云構(gòu)建技術(shù)的成熟

　　計(jì)算時(shí)代起步于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)主要通過(guò)強(qiáng)大的中央處理器來(lái)處理批量數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，一些公司開(kāi)始意識(shí)到，小公司根本無(wú)法承擔(dān)大型計(jì)算系統(tǒng)產(chǎn)生的費(fèi)用，而他們則可以通過(guò)出售大量處理時(shí)間來(lái)利用其所擁有的大型系統(tǒng)。于是也就出現(xiàn)了“分時(shí)”服務(wù)這一概念。

　　這一理念可解釋為多個(gè)用戶可以分布共享同一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)，并可以同時(shí)運(yùn)行不同的程序。它可以同時(shí)接受多個(gè)命令請(qǐng)求，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)利用效率的最大化，達(dá)到降低總體成本的目的。“分時(shí)”通常發(fā)生在一個(gè)具備存儲(chǔ)功能和各種軟件程序的外環(huán)境中。提供商只需根據(jù)用戶使用系統(tǒng)的時(shí)間進(jìn)行收費(fèi)，而這一時(shí)間又是根據(jù)連接時(shí)間、CPU占用時(shí)間和磁盤(pán)存儲(chǔ)量得出的。聽(tīng)起來(lái)很熟悉吧?

　　20世紀(jì)80年代，隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，誕生了完全獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。然而，20世紀(jì)90年代互聯(lián)網(wǎng)的爆炸式增長(zhǎng)促進(jìn)了個(gè)人、企業(yè)以及他們之間的相互聯(lián)系。這也再次推翻了系統(tǒng)孤立的理念，從而迎來(lái)了共享計(jì)算機(jī)資源的概念;然而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，原有的理念又煥發(fā)了新的生機(jī)，如今數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的用戶正在通過(guò)龐大的服務(wù)器群訪問(wèn)解決方案。所有這一切正在推動(dòng)著“云”技術(shù)的發(fā)展以及“分時(shí)”模式的重構(gòu)。

　　我們現(xiàn)在所熟知的云為用戶提供了可高速運(yùn)算的強(qiáng)大共享計(jì)算機(jī)資源，并可以實(shí)現(xiàn)這些資源的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。通常情況下，根據(jù)用戶的訪問(wèn)情況實(shí)時(shí)收取服務(wù)費(fèi)用，也就是采用即用即付的方式收取用戶費(fèi)。云是建立在互聯(lián)網(wǎng)自主服務(wù)理念基礎(chǔ)上的，互聯(lián)網(wǎng)中具備遠(yuǎn)程登錄能力的用戶可以迅速提供系統(tǒng)資源，從而增強(qiáng)其解決方案的可靠性。整個(gè)計(jì)算和存儲(chǔ)解決方案都?xì)w云供應(yīng)商所有和管理，這也減輕了IT基礎(chǔ)設(shè)施所有權(quán)和運(yùn)營(yíng)成本所帶來(lái)的負(fù)擔(dān)。對(duì)許多企業(yè)而言，云能夠快速地為其提供可靠的解決方案，而且無(wú)需投入大量資金。

　　地理空間產(chǎn)業(yè)的成熟和基礎(chǔ)設(shè)施需求的增長(zhǎng)

　　最近十年，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件應(yīng)用程序和幾乎所有的配套技術(shù)都已趨于成熟。計(jì)算相關(guān)的所有方面，包括處理器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)能力和內(nèi)存等都呈現(xiàn)了高速發(fā)展的趨勢(shì)。數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序服務(wù)器能夠很好地為數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的用戶提供管理，同時(shí)分發(fā)海量數(shù)據(jù)和信息。

　　在過(guò)去的幾十年中，地理空間數(shù)據(jù)以及管理、分析、處理和分發(fā)這些數(shù)據(jù)的相關(guān)系統(tǒng)都取得了巨大的進(jìn)步。就在15年前，最佳的影像數(shù)據(jù)還只是15到30米分辨率的SPOT衛(wèi)星影像或者Landsat衛(wèi)星影像。一幅常規(guī)的Landsat影像的大小只有2MB，但是處理這樣大小的影像卻非常費(fèi)時(shí)，而且常常會(huì)致使標(biāo)準(zhǔn)配置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不堪重負(fù)。通常情況下，數(shù)據(jù)采集的頻率不高，處理時(shí)間較長(zhǎng)。如果沒(méi)有磁帶的話，數(shù)據(jù)會(huì)被刻錄到CD上,再通過(guò)平郵方式分發(fā)出去。

