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刘修国:引领GIS新潮流走向K9的地理信息系统
2009年11月24日    评论:    分享:

    来源:新浪科技

    2009GIS产业发展论坛11月18日在深圳举行,本届论坛主题为“自主创新 合作共赢”。新浪网为独家支持网络媒体。以上图为教育部地理信息系统软件及其应用工程研究中心副主任 刘修国做题为《引领GIS新潮流走向K9的地理信息系统----MAPGISK9体系 功能报告》主题演讲。

  以下为演讲实录

  各位来宾大家下午好!刚才方老师讲了一下正在研究的产品和方向,我现在演讲的题目是MapGIS K9地理信息应用解决之道。实际上应该说是我们新发的一个产品。在座的有很多我们的老客户,从MapGIS地图开始到现在MapGIS K9,这一系列走过来是在应用着一种驱动,这种驱动下对我们的产品和技术有新的要求。到现在应该说我们的要求到了新的阶段,那么到了一个什么样的阶段?我们现在的应用不再是单一的应用,我们现在的应用不光是从技术的角度,不仅仅涉及到传统的GIS,也不仅仅是遥感、三维或嵌入式,有一个应用需要方方面面的空间技术结合到里面。这里面是灵活多样的而且是综合性的。灵活多样的业务扩展对我们的要求是什么呢?我们设定了空间数据、非空间数据,要求我们的数据层面能够管理异构的数据,能够做一些共享,这是一个要求。另外一个要求是我们的业务随时都在变化,像我们的课时调整、业务需求变化,这时候要求我们应用系统的构建要更灵活、更方便,能够快速适应业务的变化。这是GIS行业技术变革对我们在地理信息应用方面的新需要。


  针对这个方面我们推出了现在MapGISK9产品,这里面我们定位的是MapGISK9地理信息解决之道。现代地理信息业务系统到底对现在的需求有哪几个方面?我归结了四个方面:一是统一的数据管理,这里面包含有空间的、非空间的,另外是实现异构数据的共享;二是我们的应用是综合性的应用,而不是单一的GIS、摇杆或导航、Web的应用,我们需要一体化完备的功能支持;三是业务系统能够快速构建,这个构建的过程要求我们的系统开发能力强,我们的功能要尽可能的能够复用,而不仅仅是开发层面上的代码复用,而是更高级别上的复用,这是对平台的另外一个要求;四是我们的应用部署是多种多样的,有集中式的、混合式的。对这些要求看看我们的K9是怎么解决的?

  下面我想介绍一下MapGISK9新一代的体系架构,我不想介绍的太复杂,首先给大家看看传统GIS的架构。传统的GIS大家看的很清楚,下面就是我们的数据层,有了数据层之后上面要有GIS内核,在GIS内核之上从管理到分析到处理到互联网的业务功用支撑,到后面是我们的构建和应用,这是传统的方式,实际上我们的层次结构是很清晰的。现在K9到底做了哪些变化?结合这张图大家可以动态的看一下,这是我们提升MapGIS K9的一个结构,大家看看我们把异构的数据通过一些技术集成管理起来,这是文件式的。数据库有SQL数据库、DB2数据库和其他的专业数据,可能是GIS的数据,也可能是别的数据,这些数据在K9里怎么用?我们也要通过相应的技术打造。

  这一块只是解决了数据层面上的事情,后面我们会介绍到底用哪些技术解决问题。这些技术跟我们的功能之间到底有什么绑定,我们知道现在数据库里有很多方法,空间上的应用跟数据关联并没有绑定,数据中心到K9层面上不光是把数据通过各种驱动解决然后统一管理,另外我们把功能跟数据之间有绑定,实际上也绑到一个盒子里,这里面就形成了我们的数据中心集成开发平台,这是MapGIS K9很关键的一个产品构成。后面还有一个主题会详细介绍一下数据中心集成开发平台的主体功能和运营模式。

