城市空間信息多級網(wǎng)格研究

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1、城市空間信息多級網(wǎng)格研究彭明軍(武漢市規(guī)劃土地管理信息中心,武漢市三陽路13號,430014pmj21@263.net)摘要本文對地學(xué)領(lǐng)域的網(wǎng)格、計(jì)算機(jī)科學(xué)中的網(wǎng)格的概念進(jìn)行了闡述，介紹了空間信息多級網(wǎng)格的概念和發(fā)展，闡述了城市空間信息多級網(wǎng)格是網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)與地球空間信息網(wǎng)格的結(jié)合，其研究內(nèi)容是在網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境下實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息再到知識(shí)的升華以及基于網(wǎng)格計(jì)算的城市空間信息服務(wù)，研究了將網(wǎng)格計(jì)算和OGCWebService相結(jié)合的城市空間信息多級網(wǎng)格的基本框架。關(guān)鍵詞：地理網(wǎng)格網(wǎng)格計(jì)算空間信息網(wǎng)格城市空間信息多級網(wǎng)格1概述網(wǎng)格是從“gr

2、id”一詞翻譯而來的，在不同的文獻(xiàn)中，有的翻譯為“格網(wǎng)”，有的翻譯為“網(wǎng)格”。地學(xué)領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域屮，網(wǎng)格的內(nèi)涵和研究內(nèi)容是不同的。在地學(xué)領(lǐng)域，網(wǎng)格是指對地理空間的劃分，Goodchild和Yang(1992)、Dutton(1996a;1996b;1999a),Sahr,White等(2003)研究的“全球網(wǎng)格”采用了不同的空間劃分方法，如以經(jīng)緯度來劃分地球網(wǎng)格，將地球看成多而體，用4而體、6而體、8而體、12而體和20而體這5種理想的立體形狀模擬地球，并逐級劃分地球，從而有效地描述地球表血的空間位置關(guān)系，以解決GIS空間定位

3、、空間檢索機(jī)制等方血的問題?？臻g多級網(wǎng)格是對空間的多級劃分，二叉樹、四叉樹和八叉樹都是將特定空間范圍進(jìn)行逐級網(wǎng)格劃分，形成不同的層次網(wǎng)格。1991年實(shí)施的中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《地理格網(wǎng)》(GB12409-90)中規(guī)定，地理網(wǎng)格的劃分與編碼是用以標(biāo)識(shí)與地理空間分布有關(guān)的資源和環(huán)境信息，保證其存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析與交換的一致性，實(shí)現(xiàn)信息共享。在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，網(wǎng)格計(jì)算(gridcomputing)是一種利川互聯(lián)網(wǎng)或?qū)４ňW(wǎng)絡(luò)把地理上廣泛分布的各種計(jì)算資源互連在一起的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)肓速的計(jì)算功能，來協(xié)同解決復(fù)雜的科學(xué)與工程計(jì)算問題。n前，網(wǎng)格計(jì)算

4、試圖捉供一種能夠聚集網(wǎng)絡(luò)上的各種高性能計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、PC、信息系統(tǒng)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理系統(tǒng)、應(yīng)川模擬系統(tǒng)、儀器設(shè)備和信息獲取設(shè)備(如傳感器)等廣泛分布的各種資源，進(jìn)行人規(guī)模計(jì)算和數(shù)據(jù)處理的通用基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)，為各種應(yīng)用開發(fā)提供底層技術(shù)支撐，將Internet變成一個(gè)功能強(qiáng)人、無處不在的計(jì)算設(shè)施。網(wǎng)格計(jì)算將網(wǎng)絡(luò)上的一切資源，包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源和數(shù)據(jù)資源等進(jìn)行虛擬化，將資源的物質(zhì)紐成、物理結(jié)構(gòu)、操作平臺(tái)和描述接口分開，屏蔽了資源之間的各種差異，按照統(tǒng)一機(jī)制對這些資源進(jìn)行封裝，對外表現(xiàn)為具有統(tǒng)一內(nèi)在機(jī)制的各種各樣的網(wǎng)格資源接

5、口(實(shí)現(xiàn)資源內(nèi)部操縱機(jī)制)，然后將這些網(wǎng)格資源進(jìn)行注冊，并進(jìn)行邏輯組織，最終形成網(wǎng)格虛擬化的邏輯資源層，形成與位置無關(guān)的、透明的、虛擬的資源，形成一個(gè)邏輯上統(tǒng)一的界而，在網(wǎng)格系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)控和管理下，提供給用戶使用。2空間信息網(wǎng)格網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)與地球空間信息技術(shù)相結(jié)合促成了空間信息網(wǎng)格(SpalialInformationGrid,SIG)的產(chǎn)生(李德仁，朱欣焰等2003)?？臻g信息網(wǎng)格從網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)和信息網(wǎng)格(InformationGrid)研究地球空間信息(Gco-spalialInformation)領(lǐng)域中如何在網(wǎng)格環(huán)境下實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)

6、到信息再到知識(shí)的升華以及基于網(wǎng)格的空間信息服務(wù)?？臻g信息網(wǎng)格在網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)中加入對空間維的支持和處理，提供基于分布式計(jì)算的空間信息服^(Geo-spatialInformationService)0在網(wǎng)格壞境卜，空間信息服務(wù)基于OGSA將GIS的各種皐礎(chǔ)性處理功能封裝為空間信息網(wǎng)格服務(wù)(GeoGridService)。李徳仁等(2003;2004)指出了從數(shù)字地圖到空間信息多級網(wǎng)格的發(fā)展趨勢，提出了廣義空間信息網(wǎng)格和狹義空間信息網(wǎng)格的概念(2005;2005),并對其內(nèi)涵和功能進(jìn)行了詳細(xì)的闡述?？諉栃畔⒍嗉壘W(wǎng)格(SpatialInf

7、ormationMultiGrid,SIMG)是在網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境屮，以空間上下層次的多級劃分為基礎(chǔ)，并將各級網(wǎng)格分布在不同層次的網(wǎng)格計(jì)算壞境卜，實(shí)現(xiàn)下級網(wǎng)格信息到上級網(wǎng)格信息的傳遞和訪問，其主耍目標(biāo)是空間信息的共享與服務(wù)(李徳仁，朱欣焰等2003)。在這個(gè)環(huán)境中，用戶可以提出多種數(shù)據(jù)處理請求，系統(tǒng)能夠聯(lián)合地理上分布的數(shù)據(jù)、計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和處理軟件等各種資源，協(xié)同完成多個(gè)用八的請求，確保來白任何空間信息源的空間信息(Anyresource)經(jīng)過處理能在任何時(shí)候(Anytime)發(fā)送并服務(wù)丁?在任何地點(diǎn)(Anywhere)任何有需求而且有相應(yīng)

8、權(quán)限的最終用戶(Anyone),實(shí)現(xiàn)“服務(wù)點(diǎn)播”(ServiceOnDemand)和“一步到位”的服務(wù)(OneClickIsEnough)o空間信息多級網(wǎng)格中的“網(wǎng)格”與網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)中的“網(wǎng)格”是兩個(gè)不同的概念，前者主要立足于對地球空