数字地球导论(4)

2019-04-23 18:56

一、Grid对GIS的影响 1、对空间分析的影响

2、对空间数据存储方式的影响 3、对GIS多维化发展的影响 4、对GIS互操作的影响。 5、对GIS开发方式的影响 6、对GIS产业模式的影响 二、Grid GIS

2、与Web GIS的区别

? 结构不同:Grid GIS是在有格网计算架构的基础上的GIS应用,是网络互联的基础

上通过格网结点的普遍资源共享,是一种汇集和共享空间信息资源,进行一体化组织与处理,具有按需服务能力的空间信息基础设施;web GIS主要侧重于利用现有网络来实现数据的共享。

? 功能不同:Grid GIS的思想在于所有资源的普遍共享,包括计算资源、存储资源、

信息资源、知识资源等,Grid GIS采用WSC标准,真正的与平台无关;不受现有的代理和防火墙的限制,可以利用HTTP验证模式,支持安全套接层 ;web GIS则强调利用网络实现GIS的互联操作;其基于XML,CORBA,DCOM等中间件平台要求服务客户端与系统提供的服务本身之间必须进行紧密耦合,无法实现跨平台的数据访问 。

? 实现不同:Grid GIS的基础架构是格网计算;web GIS的基础是现有网络 。 3、Grid GIS的体系结构

? Grid GIS可以分为三个基本层次:数据资源层、格网服务层和应用层 。

? 数据资源层:是构成格网系统的硬件基础,它包括各种计算资源,这些计算资源通

过网络设备连接起来。它只解决计算资源、物理网络资源等的共享和互操作。 ? 格网服务层:实现与数据资源无关和应用无关的功能 。

? 格网应用层:在格网服务层提供的中间件平台的基础上,用户利用提供的接口和服

务完成格网应用的开发。

4、Grid GIS的技术系统

? 宽带网络技术:Grid GIS的互联网需要比Web GIS更快的传输速度,要实现“即连

即用”的格网计算,宽带网络是先决条件。

? 分布式对象技术:空间服务的载体是空间对象,网络环境中的空间服务需要分布对

象的支撑。

? 互操作技术:面向应用框架的互操作是在应用层来处理互操作,客户方可以使用本

地环境的接口直接调用服务方的应用,同时,也可以调用服务方某个对象来完成自己的任务,客户方和服务方应用接口的差异可以通过外部的转换来消除。

? GML共享技术:GML是XML在理空间信息领域的应用,Grid GIS系统的互操作

离不开GML的支持。

5、Grid GIS的服务组成结构

? 根据相关规范,Grid GIS主要有3个信息访问服务类型:网络地图服务器、网络要

素服务器和网络覆盖服务器。

三、分布式数据库

? 特点:数据独立性、集中与自治相结合的控制结构、适当增加数据冗余度及全局的

一致性、可串行性和可恢复性。

四、数据仓库

? 数据仓库是一个面向主题的、集成的、不可更新的、随时间不断变化的数据集合,

它用于支持企业或组织的决策分析处理。 ? 数据仓库是一个过程而不是一个项目。

? 数据仓库系统是一个信息提供平台,他从业务处理系统获得数据,主要以星型模型

和雪花模型进行数据组织,并为用户提供各种手段从数据中获取信息和知识。

五、数据格网

? 数据格网就是把地理位置分布的数据资源、系统用户(数据生产者和数据消费者)、

存储资源连成一个逻辑的整体。

? 数据格网访问数据的方法对用户来说是透明的。 六、现代管理的体制与机制

? SCIO:所谓企业信息管理中的CIO管理体制,就是由企业的最高经营决策层中CIO

全面统筹负责组织信息管理活动,下设专门的信息管理职能部门负责组织信息的收集、开发、传播、共享、协调等日常业务。

? 一般来讲,企业信息管理专门人员系统主要包括:(1)企业信息高层管理人员,即所

谓的CIO。(2)企业信息中层管理人员,即居于企业信息管理系统的信息资源管理、系统管理和技术管理各部门负责人 。(3)企业信息基层管理人员,即居于企业信息管理系统的具体从事信息资源管理、系统管理和技术管理等工作的管理人员。

