前言：中文期刊网精心挑选了地理信息研究范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
地理信息研究范文1
关键词：云计算；地理信息；安全管理
中图分类号：C93 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）30-0269-03
地理信息数据是用来表示与空间地理分布有关信息的数据，是地表物体和环境固有的数据、质量、分布特征，联系和规律性的数字、文字、图形、图像的总称[1]。近年来随着城市建设的加快及地理信息产业的发展，地理信息应用已从专业领域应用拓展到面向大众和政府部门，尤其是在当前网络化、数字化时代，地理信息数字产品的获取、访问、传播、复制更为便捷，导致严重违法、侵权行为屡禁不止，而部署规范的保密设备成本较为昂贵，因此，切实保证地理信息数据特别是地理信息数据的安全管理，成为摆在地理信息从业者面前一个非常重要的议题。
在科学技术的带动下，信息数据的处理需求从单机处理逐渐转向网络处理，传统模式下的C/S及B/S架构的部署结构已经不能满大量的数据处理需要，计算模式逐步经历并行计算、集群计算、网格计算并向云计算转型。云计算被认为是继个人电脑、互联网之后信息技术的又一次重大变革，将带来工作方式和商业模式的根本性改变。本文以云计算技术为基础，针对云技术在地理信息安全管理中的应用、部署及效益展开综合研究，提高地理信息管理的安全性和高效性。
一、云计算内涵及特征
（一）内涵界定
云计算提出以来，受到了社会各界的广泛关注，尤其是Google、Microsoft 和IBM等公司都投入了大量资金和人员，积极地研究和部署云计算，并提供云计算商业服务。但是关于云计算的概念目前尚未统一，较为广泛认同的是由美国国家标准和技术研究院（NIST）提出的即云计算是一种通过网络以便捷、按需的形式从共享的可配置的计算资源池（这些资源包括网络、服务器、存储、应用和服务）中获取服务的业务模式[2]。
（二）分类与特征
通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，数据中心的运行将与互联网更相似，使用户能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。按照云资源共享的范围，可分为公有云、私有云和混合云三种类型[3]。云计算具备的主要特征包括资源配置动态化、需求服务自助化、以网络为中心、服务可计量化、资源的池化和透明化。
（三）架构体系
云计算架构的底层是硬件和操作系统的基础设施；第二层是软件的系统和管理平台，包括一组部署管理软件、虚拟化组件和云计算管理系统；第三层为云计算提供的各种虚拟机；最上层是虚拟机的组合形成了各个具体的云计算使用中心，也完成了各中心对计算资源的动态和虚拟分配[4]。
二、云计算在地理信息安全管理中的主要应用
云计算的出现为地理信息的采集、存储和应用提供了新的思路，促进地理信息的数据采集、数据存储、数据的准确性、数据使用的发展。
（一）数据采集
通过一个基于云的地理信息采集软件来将每一个终端采集来的数据信息上传到云存储中，提高了地理信息数据采集的便捷性和数据的实时现势性。
（二）数据存储
传统的方式是将地理信息存储分散的服务器或计算机上，数据往往难被有效的利用。在云技术中，可针对地理信息数据庞大、冗杂的特点，可通过云技术将数据存储在云端，为用户存储和管理数据提供了更大的空间，解决海量数据动态存储的问题，还能够提高数据使用效率。
（三）数据更新
地理信息具有实时更新的特点，提高数据的实时性、现势性对数据质量意义重大。云技术允许所有被授权的云用户都从云终端上下载实时的地理信息数据，从而大大提高了地理数据准确性、实时性，实现地理信息的实时更新使用。
（四）数据使用
云用户只要连接云终端就能用一台普通PC机（客户端）获取和应用地理信息数据，大大提高了地理信息数据使用的效率和便捷性。
三、云计算在地理信息安全管理中部署模式
综合云技术与地理信息技术的特点，结合现实工作的需求，制定针对性的部署方案，建立一套地理信息云平台，将云计算更好地应用到地理信息安全管理工作中。
（一）现状与需求
作为基础地理信息数据、规划、国土、房管业务数据的管理应用部门，我们在日常工作已建立了一套与互联网物理隔离的局域网络，为每一台数据处理计算机安装保密机箱，但是使用和管理过程中仍在诸多不便。
通过建立地理信息云平台，实现如下目标：（1）网络安全：平台必须运行在与互联网物理隔离的独立网络中，防止外部黑客通过互联网对平台进行网络攻击或数据窃取；（2）数据监管：数据存储不依附于本地终端，所有数据都在服务器端集中操作，可以最大限度防止数据在终端的丢失危险；（3）数据备份机制：建立统一的存储备份体系，在数据遭到破坏后能还原到完整状态，确保数据安全；（4）访问控制：能够在平台内设置授权访问规则，不允许网内的非法授权访问平台数据；（5）提高现有硬件利用率：平台能够把现有网络硬件进行整合，而不需大量购买额外的硬件设备，从而节约成本；（6）弹性的运行资源调度：能够根据系统运行压力，在系统资源不够应付访问压力的情况下，自动调度空余的计算资源给压力较大的用户。
（二）部署方案
1.平台选型
当前在私有云领域比较成熟的平台有IBM 公司的Blue Cloud，甲骨文公司的VDI平台以及VMware平台。VMware是一个通过桌面到数据中心虚拟化的解决方案来降低成本和运行费用、确保业务持续性、加强安全性。结合经济和技术考虑，采用VMware方案部署地理信息私有云平台。