　　如今，地理空間數(shù)據(jù)的采集工作無(wú)處不在。GeoEye-1衛(wèi)星可提供分辨率為0.41米的全色影像，且重訪周期極短，約為2到3天。該數(shù)據(jù)集的大小一般會(huì)達(dá)到千兆字節(jié)，但用戶是能夠很容易地從互聯(lián)網(wǎng)上下載到這些數(shù)據(jù)的。而每景數(shù)據(jù)的地理空間處理過(guò)程也僅需幾分鐘，甚至幾秒鐘就可完成。

　　不過(guò)，我們還是面臨著諸多的問(wèn)題。有些屬于新問(wèn)題，而有些則是伴隨著發(fā)展積累的老問(wèn)題。無(wú)論從文件的大小還是質(zhì)量來(lái)看，地理空間數(shù)據(jù)比以往任何時(shí)候都更加復(fù)雜和龐大了。隨著數(shù)據(jù)采集數(shù)量的增多，采集頻度的增強(qiáng)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量也正在迅速增長(zhǎng)。在數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中，我們會(huì)用到許多類型的數(shù)據(jù)，包括高分辨率衛(wèi)星影像、多特征數(shù)據(jù)集、激光掃描點(diǎn)云、亞厘米級(jí)GPS點(diǎn)等。通常情況下，地理數(shù)據(jù)的處理計(jì)算相對(duì)集中，與處理數(shù)據(jù)相關(guān)的算法也在變得越來(lái)越復(fù)雜。

　　此外，企業(yè)往往希望能夠同時(shí)對(duì)多景數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理，甚至希望通過(guò)訪問(wèn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組來(lái)實(shí)現(xiàn)并行處理。這就需要強(qiáng)大的處理能力作為支撐?；谖恢玫姆?wù)和地圖服務(wù)的出現(xiàn)，意味著我們必須把更多的精力投入到為終端用戶提供數(shù)據(jù)上來(lái)。

　　由于地理空間數(shù)據(jù)需求的波動(dòng)性較大，特別是與災(zāi)害性事件相關(guān)的公共需求，因此幾乎所有管理地理空間數(shù)據(jù)的企業(yè)和機(jī)構(gòu)都在經(jīng)受著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。對(duì)于一個(gè)遭遇洪災(zāi)的縣級(jí)政府而言，某一特定時(shí)間內(nèi)，對(duì)數(shù)據(jù)管理、共享和存儲(chǔ)的需求都將大幅增長(zhǎng)。而災(zāi)難結(jié)束后，業(yè)務(wù)運(yùn)行又將回歸正常狀態(tài)。政府必須提供預(yù)案來(lái)解決基礎(chǔ)設(shè)施資源需求劇增所帶來(lái)的壓力，同時(shí)也要能夠保證其順利回歸日常的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。

　　從IT基礎(chǔ)設(shè)施的角度來(lái)看，這已成為了一個(gè)管理上的噩夢(mèng)。我們獲取的數(shù)據(jù)越多，服務(wù)的用戶越多，也就需要更多的基礎(chǔ)設(shè)施。此外，我們需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和編目，從而高效地將其分發(fā)給用戶。這一切聽(tīng)起來(lái)好像有點(diǎn)令人生畏，但對(duì)一些軟件供應(yīng)商而言，這些“新”的需求正在融入地理空間行業(yè)。

　　云計(jì)算給地理空間行業(yè)帶來(lái)的好處

　　地理空間企業(yè)需要為其用戶提供大量安全可靠的地理空間數(shù)據(jù)和服務(wù)。這些都將依賴于能夠提供數(shù)據(jù)便捷存儲(chǔ)和管理的解決方案以及一整套的Web服務(wù)。其中，Web服務(wù)不僅要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，還要實(shí)現(xiàn)目錄查詢、數(shù)據(jù)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)化、矢量編輯、制圖、地學(xué)處理等各種特定功能。對(duì)于單一事件而言，基礎(chǔ)設(shè)施必須具備一定的靈活性，以滿足需求突增所帶來(lái)的壓力，從而避免硬件、軟件和服務(wù)中的多余資本支出。