三、从IT管理到IT治理

? IT管理与IT治理的关系:

? 区别:①从工作内容看,IT管理一般是从具体的操作层面出发,针对信息系统具体

目标的实现所采取的行动。而IT治理则是在宏观层面的战略角度上,对IT战略上的过程、结构和联系进行梳理和监控,以确保组织信息系统的运营管理能够始终沿着正确的方向进行。

②从执行主体看,IT管理是由专业的信息系统管理人员执行,而IT治理则

是组织高层领导机构的工作。

③从技术深度看,进行IT管理涉及到很多具体的信息技术,要求具有充分

的专业知识;IT治理则更多地运用管理学等知识,从组织整体战略和目标角度描述和控制信息系统状态,而很少使用具体的信息技术。

即IT治理是指现代企业,尤其是IT企业的整体化的现代管理理念和方法,而IT管理则是针对某一特定问题的管理方法。

? 联系:IT管理是IT治理的基础,IT治理是IT管理方法的集成和综合表现,是IT

管理发展的高级阶层。

第三章 对地观测计划及应用技术系统

一、MTPE与NMP-EOS总体计划

? 我国于2004年11月16日宣布,加入全球对地观测系统,并预计在2020年前发射

100多颗卫星。

1、EOS计划的目标和任务

? 目标:科学认识全球尺度范围内整个地球系统及其组成部分和它们之间的相互作用

及其作用机理等,进而预测未来10-100年地球系统的变化及其对人类的影响。 ? EOS计划内容

① EOS科学研究计划:是EOS计划的基础,主要是地球系统科学的研究,以图解释

地球系统中发生的一些现象的原因及其发展变化规律,建立地球系统模型。 ② EOS资料和信息系统(EOSDIS)

? 设计宗旨:有利于EOS研究机构对EOS资料的充分利用;向用户长期提供可信度

高的观测资料。

? EOS/MODIS资料的特点 :多通道同时观测;高分辨率观测;大范围观测;每天可

覆盖全国多频次观测;高精度观测 。 ③ EOS观测系统:EOS航天观测系统主要由大型极轨平台EOS-a, EOS-b组成,分别

约于1998年,2000年用大力神IV发射到极地轨道上。

2、EOS计划特点

? 是一个史无前例的规模巨大的国际综合性空间计划; ? 是世界各国科学家集体智慧的结晶;

? 是空间、遥感、电子和计算机等世界领先技术的最高水平的集中体现。 二、EOS的技术系统

1、先进的对地观测平台系统

? 先进的卫星对地观测系统:包括大型的综合卫星平台与小卫星星座。 ? 平流层亚轨道平台系统 ? 先进的航空对地观测系统 2、遥感有效载荷系统

? 发展三高(高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率)于一体的光学遥感系统; ? 研制多频段、多分辨率、多极化、多测绘模态、干涉雷达对地观测和测绘系统; ? 研发对地面、大气、海洋某些物质成分和污染物等具有定性、定量和鉴定作用的新

型对地观测遥感系统;

? 研发发展地球磁场、重力场和电场等地球物理参数的观测系统。 3、地面数据保障服务体系

? 在有效整合现有遥感卫星地面系统的基础上,建立多卫星平台对地观测数据接收、

海量数据的集成、高速处理、储存、查询、分布和服务的保障体系; ? 促进数据的广泛应用与共享,发挥其在经济社会可持续发展中的应用。 4、对地观测定量化技术支撑系统

? 包括对地观测、监测、验证、定标、定量、真实性检验等在内的地面支持体系,保

证数据的标准与定量化。

5、关键技术

? 高稳定度的大型的综合卫星平台技术; ? 多卫星组网的星座型虚拟平台技术;

? 平流层可控和定点平台集体、太阳生材料及蓄能技术;

? 集“三高”于一体的光学遥感器以及多模态合成孔径雷达技术; ? 海量、高速数据接收、传输和处理技术; ? 国家资源、环境综合预警技术; ? 突发事件的快速反应技术; ? 对地观测数据的定量化技术。 6、加强空间信息获取能力建设