  基于这个数据中心构成模型,看看我们的手册里有MapGIS K9的基础平台和基础功能,基础功能有企业管理器、分析系统、遥感应用、嵌入式和Web,这是我们在数据中心平台上构建的专题工具。再往上是构建不同的应用,互联网、三维、遥感、嵌入式等等。从结构上大家可以看到好像是在数据层和功能层上打通了。我想问大家一个问题,我们一直知道空间数据引擎,跟数据中心到底有什么区别?我们的SDE最多的是什么?是调度管理数据,但我们的分析功能跟这个东西怎么去关联?实际上SDE在数据层面、管理层面上的事情,数据中心平台更多是异构数据的管理,在管理的基础上我们把相应的功能跟它绑定,然后做抽象、做继承,做逻辑的抽象,然后对外提供一些功能服务,后面我会详细跟大家说明一下,大家不要认为我们把它做成一个盒子之后没有层次了,实际上在内部的层次仍然是很清晰的。

  下面我想具体说一下MapGIS地理信息应用解决之道的第一个要解决的关键问题,就是异构数据管理模式。不管是文件型的还是数据库型的,是第三方的数据还是我们自己的数据,我们在数据中心层面上把它统一了,然后我们对外提供这种服务统一了,就是你们做增值开发的时候接口模式是一致的。到底怎么实现的呢?MapGIS提供了数据仓库的概念,这个图片不足以说明问题,我只是想说明一下在数据库管理系统里企业管理器会有逻辑上的要素类,更多的是看到逻辑分层,按年分或按应用,这块是数据仓库要解决的一部分功能。但这一块到底怎么解决?实际上会有本地驱动式的,就是直接驱动式的,假如有我们自己的数据,MapGIS的数据可以直接驱动。非MapGIS的数据,我们现在定义的有规范,可以按照这种规范由第三方写我们的驱动,我们自己也可以写驱动,这个驱动就是MapGIS的驱动已经实现了。数据仓库里管理的内容大家可以从这里面看到,现在的空间数据仓库从数据类型上已经实现了栅格。我们还有非空间数据,我想强调空间和非空间的一体化,我们按照驱动和规则的方式,一个是我们自己实现数据的管理,另外也可以通过定义规则,我们提供规则机制,由用户自己定义规则扩充管理的数据运行。

  简单的看一下目前的数据管理方式,原先的方式MapGIS的数据由MapGIS平台管理,Arc GIS由Arc GIS平台管理,其他的GIS由其他的平台管理。现在怎么做呢?不同的数据由数据中心集成平台来管理,这里面可以用中间件的方式驱动,也可以用无线的方式驱动,还可以定义一些业务规则驱动。这里面是我们数据中心关于空间数据管理方面的机制。具体的我就不想多说了,支持异构的矢量数据,与多种腰杆数据的兼容。我们现在不做过多的转换,你想做就可以利用中间件的技术或其他技术实现我们的操作,直接操作,然后重回原有的格式。从6到K9,一个是6X的格式,现在的版本能够直接读进来然后直接编辑。实际上这里面不仅仅是6,包括Arc GIS的数据,可以直接进来,没有转换环节。大家可以想一下去掉转换环节可以有哪些好处。

  MapGISK9的数据仓库管理的是全新的面向实体拓扑的二维、三维一体化存储,我们的应用是综合的,我们的数据层面一定是一体的。假如我现在提供三维GIS平台又提供了二维GIS平台,这两个平台不是一家的时候你们可以想像它的管理复杂度到底有多少。这里面我想强调一下,一个是增加了二维、三维数据一体化的存储模式,这也是K9新发布的这个产品所支持的功能。

  利用最先进的空间管理技术,这里面的效率和数据量基本是无关的,现在已经试过的二十几个TB数据已经测试过,性能上没有发现太大的问题。另外想说明一点,跟商用数据库有一个比较,MapGIS数据中心提供了一个事务并发访问的功能,这也是我们的一个特色。另外一个特色是历史的回溯、演变和变更,历史的数据我们也增加进来了。关于数据这一块我就想讲这么多。

  另外是一个很综合的问题就是综合应用。综合应用要求我们具备的功能是综合的,而不是单一GIS或二维靳海涛、三维GIS、遥感的,而是全方位功能的。这个融合机制是什么样的?我可以告诉大家,MapGISK9在我们的功能仓库里提供的这些功能已经涉及到遥感平台相应的功能、嵌入式GIS的相应功能、矢量的功能、三维GIS的功能,包括MapGIS单独的功能。在我们后面看到的功能仓库这个层面上对你进行统一管理。这里面我想强调的是全平台的功能融合在K9功能仓库的层面上已经做了一个整合。这里面我简单回顾一下MapGIS K9增强的一些功能,像这里面有增强的专业制图,我们优化了一些边际功能,原来的MapGIS6、7或之前的编辑器大家用的都很熟,点线面都很熟,我们现在有一个编辑工具,跟6、7的面积模式和概念模式比较接近,这样就是从6到K9的过程感觉到更平滑、平稳。另外增加了一些功能,对你的应用和操作都会方便很多。