2.整体架构
本次平台部署选用VMware私有云平台，采用all-in-one的部署方案把所有私有云软件都安装在一台服务器，整体架构如下：
3.资源配置
将现有计算机资源整合到云端，管理员根据用户使用需求合理分配资源，具体资源分配情况（见下表）：
（三）运行情况
经部署调试，地理信息云平台运行稳定，计算机资源经过整合优化后运行能力提高，数据统一存储于服务器，通过建立备份机制、访问控制机制，加强地理信息数据安全管理，提高数据使用便捷性。
四、云计算在地理信息安全管理中的效益分析
通过理论研究与实践，将云计算应用到地理信息安全管理工作中，可以实现如下效益：
（一）基础架构效益
充分发挥服务器计算资源，将原来用于业务环节的各类服务器的计算利用率，预计可将计算资源利用率提高70%～200%；更短时间、更少IT人员保障业务高可靠性；将原来过多的物理服务器整合到更少的服务器的虚拟环境中，节约空间，提高整合比。
（二）经济效益
经济效益主要为：（1）降低能耗：在一台服务器上运行多个操作系统和应用，使新的硬件支持老的应用；现有硬件可以支撑更多硬件，节省电力、制冷成本；（2）降低成本：用虚拟架构在将来准备上的新应用，不必再单独采购新的物理服务器、PC机；推迟购买新的物理硬件，节约硬件成本重复投入；（3）降低运维成本：由于服务器数量的减少以及PC机的取消，将降低运维的复杂度和成本；（4）降低终端成本：员工办公环境机器成本，并通过动态授权，减少软件的授权费用。
（三）运维管理效益
传统方式下，运维成本非常高。如果一台物理服务器损坏了，从恢复到业务正常上线最少要花费几小时，造成的损失无法估量；而虚拟化之后，可以在数分钟之内恢复业务到正常状态，对于业务部分的服务器来说更为重要，从而解决了管理的时间与成本，提高了业务的可靠性。同时，由于PC机的取消，原来用以维护PC机故障的工作得以消失，会大大减轻低端运维的工作量，降低运维难度。
（四）应用效益
可以在网络通达的任何时间、地点安全地访问桌面，提高业务的灵活性；借助基础架构―服务器虚拟化，将新员工或老旧物理机器换为虚拟机，可将碳排放量降低80%之多，节能60%以上；由于所有数据都保存在服务器中，用户终端上不存储任何文档与数据，从而避免了数据信息泄密的发生。
综上所述，云计算在地理信息安全管理工作中应用广泛，模式日渐成熟，提高管理质量和使用效率的同时，在架构效益、经济效益、运维效益、应用效益等方面较为显著，在地理信息安全管理领域具备较好的应用前景。
参考文献：
[1] 戴金英.地理信息数据的安全管理[J].城建档案，2010，（6）：23-24.
[2] MELL P，GRANCE T.NIST SD 800-145，The NIST difinition of cloud computing[S].Gaithersburg，MD：NIST Special Publication，2011.
地理信息研究范文2
关键词：地理信息系统；信息高速公路; 计算机技术 ; 数字地球
中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：
地理信息系统是一门综合性的技术，它涉及到地理学、测绘学、计算机科学与技术等学科。它的概念和基础是地理和测绘，它的技术支撑是计算机技术，它的应用领域是地理、规划与管理等许多行业和部门。近20年来，真正推动地理信息系统发展的是计算机技术的发展以及应用领域的不断扩大。特别是计算机技术的发展成为地理信息系统技术飞速发展的主要动力，几乎每一次计算机信息技术的重要进展都带动地理信息系统技术的重大进步，如空间数据的管理、网络GIS、三维GIS等技术，每一步的重要发展都与计算机信息技术的进展有关。
1国内外现状
GIS是20世纪60年代中期发展起来的技术。它最初用于解决地理问题，至今已成为一门涉及测绘科学、环境科学、计算机技术等多学科的交叉科学。1963年加拿大测量学家R. F.Tomlinson首先提出了地理信息系统这一术语，并建成世界上第一个GIS―加拿大地理信息系统CGIS，并用于自然资源的管理和规划。不久，美国哈佛大学提出了较完整的系统软件SYMAP，这算是GIS的起步。20世纪70年代以后，由于计算机软硬件水平的提高，促使GIS朝着实用方向迅速发展，一些经济发达国家先后建立了许多专业性的GIS，在自然资源管理和规划方面发挥了重大的作用。比如1970年―1976年，美国国家地质调查局就建成了50多个信息系统。其他国家，如加拿大、德国、瑞典和日本等相继发展了自己的GIS。20世纪80年代后兴起的计算机网络技术使地理信息的传输时效得到了极大的提高，它的应用从基础信息管理与规划转向更复杂的实际应用，成为辅助决策的工具，并促进了地理信息产业的形成。到1995年，市场上有报价的GIS软件已达上千种，并且涌现出了一些有代表性的GIS软件。
我国GIS的发展较晚，经历了4个阶段，即起步(1970-1980)、准备(1980-1985)、发展(1985 -1995)和产业化(1996年以后)。目前GIS已在许多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。一批地理信息系统软件已研制开发成功(如GeoSTAR, CityStar, MapGIS等)，一批高等院校已设立了一些与GIS有关的专业或学科，一批专门从事GIS开发的高新技术产业相继成立。
