、空间数据库(例如基础地理数据库、地物光谱数据库等)、信息处理设备(例如超级计算机、PC、PDA 等)，它们通过 Internet 或各种无线通信设备实现物理连接。

(2)服务层提供一个空间信息一体化管理与处理平台，通过屏蔽资源层中分散、动态、异构的各种资源，从而实现空间信息资源的共享、集成和互操作，为应用层提供透明的、一致使用接口，以支持用户在应用层上的开发。该层主要包括: 遥感信息处理软件、大型地理信息系统、空间信息搜索引擎、空间数据和信息的整合与组织管理、空间信息的在线分析和智能处理以及各种协议软件和服务规范等。

图 1.7 网格 GIS 三层体系结构

(3)应用层提供一个面向应用领域的空间信息集成应用环境。在服务层的基础上，用户可以根据各自具体的应用领域，针对空间信息的使用模式和使用特点，运用相应的应用软件工具、应用开发平台以及空间信息使用政策和协议等，开发适用于该领域的应用系统。

1.2.4.2 空间信息网格关键技术

(1)网格计算结点的构建: 地理空间信息网格计算结点的构建技术是重要的支撑技术。地理空间信息网格计算结点主要包括: 计算、通信、存储等多种技术组合。为了实现真正意义的资源共享，地理空间信息网格的接口技术是至关重要的。在接入网格的每个结点上应运行一个支持网格机制的网格管理软件，利用此软件将网格分布于不同地点、松散置放的资源相对紧密地联系起来。网格管理软件应定义一系列标准接口，所有实体只要遵循网格管理软件定义的标准接口，就可以方便地接入网格，成为地理空间信息网格的一个部分。网格管理软件应包括从硬件到应用几乎所有的协议、标准、规范、实现程序、检验等，与中间件相比，无论是内涵还是外延，都要远远超出前者。

(2)空间信息语义互操作: 不同领域中广泛存在的信息语义冲突，极大地限制了空间信息资源的共享和交流。建立空间信息语义网格，把不同领域里已经存在的空间信息系统有机地集成一个无缝虚拟的逻辑组织，进而将其扩展并与其他领域的信息系统集成和融合。在利用现有的空间信息基础设施、空间信息网络协议规范的基础上，需引入描述空间信息语义的本体系统，为用户提供基于语义的一体化空间信息应用服务的信息平台。在这个平台上，空间信息处理是基于语义和分布式协作的，用户可以在空间信息的语义层上，从单一的逻辑门户透明地对所有空间信息资源实现基于语义的访问。最终把 Internet 上的空间信息服务站点在语义层上连接起来，实现基于语义的集成和互操作。

(3)空间信息网格服务: 空间信息网格为用户提供一体化服务，对于用户提出的信息访问与处理需求，虽然要通过并发、并行以及先后分离的多个环节来共同完成，但对用户而言，却只是通过一次请求便可以实现。一体化服务实现的重要条件是建立空间信息网格服务规范，该规范能够提供标准的服务体系结构和公共的接口交换协议(杜娟等，2005)。

(4)元数据管理:良好的表示、存储、访问和使用大量资源信息是空间信息网格运行的基本前提。由于空间信息网格中的各种资源在物理上是健分布的，因此需要使用元数据来命名、描述、收集、组织和管理。空间信息网格中的所有元数据构成元数据目录。该目录应为空间数据的统一管理打下基础，为空间信息网格中的各种实体对象建立统一逻辑视图，为用户身份认证、数据定位、访问控制、数据复制等提供支持。元数据目录应采用具有良好扩展性的层次分布式结构，保证空间信息网格在不断发展的情况下，仍能提供高效的元数据服务。

(5)安全机制:由于地理空间信息网格与网络有着密切的关联性，而网络的开放性又在客观上导致了网上信息的窃取、篡改、伪装身份、非法占用等都有成为现实的可能，因此，计算机网络遇到的安全或安全威胁，地理空间信息网格也同样会遇到。如用户认证、访问控制、内部泄漏、非法入侵，以及数据方面(数据精度保证、数据完整性、数据不可否认性、数据保密性等)的问题。此外，地理空间信息网格还要面对自身特征带来的安全威胁。地理空间信息网格的充分共享性特征、虚拟抽象性特征、有机集成性特征、合理协商性特征以及多方参与性特征等决定了该系统除了需要网络通信技术、存储技术、网络协议技术支持外，还有地理空间信息网格自身的接口技术。地理空间信息网格的接口技术相对于一般的计算机接口技术来说要复杂得多。这是因为在地理空间信息网格资源上还要运行用户程序，这虽是地理空间信息网格的优势和特点所在，但也带来了安全问题。随着地理空间信息网格的构建、节点的增加、规模的扩大和应用的普及，注册用户会越来越多，安全问题也会越发显现出来，因此对地理信息网格安全机制的研究也就显得越发重要。

Ⅶ 系统的总体开发思路

在开发初期，主要工作就是要确定系统的实现方式。根据上述思路，系统开发内容可分为两大基本思路:

一是应用型地理信息系统，以某一专业、领域或工作为主要内容，进行相关开发。其中包括专题地理信息系统和区域综合地理信息系统，本章以此思路进行开发的介绍 ( 刘晓宇，2005) 。

二是工具型地理信息系统，也就是 GIS 工具软件包，如 Arc/Info，MapInfo Professional等，具有并坦肢空间数据输入、存储、处理、分析和输出等 GIS 基本功能的通用信唯平台 ( ESRI Corporation，2000) 。随着地理信息系统应用领域的扩展，应用型 GIS 的开发工作日显重要。

在 Arc View 开发过程中，首先对图形库进行数字化，即通过 AutoCAD 图形文件导入Arc View 中，并转换为 Arc View 可以编辑的文件格绝世式 ( shp) 主题，根据地物性质的不同，可抽象为 Arc View 视图中的点、线、面主题图层，并且分别对点、线、面主题图层进行编辑，根据开发要求 ( 秦其明等，2001) ，在相关的主题图层中定义热链接 ( 可以链接文本、图片、视频等信息，其中链接视频通过脚本编程实现) 操作。