基于云計算的移動地理信息系統(tǒng)的研發(fā)

顧紅生

【摘 要】科學技術(shù)的不斷發(fā)展，為現(xiàn)今各項信息化管理提供了重要的保障。在地理信息化管理的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)和信息量較大，實際使用過程中信息傳遞速度較慢，對信息的管理和傳輸形成了阻礙。而把Hadoop云計算運用到地理信息化管理系統(tǒng)中，能提升信息傳遞的速度。基于這樣的狀況，論文介紹基于云技術(shù)的移動地理信息系統(tǒng)的研發(fā)，以供參考。

【Abstract】The development of science and technology provides important guarantee for the information management .There are much data and information in geography information management system， and the information transmission speed is slow， which hindered the information management and transmission. The application of Hadoop cloud computation in geographic information management system can improve the information transmission speed. Based on this situation， paper analyzes the research and development of mobile GIS based on the cloud computing， for reference.

【關(guān)鍵詞】云計算；計算機技術(shù)；地理信息系統(tǒng)

【Keywords】cloud compute； computer technology； geographic information system

【中圖分類號】TP311 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0057-02

1 引言

在先進信息的技術(shù)支持下，將終端系統(tǒng)運用到地理信息管理系統(tǒng)中，使該系統(tǒng)更具有穩(wěn)定性。移動GIS能把自身的功能予以不斷擴張，實現(xiàn)了在互聯(lián)網(wǎng)無線通信環(huán)境下自由通信。現(xiàn)階段，在云計算技術(shù)的支持下，GIS信息管理平臺得到不斷的優(yōu)化，使用戶能在較短的時間內(nèi)獲取有效處理海量數(shù)據(jù)的方法。因此，在論述中，從以下幾個方面對移動地理信息系統(tǒng)的研發(fā)予以探討。

2 相關(guān)概念簡介

2.1 云計算簡介

在云計算的概念中，“云”指的是所有互聯(lián)網(wǎng)與使用的計算機。目前，世界任何角落，均被互聯(lián)網(wǎng)覆蓋，在這樣的環(huán)境下計算機的使用使云計算具有規(guī)模大的特點，世界上一些大的科技公司，時常會有成千上萬的云服務(wù)器，谷歌公司云服務(wù)器的數(shù)量甚至超過100萬臺，即使一些小型技術(shù)公司也有成千上萬的云服務(wù)器的設(shè)置。使得云計算擁有相當大的存儲容量，其虛擬程度高，因云計算的建立是基于計算機系統(tǒng)的，這使得它與云有一定的相似性。云計算系統(tǒng)中，大部分的功能是在虛擬的情況下完成的，具有較強的擴展能力。在當前社會，計算機技術(shù)的發(fā)展在社會各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)中會產(chǎn)生大量的信息，云中資源的數(shù)據(jù)信息，充分反映了云計算具有很強的擴展能力[1]。

2.2 云計算與GIS的結(jié)合

云計算技術(shù)的支持下，使地理信息系統(tǒng)的功能逐漸完善，主要表現(xiàn)在以下幾點：①減少了對GIS系統(tǒng)終端用戶的需求，用戶在實際使用時，只需要一個終端設(shè)備就可以完成相對煩瑣和復(fù)雜的操作；②云計算技術(shù)與GIS平臺的結(jié)合減少了系統(tǒng)開發(fā)人員的工作量，對空間數(shù)據(jù)分析處理和更新變換所花費的時間相對較短，能高效完成云計算系統(tǒng)和平臺的建設(shè)與維護，節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)人員優(yōu)化算法和并行計算的精力，從這一角度得知，二者在結(jié)合后具有較高的效率，基于云計算在實際使用中，可以進行統(tǒng)籌和分布，總體上有效解決了對資源浪費的問題；③提升了信息和數(shù)據(jù)的安全，因為云計算的移動GIS空間數(shù)據(jù)采集使用的形式存儲和備份，可以有效地提高數(shù)據(jù)和信息的安全性，減少網(wǎng)絡(luò)負擔[2]。

2.3 云計算與Hadoop的結(jié)合

Hadoop系統(tǒng)的設(shè)計階段，主要是把核Map Reduce與HDFS適當?shù)亟Y(jié)合，使它有一個更全面的性能。Map Reduce實質(zhì)上是對并行計算的軟件框架予以充分利用，而HDFS屬于一種Hadoop分布式文件系統(tǒng)，它主要提供底層支持存儲在分布式計算中，對系統(tǒng)的操作和提供更大的存儲空間具有深遠的影響。Hadoop平臺最大的特點是實現(xiàn)面向計算存儲的概念，為最終用戶保存大量的信息和數(shù)據(jù)，節(jié)省其在網(wǎng)絡(luò)傳輸階段所花費的時間從而有效地提升該系統(tǒng)對信息和數(shù)據(jù)管理的效率[3]。

3 Hadoop平臺中GIS系統(tǒng)

3.1 移動式地理信息系統(tǒng)的服務(wù)程序

移動GIS平臺的云計算平臺和工作過程，類似于用戶在移動終端發(fā)送信息提供相應(yīng)的服務(wù)，并通過無線通信網(wǎng)絡(luò)平臺，對用戶所需要的信息傳輸?shù)椒?wù)器終端，終端服務(wù)器來處理相應(yīng)的信息，然后將通過無線網(wǎng)絡(luò)向用戶提供相關(guān)信息服務(wù)。

相比之前的信息處理和Hadoop地理信息系統(tǒng)平臺，新型的信息處理系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：

①在信息預(yù)處理環(huán)節(jié)中，能實現(xiàn)和完成對大量信息進行快速索引，并實現(xiàn)分類后保存到分布式存儲系統(tǒng)；②能實現(xiàn)建立主節(jié)點區(qū)域，負責啟動、跟蹤和調(diào)度，根據(jù)各個模塊計算和存儲存在的差異性，執(zhí)行情況不同的命令。

