gis技术网格化技术 网格gis的特点

网格发展的基本背景

当今，信息领域正发生着广泛而深刻的技术变革，新概念和新技术不完善和发展，如地球信息科学的发展，数字地球概念的提出，GIS技术和数据库技术走向集成，信息高速公路和Internet网的发展。Internet网和信息高速公路的飞速发展与广泛应用，带来了分布式应用研究以及共享信息和知识需求的不断增长，必然带来网络GIS的发展。而现在第3代网络技术——网格技术的提出和发展对GIS的发展更带来了长远的影响。特别是1998年1月31日美国前副总统戈尔提出的“数字地球”战略，需要对大量的地理信息进行并行计算处理，此时WebGIS的不足显现出来了，因为它主要通过超链接形成超文本，包括实现并行计算功能，而这一点对数字地球、数字城市需要的快速计算、信息共享是致命的。网格计算的提出和发展使得GIS必将朝着网络化、标准化、大众化方向发展。GridGIS也必将成为“数字地球”的核心平台。

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“数字地球”的概念，实际上是网格技术在地球信息科学领域的一种体现形式。一切与位置有关的信息在网络环境下，用数字形式进行描述并存储成为丰富的资源，通过信息共享技术，实现“按需索取”的服务，这种空间信息基础设施成为空间信息网格（SIG）。

空间信息网格是空间信息获取、互操作的基本发展框架。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。建立分布式、智能化空间计算环境的基础是建立基于分布式数据库管理的空间网格计算环境，也就是实现支持局域、广域网络环境下空间信息处理和跨平台计算，实现支持多用户数据同步处理，实现支持空间数据的RPC，实现异构系统的互操作，实现支持网络环境下的多级分布式协同工作。

空间信息网格是要利用现有的网络基础设施、协议规范、Web和数据库技术，为用户提供一体化的智能空间信息平台，其目标是创建一种架构在OS和Web Service之上的基于Interent的新一代信息平台和软件基础设施。在这个平台上，信息的处理是分布式、协作和智能化的，用户可以通过单一入口访问所有信息。信息网格追求的最终目标是能够做到服务点播（Service On Demand）和一步到位的服务。

在GIS领域，基于网格计算理念，研究者提出基于服务网格的空间信息网格及Grid GIS；国际标准化组织积极推进Grid GIS相关标准的制订。一些协议及标准得到商业化GIS软件公司，如ESRI,M apInfo的支持并且取得成效。GIS领域采纳互联网标准和协议，如XML，可以将松散结合的GIS网络和地理信息处理服务结合在一起，形成空间信息服务。ESRI积极支持分布式GIS及GIS服务概念的发展，Gnet战略在很多层面都会涉及。在最大的层面是World Wide Web，在最小的层面，是企业化的World Wide Web。通过网格协议的支持，多个部门将可以提供多种的和综合性的服务，同时共享这些服务。可以支持企业化的开发，提供了不同分布式体系环境下构建GISWeb Services的开发组件，可以满足GridGIS的建立，但是不同商业化公司所倡导的开发技术并不相同，呈现出不断发展的态势。

GridGIS是空间信息计算环境和空间信息服务技术体系，其是实现空间信息网格的技术支撑系统，其通过空间信息的标准化，实现空间信息的共享；通过空间分析语义的标准化，实现GIS功能的互操作：通过网格技术体系的支持，实现异构环境下GIS功能的共享。

GridGIS要利用现有的OpenGIS的GML标准，Web地图服务标准以及网格相关技术标准，为用户提供开放的空间信息计算环境技术体系，实现用户分布式、跨平台的空间信息计算集成。空间信息计算环境的研究可以包括空间信息深度计算和空间信息主动计算两个层次。首先，通过时空属性融合下的空间作用规律，建立空间深度计算体系，以获得空间数据分布与模拟；其次，在此基础上提出以空间智能体为核心的空间智能计算策略，实现空间主动计算体系。

目前，我国已将网格GIS作为信息领域的重点方向进行了深入的研究及成果的推广及广泛的应用，形成了网格GIS体系结构、标准规范、关键技术、软件平台、应用示范等一系列成果，并在多个领域进行了应用。

2008年1月，结合国内外网格计算技术的前沿研究成果，科技部设立了“863”计划项目“网格地理信息系统软件及重大应用”，该项目制定了网格环境下异构GIS软件互操作技术，研究了空间信息网格计算技术，突破了网格GIS关键技术，开发出高性能、高可用性的网格GIS应用服务软件和集成应用系统，形成了具有自主知识产权的网格GIS软件平台，实现了网格环境下异构GIS互操作和在线共享服务。

