新一代时空大数据平台GMSS介绍

樊文有+闫从文+徐进++宫巧

摘 要：近年来，地理信息产业迎来新的发展契机，GIS全面向网络化转型，处理海量数据，与云计算结合，迈向互联共享，“GIS+云+大数据+互联网”势不可挡。本文结合当前传统GIS处理时空大数据面临的问题，阐述了GIS与云计算结合的必要性，并介绍了国内先进的云GIS平台GMSS及其应用。

关键词：GMSS GIS 云计算 大数据 互联网

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0031-02

当前，地理信息系统（GIS）无处不在，但也面临许多问题。在大数据时代，传统GIS的数据管理和处理的体系结构、方法和技术，不能完全满足当前海量并发用户对海量数据的数据分析、处理的需求，阻碍了GIS的进一步发展和应用。大数据、云计算等新技术的发展给信息行业带来了新的发展机遇，改变着传统的数据处理方式、计算机运行模式，这孕育并促进了GIS行业的新发展[1，2]。

当前，在数据方面，GIS具有以下特点：（1）拥有海量空间数据，需要对数据进行分析、挖掘；（2）基础数据多，数据量庞大，更新频度低；（3）并发用户数大，但每次使用量较小。这些特点致使传统GIS已不能完全满足当前海量的并发用户对海量数据的数据分析、处理的需求，同时，现有的数据管理和处理的体系结构、方法和技术也不能完全满足上述要求。

1 GIS与云计算、大数据

云计算是继分布式计算、并行计算和网格计算之后出现的一种新兴的计算模式，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使用户能够按需获取计算力、存储空间和信息服务。

如今我们已身处一个大数据时代，大约80%的数据都与空间位置有关。空间数据具有空间性、时间性、多维性、空间关系复杂等特性。空间大数据没有改变GIS的基本特征，但是对传统GIS提出了巨大的挑战。在架构层面，大数据体量大、速度快、模态多等特性带来的挑战终将引起GIS数据存储与管理的质变，GIS大数据相对于普通大数据空间维度，需要创新数据挖掘的策略和方法。

时空大数据给GIS带来了挑战，而云计算则给GIS带来了新发展契机。首先，在空间数据存储方面，云计算的高可靠、高吞吐和可伸缩的新型地理数据存储技术可为GIS提供可靠、安全的数据存储中心[6]；其次，在地理数据计算方面，云计算基于虚拟集群的可伸缩数据处理技术，可满足海量地理数据高性能计算；最后，在地理信息服务方面，云计算具有松耦合，数据、功能、服务的全共享，服务可聚合、可迁移等特点，可解决传统GIS缺乏统一的平台、地理信息资源难以共享以及“信息孤岛”等问题[2]。

云GIS就是基于云计算的理论、方法和技术，改进传统GIS架构体系，以实现海量空间数据的快速存取与处理，提高计算能力和数据处理能力，解决地理空间信息科学领域中空间大数据带来的各种问题[6]。云GIS平台提供一种稳定、高效、低成本的支撑应用架构，将成为下一代GIS服务平台。

2 GMSS平台介绍

GMSS是在国家第四代GIS研发科研项目支持下，由北京天耀宏图科技有限公司研发的新一代时空大数据平台，该平台是自底层基于“云计算+大数据+互联网”搭建的大型云GIS平台，是面向行业、面向应用、跨平台、可伸缩的多维动态空间信息服务框架。平台采用基于云架构的分布式存储、分布式计算技术，提供海量空间数据存储、管理、挖掘、分析推送等核心功能。

2.1 GMSS云平台架构

在行业技术标准和安全标准体系下，GMSS平台设计为5个模块，自底向上依次为：

（1）感知层。是空间数据采集获取阶段。采集空间数据的方式不局限于传统测绘遥感手段，还包括物联网中各种传感器获取。

（2）大数据管理层。是地理空间数据高效的组织管理与融合数据中心，基于云架构分布式存储，实现海量空间数据的高效存储、负载均衡、弹性扩展、动态融合。

（3）计算层。是GMSS平台数据处理中枢。采用基于云架构的分布式计算引擎、分布式挖掘引擎，实现多元异构数据的融合与挖掘。

（4）服务层。面向云GIS各种应用需求，提供丰富的服务接口。在该层中用户除了可以通过云服务来获取和发布GIS的相关资源外，还可以通过平台服务接口进行自定义开发。

（5）应用层。是GMSS平台最顶层，直接面向个人用户或组织。基于平台服务层提供的丰富服务接口，可适用于智慧城市的各个领域。

2.2 GMSS特点及优势

GMSS全新的底层架构，颠覆了传统GIS平台封闭设计。与传统的地理信息服务平台相比，GMSS具有多个方面的特点和优势。

（1）基于云计算架构体系，提供云安全访问控制策略、冲突检测与合成、资源管控等云端一体化解决方案。

（2）大数据整合挖掘与智能推送，以独创的GDaaS（GIS DaaS）层提供海量空间与非空间数据、结构化与非结构化数据的分布式存储、管理、挖掘、分析、融合、信息主动推送等服务。

（3）支持时空大数据存储、管理、计算、发布，数据海量多级、多尺寸、超文本、多维动态、深度融合、数据一体、互联互通。

（4）功能资源服务化、按需配置，用户自由选择使用地图服务资源和二次开发语言，按需租用相应能力的云服务。

（5）在线服务，支持服务的云端部署，提供数据的云端计算，向用户提供云端应用。

3 GMSS的应用领域

3.1 智慧城市

基于GMSS云平台研发的智慧城市空间信息云服务平台，通过云计算、大数据的技术架构，以强大的运算和处理能力，实现了智慧城市的海量时空数据管理、融合和动态挖掘。

3.2 智慧警务

基于GMSS云平台，研发的警务云GIS平台，对公安信息资源进行了有效地整合与集成，形成新的公安信息资源体系，推动着公安信息技术向深度发展。

3.3 智慧工商

依托GMSS云平台，建立的工商大数据可视分析决策平台，实现了工商数据与空间数据的融合与集成，为工商行政监管提供决策支持。

3.4 智慧国土

以GMSS为支撑，研发的GreatMap不动产统一登记云平台、国土资源“一张图”综合监管平台、国土资源电子政务平台等系统，实现了国土信息的互联互通和智慧化管理。

4 结语

云计算、大数据等新技术使GIS行业得到了新的发展，云GIS的时代已经来临。基于“云+大数据+互联网”搭建的大型云GIS平台GMSS，是新一代时空大数据云GIS平台的代表。它的不断创新和突破，将大大推进GIS行业的发展，深化GIS的应用领域。

参考文献

[1] 许晖.测绘地理信息大数据与云计算及其标准化探讨[J].测绘标准化，2016，32（2）：8-11.

[2] 彭义春，王云鹏.云GIS及其关键技术[J].计算机系统应用，2014，23（8）：10-17.

[3] 陈全，邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用，2009，29（9）：2562-2567.

[4] Steven Ramage.Standards for geospatial technology and services in cloud computing[S].2011.

[5] 唐權，吴勤书，朱月霞.云GIS平台构建的关键技术研究[J].测绘与空间地理信息，2016，39（3）：32-33，36.

[6] 李明巨，吴勤书，刘昱君.一种基于云GIS技术的地理信息服务新方式[J].测绘通报，2015（2）：92-94.