2地理信息系统的发展趋势
2.1虚拟现实、三维可视化GIS研究
虚拟现实技术又称灵境技术，是指通过头盔式的三维立体显示器、数据手套、三维鼠标、立体声耳机等手段和工具使人能完全沉浸在计算机生成创造的一种特殊的三维立体环境。它与计算机网络技术和地学相结合可产生虚拟地理环境。
在三维可视化领域，支持真正三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，将解决三维空间操作和分析问题，极大提高了GIS的空间分析功能。
2. 2分布式技术、万维网与地理信息系统的结合
目前随着Internet技术的迅猛发展，其应用已经深入到各行各业，作为与我们日常生活息息相关的地理信息系统也不例外。它们的结合产生了webGIS，这主要是由于大多数的客户端应用采用了www协议万维网，其基木思想就是在万维网上提供空间信息，让用户通过浏览器获得和浏览一个空间信息系统中的数据。当前webGIS系统已经得到迅速地发展，到1999年9月为止，仅在美国出现的这样的系统就有20种之多。同时随着技术的进步，客户端可能会采用新的应用协议，因此也
被认为是lntemet GIS。
计算机网络技术的飞速发展，分布式计算的优势日益凸显。地理信息系统与分布式技术结合也就成为必然，它们的结合即构成了分布式地理信息系统。它就是指利用最先进的分布式计算技术来处理分布在网络上的异构多源的地理信息，集成网络上不同平台的空间服务，构建一个物理上分散、逻辑上统一的地理信息系统。其与传统的地理信息系统最大的区别在于它不是按照系统的应用类别、运行环境而划分的，而是按照系统中的数据分布特征和针对其中数据处理的计算特征而分类的。
2. 3 ComGIS的应用研究
组件式技术是新一代GIS软件的重要基础，它与GIS技术的结合使GIS发展到了新的阶段―组件式GIS (ComGIS)。ComGIS是面向对象技术和组件式软件在GIS软件开发中的应用，它的出现为传统GIS面临的多种问题提供了全新的解决思路。
由于传统的GIS软件开发具有开发负担重、集成困难、专业语言不易掌握的缺点，迫切需要一种新型的GIS软件技术体系，以满足日益增长的G IS应用需求，并跟上软件技术发展的潮流。ComGIS正是这样一种全新的GIS软件技术体系。鉴于COM技术具有语言无关性、进程透明性、可重用性等优点，使得目前基于COM的DDE和ActiveX技术与可视化语言成为GIS软件开发的主流。应用这种开发方式可以对应用程序的局部进行更新，保持其他功能不变，而不必对整个系统进行升级。它的开发不需要专门的GIS语言，可以直接嵌入到MIS开发工具中。另外更重要的一点就是开发人员可以根据自己的需要从对象库中选取系统所需要的功能加以实现，把这些组件快速地组装到一起，不仅大大简化了开发过程，而且极大地缩短了系统的开发周期，并且随时可以根据实际需要进行灵活方便的系统定制与升级。
2. 4 GIS与RS、GPS集成
GIS、RS与GPS是目前对地观测系统中空间信息获取、存储管理、更新、分析和应用的3大支撑技术(简称“3S”)，是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、环境污染控制、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段，也是地学研究由定性化走向定量化方向的科学方法之一。需要说明的是“3S”集成不是简单的3个组成部分的叠加，而是一种有机的、在线的连接，同时具有实时的、动态的特性。它是一项技术难度极高的高科技，需按照“统筹规划，分步实施”的原则进行。具体来说，就是在开发研究时，从简单到复杂，从低成本到高成本，逐步推进。其中，当前开发出来的一个比较成功的系统当属加拿大卡尔加里大学开发的移动测绘系统(Mobile Mapping Systern ) 。
2. 5面向对象GIS (OOGIS)研究
OOG IS研究的兴起缘于OOG IS能使GIS系统更好地反映现实地理空间各种空间要素及其相互关系，甚至空间现象与过程。而向对象的GIS中所有地物以对象形式封装，用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法，增强了系统的开发性和可扩充性，为GIS的智能化奠定了基础。
面向对象的思想已广泛地应用于程序设计及开发中，克服了传统编程方式的固有缺点，使之更接近现实，便于用户及开发人员辨认和使用。如ArcGIS软件，它成功地运用这一思想进行应用程序设计，增加了它所开发和应用的可读性及大众性。
3结束语
上述这些GIS的发展趋势并不是孤立的，而是相互影响、相互促进，它涉及多学科的相互渗透、相互支撑。其作用就是促进地理信息产业的建设与发展，更好地为人类了解和保护人类赖以生存的环境服务。面对今天的计算机技术的快速发展，面对GIS充满生机与活力的前景，我们应该进一步面向世界、抓住机遇、探索规律、创造性地促进GIS技术与产业的发展。可以预见，随着计算机技术的发展，信息高速公路的建成，一个以地理信息系统为平台，以信息高速公路为纽带的“数字地球”，必将为人类信息交流与共享提供一种全新的方式。
参考文献：
[1]陈述彭. 我国地理信息系统的新进展[J]. 国土资源信息化. 2004(01)
[2]黄远震.新技术与工程测量[M ].福州:建教育出版社,2007.