  全面增强了专业的数据分析和处理功能。细节上我不想多说,我们的体验中心大家可以下去看一下,关键想强调我们的历史分析这一块功能。这一块功能比原先的系统强很多,我们的网络分析、影像分析,不管是二维统计学还是三维统计学,这一块我们的功能是比较强的。具体细节我不占大家太多时间。包括网络分析功能,每一个功能大概是什么含义,在这里也没有更多的时间解释。

  另外是增强了真三维动态建模与可视化分析。刚才强调应用综合,这个综合对三维的要求越来越多,我们看到有景观的,但我们更多是针对专业的地下空间应用。MapGISK9在功能仓库层面上把三维动态建模的功能整合在一起,增强了这些功能,在功能仓库的层面上也做了一个整合。

  这里我们做了一些四维时序分析,有一些动态的场景给大家演示一个,像这个是做的雷达扫描,根据不同雷达点对空扫描的时候雷达波可以到达哪个方面?这里做个四维分析,比三维分析增强了很多。再就是各种三维展示,包括虚拟现实展示,多通道的虚拟现实展示都可以实现,常用的三维驱动都是第三方的,我说的不仅仅是景观,景观这一块大家都支持。

  另外完备功能的一个体现是现代K9在遥感功能确立上增加了很多功能,基础这一块不想多说,数据层面刚才给大家介绍了,支持很多数据。另外是辐射校正、几何校正、影像分类都很强。这里更多是增加了栅格数据管理、高光谱和雷达数据管理、遥感应用,这是K9里新增的一部分。大家想想做GIS时涉及遥感的功能,这块对你们的帮助应该是比较大的。

  另外一个应用是涉及到互联网的解决方案,互联网的支撑一个是分层架构,另外是提供现在通行的矢量与瓦片服务,把现在互联网的功能像我们的数据仓库里的功能自动分装成服务,然后在互联网里调用,这是多模式高集成的互联网解决方案。做互联网应用的时候,它的能力应该比较客观,我们的互联网研发部在这方面做了很多工作。互联网的应用适用于各行各业,我们在座的很多都在用互联网,主要是我们的空间信息在互联网上的展示。

  另外一个是嵌入式,这也算是一个嵌入式平台,这个功能也是很丰富的,我们做巡检用到嵌入式的时候,讲到这里大家可以看到MapGIS K9提供的是一个全平台的功能。这里我想强调的一个解决方案就是功能层面上的,但功能再多仍然不能解决所有问题。现在来了一个新的业务需要新的处理方式,那怎么办?MapGISK9提供了功能资源的复用,不同的功能、自己的功能、别人的功能能不能拿来复用,MapGISK9提供了功能资源的复用支持。我们看看我们自己提供的功能仓库,功能仓库里有最基本的功能库,这是传统的arg GIS涵盖的功能,我们把它涵盖到功能方法库里去。基于功能方法库的基本功能,按照你的业务流程,假如你想做一个专业的分析,可以按照我们流程的方式做整合,按照工作流的方式做成一个库,从这个层面上我们自己的功能在应用系统里可以复用,这个复用只是自己的功能比别人全。那别人的呢?我们更多可能想用第三方的。我们自己的功能怎么复用就是内部的复用,通过聚合的方式或脚本代码的方式进行复用。外部功能可以通过标准服务接口调用其他厂商的,方老师刚才讲的Grid也可以做一些支持。第三方是我们自己的功能进行复合,工作流里不仅做我们自己的,也可以把第三方的注册到我们那里进行复用。这在数据中心里讲的会更深入一些。