? 小卫星系统的持续发,开发目前研发的“高性能小卫星”系统的运行和应用与后续卫

星的构想、设计、研制;

? 重视航空遥感系统的发展、运行和产业化; ? 重视“三高”、“全天候”遥感能力建设。 7、加强空间信息应用体系与应用能力建设

? 建立国家级的应用系统;

? 建立国家级的空间数据中心。

三、下一代EOS-智能对地观测系统 1、EOS未来发展趋势

? 对地观测卫星、传感器向高分辨率发展; ? 对地观测卫星向网络化发展; ? 对地观测系统向综合与协作发展。 4、IEOS的体系结构

? 特点:卫星采用多层卫星网络结构。

? 第一层:由对地观测卫星组成,构成一个个星座; ? 第二层:由地球同步卫星组成,负责通讯作用。 7、关键技术

? 在轨处理技术; ? 高速数据传输 ? 网络技术。

四、地球观测星座及其编队飞行技术 1、遥感小卫星星座

? 传统小卫星:重量小于1000kg的卫星。

? 现代小卫星:总重量在1000kg以下的能满足载荷遥感器工作条件的遥感卫星,并

加入“功能密度”的概念。

? 传统小卫星特点:重量轻、体积小、用途单一。

? 传统卫星按重量进行分类:大卫星、中型卫星和小卫星。 ? 现代划分卫星的依据:质量、技术支撑和应用。 ? 现代小卫星的分类:小卫星、微卫星和纳卫星。

? 小卫星:应用新技术和新的设计思想研制出来的一种人造卫星。

? 微卫星:其所有的系统和分系统全面体现微型技术,并且至少实现一种功能。 ? 纳卫星:卫星尺寸减小到最低限度的卫星。

? 现代小卫星的基本目标:选用高新技术,增加容量和性能,减小体积和重量,使成

本和风险降为最低,促进卫星功能密度的不断提高。 ? 现代小卫星的特点: ? 重量轻,体积小; ? 研制周期短,成本低;

? 发射灵活,启用速度快,抗毁性强; ? 卫星技术性能高。

四、地球观测星座及其编队飞行技术 1、遥感小卫星星座

? 现代小卫星最大的应用特点:星座。 ? 目前小卫星星座的主要类型:

随机相位星座 和定相位星座。 ? 小卫星的主要研究机构: ? 美国的Surry大学

? 美国轨道科学公司 :OSC(光学卫星通信) ? 欧洲航天局的Astrium公司 ? 法国的Alcltel公司 ? 美国大学

2. 遥感小卫星的编队飞行

? 小卫星编队的关键技术是反卫星卫星的基础 。 ? 未来卫星编队飞行需要解决的关键技术:

1) 自主定位、定轨与识别技术 ; 2) 编队卫星运行管理技术 ; 3) 星间链路技术 ;

4) 编队飞行卫星群对测控的需求研究 。

5) 反卫星卫星是小卫星编队飞行的一种特殊应用 。 6)小卫星编队飞行是对抗空间武器的有效手段之一 。

3、卫星星座的技术发展

? 先进的传感器 ? 传感器网络

? 计算能力和数据处理能力 ? 传输能力 六、宇宙空间站计划

? 宇宙空间站计划是MTPE(行星地球使命)的阶段任务之三。 1、全球综合地球观测系统

1.特点:

? 覆盖的全球性 ? 观测的综合性 ? 系统的集成性 2.GEOSS的特点

1)实现系统共用和数据共享2)观测战略的整体化3)合作填补观测空白 4)观测的完备性和连续性 5)资料的传输和分发 6)统一的观测方法和标准 7)能力建设方面的合作

3. 应用与服务: ? 能源管理 ? 水资源管理

? 灾害监测及预测 ? 防灾减灾

? 天气与气候变化的监测及预测 ? 提高天气预报水平

? 危及人类健康的环境因素监测/公共卫生监测 ? 海岸带与海洋生态系统管理


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