[3]陈幼松.数字地球及其意义和用途[J].航空民技术与产品,2009(2)
地理信息研究范文3
关键词:地理信息;公共服务;运行设计
引言:
国家测绘局于2008年7月份提出了关于建设我们国家的地理信息的公共服务平台这一战略性决策。该决策深入贯彻科学发展观，期望建成统一的资源体系，成立一个良好的网络化运行氛围，使国家各阶层之间的沟通加强，做到信息共享，协调发展，进而提升我们国家的地理信息服务能力的信息化水平。因此，对公共服务平台的建设进行技术研究在新时代下，有着十分重要的现实意义。
一、完善公共服务设计平台的设计方案
(一)对地理信息服务资源进行一体化建设
随着技术水平的提高，电子设备在各行各业均有发展，为了满足在电子政务、商务等方面对地理信息网络化的需要，或者是一些针对性需求，就要不断对已有的地理信息数据进行整合，使地理信息更加的完善，更好的适应在线服务［1］。并使得国家的各级地理信息规范化、标准化，以互联网为依托，形成地理信息服务设计的一体化建设。
(二)创造良好环境，实现信息共享
地理信息的共享的实现与其环境的开发息息相关。利用先进的技术，对地理信息的形成、开发、调用的结构进行信息化建设。对国家的各地区多种类的地理信息资源进行开发研究，不断对其进行改造，形成一个多层次的服务节点，并在技术结构上、与外界的服务接触上始终保持一致。对不同地区、不同部门的地理信息资源进行动态处理，使用户能够更好的享用信息［2］。
(三)统一管理，实现信息网络化
地理信息的公共服务平台的建设要充分考虑到三个方面，包括信息的提供方、信息的使用方以及对有关信息资源的管理方。公共服务平台应该将三者看做为一个统一的整体，并对其进行统一管理，对信息进行统一的注册，对不同的级别赋予不同的权利，完善其服务模式。利用先进的网络技术进行专门处理，使得地理信息资源在中央与地方之间的联系较为通畅。不断更新地理信息服务的运行机制，统筹服务，使地理信息服务的网络化建设更加的顺利。
二、关于数据层面的平台设计方案
针对各用户在不同电子领域对数据的不同要求，进行相应的公共地理资源结构框架的建设，使地理信息在数据层面上公共服务更加完善。
(一)建立多层次的地理数据资源框架
面向网络的地理资源公共服务的框架主要包括以下几个方面。首先，是关于地理信息在实际应用中所得到的实践后的数字结果，此数据结果是在具体的空间范围内得到，与此范围内社会发展、自然情况、资源分布等信息息息相关，用于分析期内此类信息或与其相关联信息的具体情况。其次，是基于互联网发展的产生的关于某一国家或世界地理图形，并可以通过计算机或移动终端对其实施操作，查询出使用者所需信息，其主要用于固定终端或移动终端在进行网络数据连接之后，浏览所想了解的地理数据和图形。第三，是关于某一地区特定地点的名称和位置的数字结果，此类数字信息是用于相关地理信息编写以及与其相关的社会信息查询等［3］。
(二)建立良好的数据更新机制
为了保证此类地理数据与时俱进，良好运转，应建立与其相联系的数据即时更新机制为公众提供优质服务。在此类机制建立时，应选定具体地点作为更新总基地，此基地负责服务范围内所有相关地理数据的维护，采用针对紧急事件进行维护和针对一定时期内信息内容更新的两种更新方式，从实处推进信息服务平台的完善与发展。
三、推进公共服务平台设计的措施
(一)完善服务平台建设
地理信息公共服务平台是一个应用性极强的平台。在进行平台建设时，应多从实践考察中得到改进意见，将服务平台各方面进行具体划分，把每一处划分之后的模块进行有针对性的改进和完善，让此建设作为一个可长时间推进的工作进行深度开发。并转变平台服务方式，建立资源共同分享的新型信息系统，提高平台服务能力与水平，扩宽平台服务业务，实现全面、开放、合理、互动的服务方式。
(二)平台信息定期更新
地理信息公共服务平台建立于信息的供应与实地对应查找上，信息是服务平台长期发展的生命力所在。平台信息应定期进行检查更新，根据实地信息进行核对，缩短其更新时间，加大力度开发与平台更新相关的技术与设备帮助其更新，并且要建立合理的信息定时上传系统，搜集各种可能变更的数据，将城市地貌与城市新近建设及时上传到服务平台的信息采集库中，完善平台定期更新机制。
(三)促进服务平台规模扩大
地理信息公共服务平台是帮助用户在固定终端或移动终端进行网络连接之后直接可寻找查看到其所需信息的服务平台，其服务方式是通过提供各种功能帮助用户快速寻找并了解信息。该平台需要长期投入大量人员、资金、技术等资源对其正常运营进行维护，在平台运营稳定后，应尽力将地理信息公共服务平台做好做大，推进其与其他相关企业或部门平台资源对接，增加彼此合作，扩大平台服务规模，推进其走入更多领域，拥有更为广阔的服务空间。
四、结束语
在信息社会，对国家地理信息进行公共服务平台的建设是目前我国地理相关部门首要考虑的问题。其顺利建成并积极投入服务中对我国的地理信息的公共服务能力的提升有很大帮助。有利于将地理信息资源的效益最大化的发挥出来，并使其得到更加合理的利用，促进我国的经济快速发展。因此，要切实规划好对服务平台的设计方案，完善相关运行机制，使其科学合理发展。
参考文献:
［1］黄梦雄，朱勤东．交通地理信息公共服务平台设计与研究［J］．交通标准化，2013，01(09):38－41．
［2］聂灿权．省级地理信息公共服务平台总体设计技术研究［J］．科技资讯，2014，02(08):11－12．
地理信息研究范文4
关键词:GPRS;移动网络;地理信息系统(GIS)
1 引言
在日新月异的信息社会中,人类应用最多的信息莫过于“位置”信息。据统计,在人类所使用的信息中有80%与“位置”有关。地理信息系统作为管理、分析、应用空间信息的技术系统现已受到了世界各国的普遍重视。随着移动通信网络技术的迅速发展,如何利用现有的移动网络资源建设移动地理信息系统(GIS)以实现任何地点,任何时间的GIS服务,新型的移动网络通信技术GPRS(General Packet Radio Service)业务为我们提供了一种可行性方案。
2 基于GPRS的移动地理信息系统