  有了数据层面的共享之后,我们的功能能够复用和共享。现在看看我们的业务怎么能够快速的构建,不管是哪个方面的业务,国家政策变了、科室结构变了我们的业务都有调整。有人说过MapGIS6、7是个很强壮的产品,这个产品的繁殖能力不强,开发工作量相对大一点,针对业务进行领先性反应的时候会比较慢。MapGISK9在业务性能快速构建方面有它独到的支持,我们前面接触了几个方面再加上二次开发支持。先看一下开发支持:首先是零编程、巧组合、易搭建的模式,真正想达到的是用户按照自己的想法自己配置,自己装配自己的系统,这对开发人员的门槛相应降的更低。具体的开发方式在数据中心的主题报告里会介绍。开发的目的就是让大家感觉像大积木似的,形成业务应用,说起来很简单,做起来的时候仍然会觉得比较简单。

  我想把MapGISK9现在提供的几种支持开发方式跟大家说一下,从这个层面上看就是我们的核心部分,核心部分其中有一个基本的框架,这个框架绝大部分包括我们自己的工具也是在这个框架上构建的,这里面的框架可以调用一些数据组织挂接之后形成一个系统。假如用户构建一个面向自己问题的业务系统,我可能会需要针对这个业务方向的解决方案,这里面需要少量的编程,编完了之后按照我们的规则插到我们的功能库里去,加上主体框架的要求利用插件的方式满足你的业务系统。几种框架不够用的时候可以用搭建式或配置式来做具体的业务系统构建。具体的构建我们的另外一位同事在数据开发平台报告里讲的会更详细。

  下面大家看看基于Flex或搭建模式开发,白天到用户那里了解需求,晚上就可以搭建出来。这得益于我们搭建平台的二次开发方式。让开发人员感觉开发并不难,不关注计算机业务,而只关心自己的业务问题。这个图在一些地方都看到了,简单的基于数据中心运营系统的构建,可以按照搭建变成我们的流程库,每一个流程方法可以解决每一个用户的具体功能。业务解决之后把所有的业务汇集起来就是我们的业务系统,我们的构建就是这么一个流程模式。但这一块大家可以在后面看到,基于搭建的开发模式和传统的二次开发模式过程会有些不同,在需求分析的时候我们就开始做设计,需求分析完了我们的设计也就出来了。

  下面讲一下部署,现在实际上有很多应用,它的部署是很复杂的。这个图在方老师的报告里闪了一下,现在K9要支持企业级的部署,涉及到企业服务器、应用服务器、门户网站的Web服务器,这些服务器之间是多层次、多级的模式。K9怎么去支持?实际上我想跟大家说明一下,我们现在的部署模式可以是比较灵活的。像集中式的部署,这里面有空间库服务器、数据服务器,然后汇集我们的数据目录。这里有GIS应用服务其或业务应用服务其,然后我们提供服务目录,通过我们的数据目录和服务目录对外发布,向互联网提供我们的服务。是集中式的时候我跟外面的用户怎么交换数据,可以通过我们的数据交换服务器跟下一个中心进行交换。这是一种集中式的企业级部署方式。

  还可以做分布式的,集中式的只有在主中心有数据,在分中心直接调用、运用,分布式不光是中心,加上省厅、地市,省厅有数据、地市也有数据,通过数据目录、服务目录远程调用进行数据的汇集和交换,这是我们分布式的数据。

  有了集中式、分布式,我们可以做成混合式,根据企业级应用我们的部署方式会比较好。现在我们想支持的就是服务器,假如业务量大,服务器动态的添加,这样至少前期我们业务量小的时候可以投入一些小的硬件投资,等业务量大的时候再扩大硬件投资,在MapGISK9的企业级部署上有一套灵活的部署方式。

  我报告的题目本身就是“地理信息应用解决之道”,现在回顾一下MapGISK9。MapGISK9有一系列的基本工具,具有先进的架构、异构的空间数据管理、异构的空间数据集成和真三维的建模,还有完备的遥感处理和开发。这是MapGISK9的新特性。

  当时命名新产品名字的时候有一些想法,MapGISK9问世,我们想实现地理信息应用通过MapGISK9的方式为大家提供很好的解决方案,我们提供灵活的搭建方式,在核心部分有很多突破技术,再就是希望能跟大众建立桥梁作用,服务大众。我们会继续努力,永攀高峰!

标签:刘修国GIS地理信息K9
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