　　許多企業(yè)都在試圖完成以上所有功能但又會(huì)受到資源不足的限制，所以他們當(dāng)中的大多數(shù)企業(yè)更愿意去挖掘地理空間方面的人力資源,而不是增強(qiáng)IT專業(yè)技能和IT投入，或者擴(kuò)展內(nèi)部的IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。因此，地理空間企業(yè)已對(duì)強(qiáng)大、安全和可靠的外置基礎(chǔ)設(shè)施解決方案產(chǎn)生了濃厚的興趣。這也正是云計(jì)算所要解決的問(wèn)題。

　　云計(jì)算給地理空間行業(yè)帶來(lái)的好處包括：

　　·安全且即時(shí)可用的解決方案可在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)運(yùn)行

　　·解決方案交付使用的過(guò)程簡(jiǎn)單，安裝和配置流程統(tǒng)一

　　·減少了技術(shù)支持所產(chǎn)生的通話費(fèi)用

　　·能夠有更多的時(shí)間來(lái)關(guān)注研發(fā)工作

　　·更加關(guān)注資源和保護(hù)系統(tǒng)，提高了安全性

　　·降低了使用門(mén)檻，可在云端便捷地啟動(dòng)和運(yùn)行解決方案

　　·滿足高峰期的服務(wù)和存儲(chǔ)需求

　　·企業(yè)只需支付實(shí)際的資源消耗，從而避免了硬件、軟件和其它服務(wù)的不必要開(kāi)銷

　　·即用即付，你可以隨時(shí)終止進(jìn)程

　　·分?jǐn)偟幕A(chǔ)設(shè)施成本和較低的管理開(kāi)銷極大地節(jié)省了用戶開(kāi)支

　　盡管存在這么多的好處，但是云的使用仍然令人擔(dān)憂。其中最大的挑戰(zhàn)就是有關(guān)數(shù)據(jù)安全性、可用性和成本波動(dòng)性的問(wèn)題。不過(guò)，這些擔(dān)憂自外部數(shù)據(jù)托管服務(wù)商將其作為一種基礎(chǔ)設(shè)施選擇開(kāi)始就是一直存在的。

　　云層的四種主要模式

　　“云”已成為整個(gè)IT行業(yè)廣泛使用的術(shù)語(yǔ)，理解其在地理空間領(lǐng)域的意義就顯得至關(guān)重要。以下列出四種主要的云模式：

　　·大型云基礎(chǔ)設(shè)施：它們可為企業(yè)提供伸縮性強(qiáng)的、即用即付的云服務(wù)，例如Amazon EC2和Microsoft Azure。這些服務(wù)致力于為用戶提供訪問(wèn)基礎(chǔ)設(shè)施資源的最優(yōu)路徑，并通過(guò)有限的運(yùn)行支持來(lái)提供一個(gè)更為通用的云。

　　·附加在大型云基礎(chǔ)設(shè)施上的組件：現(xiàn)在，許多公司都開(kāi)始在大型云基礎(chǔ)設(shè)施上提供特定的行業(yè)產(chǎn)品。例如地理空間行業(yè)中的WeoGeo和SpatialCloud，它們都在Amazon EC2上提供了專業(yè)的解決方案。WeoGeo提供地理空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換功能，而SpatialCloud則為應(yīng)用開(kāi)發(fā)商和內(nèi)容提供商提供了存儲(chǔ)和分發(fā)地理數(shù)據(jù)的功能。作為專業(yè)解決方案的基礎(chǔ)，Amazon EC2上發(fā)布的這些服務(wù)能夠幫助公司提供靈活的、可擴(kuò)展的基礎(chǔ)設(shè)施和存儲(chǔ)能力。

　　·小型云提供商：供應(yīng)商構(gòu)建這些小型云完全是為了滿足特殊行業(yè)的需求。Skygone Cloud就是一個(gè)很好的例子，它可為GIS公司提供云計(jì)算服務(wù)。Skygone公司運(yùn)營(yíng)者提供頂級(jí)數(shù)據(jù)中心的自有云，并能夠?yàn)橛脩粞杆?、高效地提供企業(yè)級(jí)解決方案。Skygone Cloud的工作團(tuán)隊(duì)由來(lái)自于世界先進(jìn)GIS軟件和服務(wù)公司的許多技術(shù)及業(yè)務(wù)精英組成。他們?cè)噲D利用云來(lái)改變GIS行業(yè)構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施解決方案的方法，從而提供自己的制圖操作。