GPRS(General Packet Radio Service)是一种基于GSM的高速率分组交换业务,它使用的是分组无线IP传输技术,它将移动通信网的数据传输速率提高到了100kbps以上,是目前应用较好的无线通信网络技术。 GPRS网络构建在GSM网络基础之上,GPRS与传统的GSM数据业务的本质区别在于它提供的是一种基于分组交换的新型承载业务,它对原有的GSM网络子系统和无线子系统设备及功能进行了增强。在网络子系统中增加了两个结点: GGSN(Gate GPRS Support Node) 和SGSN(Service GPRS Support Node),也即网关GPRS支持结点和服务GPRS支持结点。其中GGSN负责连接GPRS网络和外部分组交换网(包括:IP网、X.25网等)互联的网关,SGSN负责MS(移动用户)的移动性及通信安全性管理。并且通过增强型位置数据库HLR和增强型访问者位置数据库VLR很好的支持了移动性管理与路由管理。在无线子系统中通过增强BSS(基站子系统)的功能以支持用户数据的传送,通过增强GSM业务信道和控制信道的种类,实现了GPRS的多种业务服务。
GIS:(Geographical Information System地理信息系统)是一种采集、处理、存储、管理、查询、分析、表达和应用地理信息的计算机系统,是分析处理和挖掘海量数据的通用技术。它主要包括计算机硬件、软件、地理数据和用户等几个部分。GIS系统是集信息科学、计算机科学以及现代地理学等诸多学科于一体的新兴科学,是对地面、空间及地下等一切可以用坐标或其他方式来定的客观存在进行显示、查询和分析的一门科学。
如果能将两者很好的整合,将会使移动GIS迅速发展,更好的满足人们的生产、生活的需要。
3基于GPRS移动地理信息系统的实现方法
1) 网络构建上
GPRS网络环境下的移动地理信息系统应包括客户端和服务器端两部分,服务器端主要负责数据库管理、数据服务和复杂的空间处理与分析,客户端主要负责简单数据的显示、查询。在具体设计中可构建为:集中处理模式、服务器型处理模式、协作型处理模式或客户型处理模式四种类型中的一种。应用服务中,两端所应具有的最基本软件应为操作系统,两端的硬件平台和操作系统在设计时可以相同,也可以不同,但是为了支持同一地理信息系统的应用,两端必须具有同样的通讯协议。同时为了有效地降低数据的通讯量,可以在客户端与GPRS服务器之间增加应用服务器完成数据处理逻辑后,再将结果传给客户端,即设计为三层客户机/服务器结构。
2) 空间数据的存储与组织方法上
空间数据存储模型可分为文件型、数据库型和混合型,一般数据库型和混合型比较适合网络地理信息系统应用。但随着关系数据库技术和客户/服务器技术的发展,利用关系数据库技术存储空间数据已开始占主导地位,特别是数据完整性、并发控制、安全恢复机制等方面所具有的独特优势,使我们不得不考虑在构建移动网络地理信息系统的空间数据时应选用关系数据库来存储。
3) GIS软件的开发与使用上
由于GPRS可以方便的实现与Internet的互联,而且众所周知Internet技术的强大生命力,因此WebGIS开发将成为未来移动网络地理信息系统开发的重点。Java应该是开发WebGIS的一个很好工具,因为java可以解决系统应用跨平台问题,它开发的软件可以应用于Windows、Macintosh、Unix等不同的操作系统,具有较强的网络服务功能,同时Java提供面向对象和多线程程序设计的特性,单个的GIS Applet程序还可以嵌入Web页面中,使Web页面成为交互式的。另外各种组件技术将在开发WebGIS中发挥越来越大的作用,它们将使GIS软件的可配置性、可扩展性及开放性更强,使用更灵活,二次开发更方便。
4 建设与开发移动地理信息系统应注意的重点问题:
1)移动性:在移动环境中,一个移动终端可能会漫游到任何地方,而这些地方是不可预知的,这种平台的移动性可能会导致系统访问的变化和资源的移动性,这就要求在构建移动地理信息系统时要充分考虑如何利用GPRS的网络互联性,实现在任何地点,任何时间能与移动终端互联。2)嵌入式开发:移动终端应使用嵌入式处理器,嵌入式处理器的应用软件开发要求程序的简洁与高效,便于固化在存储芯片或单片机中。3)开放性:移动地理信息系统的开放性重要标志在于系统资源、功能的共享。通过数据文件转换或通过数据动态交换(DDN)实现系统资源共享,以及通过动态连接库(DLL)实现系统功能交换局限性很大。主要包括通Internet/Intranet构建全球性/内部开放式网络;不同来源、不同分辨率、存放在不同地点空间数据的共享;对系统的开放性提出了更高的要求。 5 关键的技术及讨论:
1)移动数据库建设:移动数据库是当前国际数据库界的一个新的研究方向。移动数据库是指移动环境中的分布式数据库,是分布式数据库的延伸和发展。基于GPRS的移动地理信息数据库建设将主要涉及(1)移动数据库复制/缓存技术。它是解决移动数据库断接性的关键技术。最有代表性的是两级复制,CODA系统及缓存失效广播技术。(2)移动查询与移动事物处理。其主要问题是移动事物处理中的过区切换及数据一致性问题。(3)移动数据库的安全技术。由于移动信息的处理中的不安全因素很多,但是在实际工作中很多领域的信息又急须加密,因此移动网络中数据的安全性要求越来越高。目前应用较为广泛的是个人身份认证,数据库加密以及身份保护等。
2)智能:移动智能是一个具有问题求解机制的计算单元,GIS移动智能有助于解决位置定位,事物处理等。智能在基于GPRS的移动地理信息系统中的未来发展趋势是结合计算机网络和通信的智能实现跨区域、跨平台的数据交换与共享,真正实现GIS数据的互操作性。
3)数据发掘(Data Mining):由于地理信息空间数据库的不断扩大,如何从激增的数据背后发现更多的信息, 从空间数据库中自动发现知识,用来支持事物处理,遥感解译自动化和GIS空间分析的智能化。,数据发掘技术作为实现这一想法的核心技术正在受到人们的普遍重视。数据挖掘技术未来将实现多学科综合,这其中可能包含机器学习、模式识别、统计学、智能数据库、知识获取、数据可视化、高性能计算、专家系统等多个领域。数据挖掘将应用在信息管理、过程控制、科学研究、决策支持。
4)移动计算:移动计算是指:利用移动终端通过无线通信网络与远程服务器交换数据的分布计算称为移动计算(Mobile Computering)如何更好地利用GPRS无线蜂窝数字通信网络实现移动计算的物理网,将是未来的一个研究重点。
6结束语:
由于移动通信GPRS业务的迅速发展,以及它可以方便的实现与Internet的互联,传输与处理集声音、文字、图形、图象的为一体数据,移动地理信息系统(GIS)与GPRS业务的相互整合,必将使移动(GIS)的未来发展跨上一个新的台阶。
参考文献
[1] ETSI GSM 03.60:Digital cellular telecommuncations system(Phase2+).General Packet Radio Service(GPRS) [M];Service Description;Stage 2.
