云时代的GIS软件技术与应用(一)

近年来，云计算在IT界已经热得发烫，在地理信息领域也广受关注。云计算还让人完全看明白，微软亚洲研究院的长期技术顾问MIT的舒维都教授又提出了雾计算，怎么利用周围的计算设备帮助用户做更多事情，更让大家感觉云里雾里。本文不讨论雾计算，还是回到云计算。云计算是未来的发展趋势，是革命性的进步；但也有人对此抱着观望和质疑态度，认为云计算不过是业界的概念炒作。那么，到底云计算能给我们带来什么价值？要实施GIS云计算我们又该如何准备呢？

1. 关于云计算

云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。大家普遍认为整个运行方式很像电网，笔者认为，用管道燃气来比喻可能跟恰当。以前用的煤气罐相当于自建计算中心，燃气灶相当于计算终端；而管道燃气不是取消了煤气罐，而是在城市的某个角落集中建设了更大的储气罐（相当于云计算中心），燃气灶通过燃气管道(相当于网络)按需使用燃气。

云计算的价值主要来源于规模经济，归纳起来主要有三点：

一是省钱省力。单位的服务器设备是按照使用高峰时的计算需求来建设的，在非高峰期部分计算资源被闲置而导致浪费，把服务器集中起来规模运营则可因不同用户之间需求高峰时段不同而节约资源。一个设计良好的大型数据中心可以比传统运营更节约能耗，比如一种集装箱式的数据中心缩小了服务器之间的空间，比放置在常规机房的服务器更能节约空调等制冷的花费。再者，一个训练有素的的技术人员可以管理上千台服务器，比如微软公司一位技术人员则要管理几千台服务器，若只管理单位的几台或者几十台服务器就非常浪费。因此云计算可以为IT用户既省钱，又省人力。

二是省时省事。云计算资源可以按需供应，新增的需求可以快速得到响应，省却了传统模式的设备招标、采购、安装、调试等诸多麻烦，如同管道燃气省却了煤气罐时代换煤气的麻烦，节约了时间。

三是降低门槛。诸如硬件维护、系统安全、软件维护等工作由云计算服务供应商解决，不需要IT用户自行培养和建设这方面的能力，降低了专业门槛。此外，云计算采用分期付款租用的模式，大幅度降低了传统模式的大量初次资金投入的门槛，让更多的单位可以用得起相关应用。

IT界一般认为云计算有三种形式，即基础设施即是服务（Infrastructure as a Service，简称IaaS）、平台即是服务（Platform as a Service，简称PaaS）和软件即是服务（Software as a service，简称SaaS）。

IaaS，通过网络提供基础计算资源如高性能CPU处理能力、大容量内存和海量存储能力。曾经是世界运算最快的超级计算机——中国的“天河一号”的CPU处理能力就非常强，它运算一天相当于家用双核的高性能PC运算620年以上。

PaaS则是微软等平台软件企业提出来的，指的是把软件开发平台作为一种服务提供。

SaaS则是把可直接使用的应用软件作为服务提供。其实SaaS这个名字并不准确，确切地说应称为应用软件即是服务（Application as a Service，AaaS)，这样更能体现与PaaS之间的关系。只是先有SaaS这个概念，等PaaS被提出后发现SaaS不准确时，SaaS这个概念已经深入人心也不便再改。

除了通常的三种云计算形式外，在地理信息领域还非常需要第四种云计算的形式，那就是数据即是服务（Data as a Service，DaaS）。我们都知道，在不少GIS应用系统建设时，地图数据非常重要，要购买大量遥感影像和矢量数据，这些数据不仅贵，处理工作量也很大，有时一个项目的数据成本会超过软件和硬件成本。通过服务的方式租用GIS数据，不仅可以节约采购资金，节约大量处理时间，还大大降低了数据更新和维护的代价。所以DaaS是地理信息领域中非常重要的云计算形式。事实上，目前各省在建的地理信息框架公共服务平台和各市在建的数字城市共享平台，在某种意义上讲就是一种DaaS。

IaaS是云计算的基础，PaaS和DaaS基于IaaS构建，而SaaS则基于PaaS和DaaS构建。测绘与地理信息相关单位，有能力和优势做的不是IaaS，而是PaaS、DaaS和SaaS。

GIS需要云计算，因为GIS应用需要的数据量非常庞大，空间分析算法的复杂度非常高，可靠性要求很高，这就特别需要云计算。但当云计算真的来到了，我们又能做些什么呢？

GIS领域的软件企业能做三件事：一是云使能的GIS软件，为GIS云计算提供支撑工具软件；二是GIS私有云的建设，为搭建私有云提供解决方案；三是GIS公有云服务，为终端用户提供在线的云服务。超图软件作为GIS软件企业，其云计算计划也着力于这三个方面。