　　·內(nèi)部部署/私有云：它通常是在企業(yè)內(nèi)部構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，并通過(guò)高效的云解決方案來(lái)運(yùn)行這些數(shù)據(jù)。許多組織機(jī)構(gòu)都希望能夠利用靈活的云計(jì)算方式，而他們卻又畏懼使用公共云，其中包括安全性、隱私性和穩(wěn)定性等問(wèn)題。私有云解決方案就是在企業(yè)的私有信息技術(shù)架構(gòu)中創(chuàng)建的一個(gè)云基礎(chǔ)設(shè)施。一些公司也已為內(nèi)部解決方案提供內(nèi)部部署云，如 Appistry。

　　從現(xiàn)有產(chǎn)品過(guò)渡到云

　　許多地理空間軟件供應(yīng)商都可以很容易地將其產(chǎn)品包轉(zhuǎn)化為基于云的解決方案，包括數(shù)據(jù)管理和分發(fā)系統(tǒng)、地理處理、矢量管理和編輯、基于位置的服務(wù)、攝影測(cè)量和一般的制圖功能。對(duì)于更為廣泛的地理空間行業(yè)而言，基于云的產(chǎn)品需求如下：

　　1、云托管解決方案：客戶可能會(huì)希望所購(gòu)買和使用的地理空間解決方案能夠在內(nèi)部運(yùn)營(yíng)，或者無(wú)需基礎(chǔ)設(shè)施方面的投入。因此，他們會(huì)選擇在外部、可擴(kuò)展的環(huán)境中運(yùn)行不需要長(zhǎng)期許可協(xié)議的應(yīng)用程序。客戶既可以在基礎(chǔ)設(shè)施中引入現(xiàn)有的軟件許可，也可以租賃軟件許可。

　　2、基礎(chǔ)設(shè)施需求：在這種情況下，客戶己經(jīng)擁有了他們所需的地理空間軟件，但并不具備計(jì)算能力。例如，使用ERDAS IMAGINE生產(chǎn)一個(gè)縣的正射鑲嵌圖。這一操作需要耗費(fèi)大量的處理資源，但每年也只進(jìn)行一次。因此，生產(chǎn)單位很可能不愿意為這個(gè)項(xiàng)目的主要系統(tǒng)進(jìn)行投資，或者是在內(nèi)部系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的時(shí)候苦苦守候一周。如果不想通過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)完成這些工作，那么在ERDAS IMAGINE客戶界面中將處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端可能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。通過(guò)這個(gè)選擇，整個(gè)處理工作就可以轉(zhuǎn)嫁給龐大的外部云端服務(wù)器了。這才是真正需求的可擴(kuò)展的基礎(chǔ)設(shè)施，并且易于得到大型云基礎(chǔ)設(shè)施的支持。不過(guò)，這種能力的發(fā)展需要進(jìn)行大量的研究和開(kāi)發(fā)，只有那樣才能真正理解一些具體的概念，例如如何巧妙地將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連接到云端服務(wù)器。

　　3、軟件即服務(wù)(SaaS)：有些客戶并不想購(gòu)買地理空間軟件或者計(jì)算能力，但卻希望能夠獲取全面的、自定義地理空間解決方案。在這種情況下，客戶不僅無(wú)需擁有基礎(chǔ)設(shè)施的所有權(quán)，也無(wú)需擁有解決方案的所有權(quán)。同Salesforce.com類似，地理空間供應(yīng)商將完全擁有并管理該解決方案，同時(shí)為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

　　云計(jì)算時(shí)代的來(lái)臨

　　事實(shí)上，云計(jì)算時(shí)代才剛剛來(lái)臨?，F(xiàn)在正是那些已經(jīng)超脫了炒作和恐慌并且認(rèn)識(shí)到云地理空間解決方案價(jià)值的早期實(shí)踐者的黃金時(shí)期。

　　云解決方案的應(yīng)用預(yù)示著地理空間產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，而我們還處于該技術(shù)的起步階段。云計(jì)算也讓處于編輯、管理和分發(fā)地理數(shù)據(jù)需求風(fēng)暴中的地理空間供應(yīng)商看到了“一線曙光”。對(duì)于整個(gè)行業(yè)而言，這的確是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻，我們將期待更多的解決方案的出現(xiàn)。