[2] M.Mouly,M.B.Pauter.骆健霞,顾龙信等译.GSM数字移动通信系统[M],北京:电子工业出版社.
[3] 孙孺石,丁怀远等译. GSM数字移动通信系统[M].北京:人民邮电出版社.
地理信息研究范文5
关键词：大数据时代；地理信息系统；问题分析；应用研究
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）05-0019-02
以往学者对地理信息系统应用大数据方面的研究较多偏向整体方面的研究，较为缺乏对地理信息系统应用大数据在技术层次方面的探讨。本研究从地理信息系统应用大数据在数据存储和数据处理方面的问题着手进行研究，提出了基于大数据的MongoDB和Dremel的解决措施。
1 地理信息系统应用大数据的必要性
受当时数据存储技术的限制，早期的地理信息系统主要采用RDBMS进行管理，或者采用文件与RDBMS的方式进行管理，如国产GIS软件GeoStar就采用后者的方式予以实现，其属性数据仍沿用RDBMS管理模式，图形、影响和DEM则交由文件系统管理[1]。但GIS本身固有的空间数据和海量数据特征以及数据处理快速响应的需求，决定了以RDBMS为代表的传统数据存储和以统计学和数据挖掘为代表的传统数据处理技术已经无法适应GIS数据存储及处理的发展需求。大数据的出现，带给了地理信息系统新的变革。就整体而言，大数据处理方式与传统数据处理方式存在以下区别。
大数据与传统数据处理方式存在诸多不同：首先，大数据没有抽样概念，其针对的是全部数据，即全样本数据概念，而传统的数据处理方式无论是统计学还是数据挖掘，都是以在数据中抽取样本研究的方式进行；其次，传统的统计学注重数据的因果关系分析，而大数据则完全无视数据的因果关系而在乎数据的关联信息；再次，传统的RDBMS数据处理技术十分追求优良的精确性、高度的一致性，使得其并不具备良好的可扩展性，而大数据则因为多样化的数据类型需要必须具备良好的可拓展性，并不再盲目追求计算结果的精确性，虽然RDBMS数据处理方式已经有了并行计算，但追求高度一致性和容错性的特点使得其无法像MapReduce等大数据并行处理技术那样具备“秒级定律”的可用性和可拓展性；最后，大数据处理的数据类型也不同于以结构化数据为主的传统数据处理方式，其数据处理对象包括了以数字、字符为代表的结构化数据、员工简历信息等为代表的半结构化数据、音频、视频等为代表的非结构化数据这三大类型，在数据处理难度大为艰巨的同时，数据处理能力也得到了极大的提升[2]。
由以上四个方面的对比可以看出，大数据相比传统的数据存储及处理技术，无疑更能满足地理信息系统空间数据、海量数据和数据处理快速响应的需求，因而地理信息系统应用大数据已成为时代的必然。
2 地理信息系统应用大数据的问题分析
2.1 数据存储
地理信息系统的空间数据特点注定了其数据存储具有明显的非结构化特征，其数据集呈现出典型的大数据特点，即海量数据规模（Volume）、快速的数据流转和动态的数据体系（Velocity）、多样化的数据类型（Variety）、快速变化的数据模型（Vitality）和高价值低密度（Value），以及高复杂度（Complexity）的大数据5V+1C特性。我国巨大的地理信息系统市场需求，爆炸性增长的空间数据存储、越来越快速的数据处理响应以及越来越多样化和清晰化的数据描述需求等等这些都对地理信息系统应用大数据提出了高要求。此外，地理信息系统的数据共享与保护、大量重复数据的处理也对其应用大数据构成了挑战。
2.2 数据处理
虽然地理信息系统目前已实现对海量空间数据通过多种途径进行汇总，但其对海量空间数据的组织、处理、加工和存储技术仍是较为落后[3]。在数据处理技术方面主要呈现为非结构化的海量空间数据与传统SQL数据处理技术的不相兼容，致使对海量空间数据的管理、处理和加工效果仍是差强人意，以此为基础的数据增值产品自然无法顺利产生，这已成为制约我国地理信息系统市场进一步发展的瓶颈。随着市场竞争和用户需求的现实需要，地理信息系统空间数据集的实时更新要求正不断被提升，在客观上需要不断加强的计算能力及效率。这既是地理信息系统应用大数据的客观需要，同时也是其海量空间数据顺应社会发展的必然要求。
3 地理信息系统应用大数据研究
3.1 数据存储
尽管GIS软件已经通过加入对象关系模型实现了对RDBMS的性能扩展，使其能够同时管理图形、属性数据、影响和DEM数据，并已实现了多比例尺空间数据的存储，但该数据存储模式已触碰到既有技术发展的瓶颈，并且是导致地理信息系统空间数据自动综合能力与效率低下的重要原因。此外，以C/S架构为基础的GIS系统由于自身的封闭性导致了其自身的数据共享能力偏弱，对批量数据处理后的存储与同步性更新能力与效率也仍是有待加强。有鉴于此，有必要采取大数据的存储方式，对传统的地理信息系统数据存储模式进行革新。