在特定的信息處理中，主要任務(wù)通過主節(jié)點接收無線信息，完成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠脩舴?wù)請求和創(chuàng)建相關(guān)的任務(wù)，并能在驗證用戶登錄狀況來獲取信息，相應(yīng)的信息部署將轉(zhuǎn)到云計算平臺數(shù)據(jù)庫中，通過挖掘深度的數(shù)據(jù)信息，將處理信息和數(shù)據(jù)反饋給操作人員，實際操作人員通過無線網(wǎng)絡(luò)向用戶提交，并為其提供信息服務(wù)[4]。在實際工作的操作中其程序為：①用戶通過自己的電子設(shè)備，提出了相應(yīng)的地理信息服務(wù)請求，通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳Hadoop的請求信息；②服務(wù)器端主節(jié)點區(qū)主區(qū)接收服務(wù)請求，提交給用戶的數(shù)據(jù)庫權(quán)限用戶信息的驗證，驗證后，將適用于地理信息和地理數(shù)據(jù)庫所需的數(shù)據(jù)和文件，和相應(yīng)的信息發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲節(jié)點；③各個節(jié)點相應(yīng)的數(shù)據(jù)和信息處理，并將信息匯總后提交到存儲的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點區(qū)域，為用戶提交的信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩羰种小＿@一過程為終端用戶提供理想化的信息服務(wù)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)處理的目標。

3.2 系統(tǒng)研發(fā)分析

在系統(tǒng)功能方面，支持云計算技術(shù)的移動GIS系統(tǒng)主要涵蓋了資源管理器，用戶管理和任務(wù)管理等。資源管理主要能實現(xiàn)外部均勻的使用云資源的每個節(jié)點，并在特定的時間內(nèi)檢測出節(jié)點故障，以及使用的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)分析與更新的實際狀況；任務(wù)管理主要對用戶申請的信息進行處理。例如，用戶任務(wù)的部署信息管理，發(fā)送命令和任務(wù)分配工作等。用戶管理主要管理用戶的基本信息，完成用戶登錄與訪問的相關(guān)信息，建立管理的內(nèi)容。在此系統(tǒng)中，主要有三種類型的用戶，即普通電子終端用戶、系統(tǒng)開發(fā)人和系統(tǒng)管理員。

系統(tǒng)包括移動電子終端、服務(wù)器和無線通信網(wǎng)絡(luò)，移動終端包括電子設(shè)備。實現(xiàn)相互接口終端用戶服務(wù)發(fā)送和接收信息，無線網(wǎng)絡(luò)中不但涵蓋了專用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但也涵蓋了網(wǎng)絡(luò)運營商的公共網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器終端存儲和管理著地理數(shù)據(jù)，對用戶的信息進行智能的管理。通常情況下，服務(wù)器放在Hadoop平臺當中，能實現(xiàn)對所有參與地理信息系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)的處理和運算。

4 實驗分析

測試云計算技術(shù)在移動地理信息系統(tǒng)有效性和實用性實驗中，選擇不同大小的實驗數(shù)據(jù)，分別是：10M、15M、25M和55M，并劃分出四組地圖數(shù)據(jù)，選擇相同的計算機環(huán)境，Hadoop云計算的信息管理平臺主要由七套寶德PR2310N服務(wù)器支持，其中兩個服務(wù)器作為節(jié)點區(qū)的控制系統(tǒng)，剩余五個服務(wù)器中的一臺為試驗用戶的數(shù)據(jù)信息存儲庫，其余的四個作為地理信息數(shù)據(jù)庫與地圖數(shù)據(jù)庫，移動電子終端使用當前比較流行的四款相同note8華為手機。實驗在遼寧省鞍山市不同站點之間的無線網(wǎng)絡(luò)通信是更好的，傳統(tǒng)的GIS分別由四組實驗人員系統(tǒng)和云計算使用接收設(shè)備GIS系統(tǒng)在幾個不同的地點申請相應(yīng)的地理信息服務(wù)，此次試驗中網(wǎng)絡(luò)的實時響應(yīng)時間和信息的時間記錄信息，如表1所示：

通過試驗數(shù)據(jù)得知，云計算技術(shù)下，研發(fā)的GIS系統(tǒng)，在實際使用中，能降低信息傳遞耗費的時間，提升了地理信息在查詢時的工作效率。

5 結(jié)論

技術(shù)的發(fā)展為社會的進步提供了重要的保障，也為人們創(chuàng)造了高質(zhì)量的生活環(huán)境。通過本文的討論，云計算的海量數(shù)據(jù)處理能力強，規(guī)模較大，應(yīng)用于Hadoop可以提高信息處理的工作效率。通過實際實驗得出結(jié)論：云計算技術(shù)下，研發(fā)的GIS系統(tǒng)，在實際使用中，能降低信息傳遞耗費的時間，提升了地理信息在查詢時的工作效率。本次的研究旨在推動我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展。

【參考文獻】

【1】劉仲剛，陳輝，黃章羽，等.云技術(shù)在水利地理信息服務(wù)平臺建設(shè)中的應(yīng)用[J].水利信息化，2014（02）：15-19+35.

【2】張欣，劉彥花.地理信息在4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展探究[J].大眾科技，2014（03）：9-12.

【3】聶鑫路.基于云GIS的城市軌道交通控制保護區(qū)管理系統(tǒng)[J].都市快軌交通，2013（04）：112-115.

【4】王爾琪.云計算與GIS技術(shù)革新[J].新經(jīng)濟導(dǎo)刊，2011（10）：83-87.