网格GIS相关标准在“中国地质调查信息网格平台”和“天地图”等工程中得到较好的应用；网格GIS平台在地质调查信息网格、数字城市、地理信息公共服务平台、数字流域、数字油田等平台中进行了应用：网格GIS空间分析与处理技术已应用于林业信息化建设、煤矿安全系统、地震应急指挥系统建设中。

可以认为，网格GIS是GIS与网格技术的有机结合，是GIS在网格环境下的一种应用，网格GIS的网格环境必须能够在新近的硬件和软件技术平台上操作，最终实现GIS网格化。GIS通过网格技术使功能得到了延伸和拓展，真正成为大众使用的信息工具，从网格上的任意一个结点，可以访问网格上的各种分布式的、具有超媒体特性的地理空间数据及属性数据，进行地理空间分析、查询，并对复杂空间问题进行并行计算，以辅助和支持决策。

MapGIS数据网格化处理步骤——以铜元素为例（附表6）

1.数字地面模型子系统

在MapGIS6.7主菜单，将鼠标移到“空间分析”下单击“DTM分析”按钮，进入到MapGIS“数字地面模型”子系统。

2.数据导入

在MapGIS“数字地面模型”子系统下主菜单→“文件（F）”→“打开数据文件”→“点数据文件”，如图6-58。找到原始属性数据点文件→打开。

3.处理点

在MapGIS“数字地面模型”子系统下主菜单→“处理点线（P）”→“点数据高程点提取”→出现“指定属性中待用高程项”（图6-59）→选择要网格化某元素（以Cu元素为例）→单击“确定”。

4.Grd模型分析

在MapGIS“数字地面模型”子系统下主菜单→“Grd模型”→“离散数据网格化”→单击“确定”。系统会弹出“离散数据网格化”对话框，如图6-60。其设置如下：

图6-58 数据点文件导入

图6-59 Cu元素网格化

图6-60 散数据网格化设置

（1）网格参数设置

1）网格间距：一般与实际采样间距相同。比如野外采样间距为100m，网格间距也是100m。如果是1∶1万比例尺，则网格间距为10mm。

2）网格起点坐标与终点坐标设置：起点坐标要比实际坐标要小点。终点坐标要比实际坐标要大一点。比如：X起点坐标实际为54490，设置为54480；X终点坐标：实际为54930，设置为54940。

（2）网格化方法

1）网格化方法：选择“距离幂函数反比加权网格化”或选择其他也行。

2）搜索S：用鼠标单击“搜索”，系统会弹出“网格化搜索配置对话框”。①搜索类型：选择“八方向O”；②搜索规则：选择有效最少数据点数该为1，其他选择默认值③“搜索圆半径R”：一般选择网格间距的2.5倍，如图6-61。

图6-61 网格化点搜索配置设置

图6-62 输出网格文件

（3）输出网格文件名F

用鼠标左键单击“文件换名”按钮，系统会弹出对话框，输入文件名并保存，如图6-62。

网络gis和网格gis的不同点

1，从概念产生背景及解决的问题来看，云GIS的产生背景是大约在09年末产生的，首先是Esri的ArcGIS 10支持直接安装到亚马逊平台上，通过亚马逊的云平台来实现GIS服务的弹性使用，这种方式的根本目的是GIS资源的集中存储来达到有效利用，必须要有IAAS平台和PAAS平台的支撑。而网格GIS大约提出在2001年左右，主要是GIS技术和网格技术的结合，它是无缝连接不同硬件，软件上应用资源的一种方式，把本来异构的环境搞成一个同构的环境，目的是通过访问网格上的任意的应用节点就能达到所有节点应用。资源是分布在各个节点上的。而非一定是集中式的。

2，从技术上说，云GIS一定会依赖于IAAS平台，是构建其上的服务平台，本质是虚拟化技术，GIS资源和服务集中式管理和发布，要使GIS服务具有按需使用或高弹性等特点。一般要有服务管理运营平台。而网格GIS是依赖于网格技术，技术难点在于异构数据的互操作问题。

3，本质上说二者都是为了解决数据，信息，服务的共享问题，很显然，云GIS不论在理念上还是在解决问题的技术本质上都强于网格GIS，慢慢的网格GIS这种形式的共享最终会推出，而云GIS会胜出。