大数据处理方式与传统数据处理方式的一大明显区别是数据存储形式的不同。传统的数据处理方式在这一环节主要依靠RDBMS来实现。RDBMS尤其擅长结构化数据的数据存储，但却无法很好地存储半结构化数据与非结构化数据。而大数据处理方式均很擅长对半结构化数据与非结构化数据的存储。此外，大数据普遍采用分布式数据库或分布式计算集群实现数据的存储。其数据库类型被人统称为NoSQL，尽管传统的RDBMS也有分布式数据库，但它的存储方式仍以结构化数据为主，并在高一致性、高精确度等方面进行严格要求，因而无法实现良好的扩展功能，而NoSQL则没有这方面的严格限制。因此，NoSQL云存储技术应是未来地理信息系统数据存储的主流技术。
NoSQL摒弃了RDBMS的关系与连接特性，保证了在数据存储上的极佳可拓展性。数据存储模型的灵活多变，更是大大减少了其在进行数据存储和更新操作时的系统开销。以MongoDB为例，它为了实现对多样化的数据存储形式的兼容，采用了面向文档的数据库管理措施，使得其具备优良的可拓展性。其原理就是将RDBMS中“行”的概念替换成“文档”模型，因而能够确保实际数据存储时文档或数组的嵌套，并实现了复杂层次关系的单一记录存储[4]。它所存储的数据结构十分松散，保障了其数据存储模型的灵活多变特性，并能够有效支持复杂的属性数据，在索引结构方面也由于自身复杂层次关系的简化和查询索引技术的强大，已经基本实现了对RDBMS查询功能的完全支持。
由此可见，文档型NoSQL存储技术十分符合地理信息系统空间数据存储的要求，并且避免了地理信息系统传统数据存储技术在存储海量空间数据时耗费的数据压缩与转换的系统开销，因而能够通过对数据存储方式的革新有效提升地理信息系统在数据读取与更新时的效率。
3.2 数据处理
传统空间数据库都会建立多比例尺的空间数据库，再根据实际应用的需要调动不同比例尺数据库的数据，来增强地理信息系统对数据处理响应速度的需求[1]。但就其实际操作而言仍无法较好地满足地理信息系统对数据处理接近实时数据处理的要求，其矢量数据的自动综合能力也是差强人意。但在大数据时代，该空间数据的处理方式完全可以用大数据的交互式数据处理方式来予以解决。
交互式数据处理，主要指通过人机交互来逐步实现对数据的处理，它能让数据被及时地处理和修改，并让处理结果立刻被用户知悉和运用。当前交互式数据处理系统有Spark和Dremel等。作为高效分布式计算系统，Spark在性能上要比Hadoop在数据处理上的效率提升100倍，并提供了比Hadoop更为上层的API。Spark的代码简洁，Hadoop要实现与其相同功能的代码往往需要数十倍或上百倍的长度。Dremel则通过组建规模上千的集群来实现PB级别海量数据的秒级处理。因为Google专门设计Dremel用来弥补MapReduce的不足，因而Dremel在规模上、交互式查询能力都要比后者优越。
以Dremel为例，它通过嵌套式的数据模型来支持对半结构化和非结构化数据的并行处理。通过用列式存储方法来保存数据，进而在数据处理和分析时只需要针对指定数据进行处理，因而减少了CPU和磁盘的访问量。最后，Dremel结合了Web搜索和并行DBMS的技术，通过借鉴Web搜索的“查询树”概念，将复杂巨大化的查询搜索分割成并发在大量节点上处理的较小简单数据查询。简单而言，交互式数据处理方式就是通过对数据的分片存储和对查询功能的优化来实现对海量数据的快速处理。
由此可见，地理信息系统传统的多比例尺数据库数据完全可以通过Dremel嵌套式数据模型的列式存储方式进行存储，进而在响应实际数据处理需求时通过类似Web搜索的处理方法调出符合查询要求的分片数据，从而实现空间数据处理的优化，因为数据搜索的系统开销大为降低，因而大大提升地理信息系统的数据处理响应速度。
4 结束语
经过探讨地理信息系统在大数据应用方面的数据存储及数据处理问题，并针对性地给出基于大数据的解决措施，可以发现大数据在未来的地理信息系统具备广阔的应用前景。除了本文所提及的MongoDB和Dremel大数据处理技术，大数据还有以MapReduce为代表的批量数据处理技术、以Storm为代表的流式数据处理技术和以Neo4j为代表的图数据处理技术，它们都在未来的地理信息系统发展中大有可为。
参考文献：
[1] 龚健雅. 中国地理信息系统技术的发展[J]. 测绘工程， 2002（2）： 5.
[2] 维克托・迈尔・舍恩伯格， 肯尼思・库克耶.大数据时代[M]. 盛杨燕， 周涛， 译. 杭州： 浙江人民出版社， 2012.
地理信息研究范文6
【关键词】：地理信息系统GIS、工程测量、应用、研究
1.地理信息系统GIS概述
地理信息系统在国际上称为GIS。在我国又称为资源与环境信息系统。地理信息技术是在计算机软、硬件平台支持下对空间数据进行输入、存储检索、运算分析建模、显示、输出等的计算机的软件， 地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具，是一种在计算机软、硬件支持下，把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定格式和分类编码输入、处理、存贮、输出，以满足应用需要的人-机交互信息系统。它一般具有输入输出、查询分析及空间数据库管理等功能。它通过对多要素数据的操作和综合分析，方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，满足各应用领域或研究工作的需要。地理信息系统在国民经济建设中得到了广泛运用，特别是在地域开发、环境保护、资源利用、城市管理、灾情预测、人口控制、交通运输等方面发挥着积极的作用。
2. 地理信息系统GIS在工程测量中的重要性
地理信息系统GIS在必要的计算机硬软件支持下，以现代化电子信息科学以及系统工程学说为理论依据能够科学的观测、处理、分析、输出、呈现建筑工程测量所需要的地理数据， 地理信息系统GIS具有着一套自己独有的功能.GIS的功能主要包括数据的输入、管理、分析和显示.通过对模拟地图数字化、键盘输入或数据格式转换等途径，将各种空间地理数据
空间信息以及其对应的属性数据输入GIS后，GIS可以快捷地对其进行管理、调用和宏观呈现，为工程测量提供精确的数据支持。
3.地理信息系统GIS在工程测量中的应用
3.1地理信息系统GIS在工程测量中的优势
地理信息系统GIS之所以能够在工程测量中得到厚爱是因为它有着其他系统没有的优势，具体有GIS系统相比着其他系统来讲更容易集成，GIS的数据源是整合分离的，可以通过过地理数据的共享功能使更多的的单位同时使用到已取得的数据减少资源的浪费，降低工程测量的成本，同时GIS系统能够支持不同的数据格式，增加数据的处理的数量和质量。
3.2地理信息系统GIS的主要特点
地理信息系统GIS是一个多功能、多用途的系统，它有着一套完善的数据测量、观测、处理、分析、传输、储存系统，为建筑工程测量作业立下了汗马之劳，地理信息系统GIS采用了面向对象的软件技术后，能够实现地理信息系统的组件化结构，可以利用空间数据处理组件便捷的构造个性化的应用软件系统，实现地理信息系统GIS的灵活配置，地理信息系统GIS采用DBMS的扩展功能，扩展了其数据处理能力实现空间、属性数据的一体化存储和查询，能够有效的保证观测数据的精确性、完整性和统一性。地理信息系统GIS采用了B/S结构，
能够模糊系统的界线实现系统的零维护，地理信息系统GIS和数据库、图形库系统一样，在工程测量作业中发挥着重要的作用。地理信息系统GIS采用了3S集成遥感技术能够在最短的时间内最大限度的获取空间数据，其系基带的卫星定位技术能够获得地表面物体的空间位置信息，为工程测量中的物体方位确认作业提供极大的方便。
3.3地理信息系统GIS技术在工程地质勘察测量中的应用
在建筑工程测量作业中引入地理信息系统GIS技术能够利用GIS强大的数据管理和空间分析功能，对以各种图件、图像、表格、文字报告为基础的单个工程勘察项目或区域地质调查成果资料以及基本地理信息， 进行一体化存储管理。在此基础上可以进行二维地质图形生成及分析计算， 并能够利用数据建立区域三维地质结构模型， 采用三维可视化技术直观、形象地表达区域地质构造单元的空间展布特征以及各种地质参数， 建立集数字化、信息化、可视化为一体的空间信息系统， 为相关部门提供有效的工程地质信息和科学决策依据。典型的工程勘察GIS系统由以下几个功能模块组成：
3.4地理信息系统GIS的数据处理在工程测量中的应用
地理信息系统GIS数据管理模块主要实现对地理底图获取的资料的读写、换算、调整、查询、存储等功能。GIS强大的数据管理功能完成海量数据的方便输入、存储工作，地理信息系统GIS能实现诸多图形、表属性数据的关联存储，完成各三维地质模拟的结果资料的存储，同时能够实现对这些资料图件和数据统计分析表单的快速调用查询。同时可提供对三维地质模型的多种可视化表现功能， 比如生成任意方向切割模型、立体剖面图， 以及三维空间量算功能。
同时地理信息系统GIS能够对其系统观测、处理、分析生成的各种图件、单元进行快速处理输出， 并能够通过MAGIS三维地理信息、平面图形编辑系统完成三维地质模拟结果漫游、静态效果图的宏观表现，能够主观的从三维模型上选择分析目标进行譬如建筑面积、建筑间距、占用空间体积和剖面的形状大小等信息的调度查询极大的为建筑工程测量工作提供数据支持。
3.5使用地理信息系统GIS注意的事项
地理信息系统GIS在建筑施工中的工程测量作业中为其提供着数据的观测、分析、输出服务，因此在使用地理信息系统GIS过程中要格外的小心谨慎。首先要对地理信息系统GIS的电力提供绝对的保障，使用多种供电系统的统一调度，防止在使用地理信息系统GIS进行数据的收集、分析、输出过程中出现忽然断电的现象，一旦在途中出现供电问题不旦直接影响数据的处理进度还会对地理信息系统GIS设备本身造成不必要的损害。同时要避免在地理信息系统GIS设备附近出现较强磁场，干扰GIS无线电子信号等。
【结束语】：
随着现代科学的发展，电子信息技术也有着飞速的提升，建筑工程测量的方式也向着自动化、数字化发展，因此将地理信息系统GIS应用于建筑施工工程测量也算是顺应着时展的要求，充分利用GIS技术、“3S”集成技术以及其他现代化信息观测、处理分析、输出技术能够有效为工程测量工作提供有效的，精确的数据支持，只有精确、详细的测量数据分析结果才能更好的为工程测量服务，满足工程对测量精度的高要求，保证建筑施工工程测量数据的准确性、精确性和完整性从而保证整个建筑施工的质量。
参考文献；
[1] 张晓东.3DGls技术研究进展[J].中国农学通报，2006
[2] 王建国. 地理信息系统的发展动态与应用前景[J ] . 山东农业大学学报， 1998 ，29 （1）
[3] 潘晓东. 数字地形模型及地形特征解析[J ] . 东北林业大学学报，1989 ，17 （4） ：87291.
