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超图宋关福:云时代的地理信息软件技术发展

9月15日,由北京超图软件股份有限公司主办的“2011’SuperMap GIS技术大会”在北京国际会议中心举行。北京超图软件股份有限公司总裁宋关福先生做了关于云时代的地理信息软件技术发展的报告,以下是文字实录。

  9月15日,由北京超图软件股份有限公司主办的“2011’SuperMap GIS技术大会”在北京国际会议中心举行。大会以“图启云涌,创新未来”为主题,从技术、应用、服务三方面全面展示了“云计算”时代国内地理信息的最新创新成果。北京超图软件股份有限公司总裁宋关福先生做了关于云时代的地理信息软件技术发展的报告,以下是文字实录。

  尊敬的各位领导、各位专家、各位朋友大家中午好!非常高兴借这个机会跟大家交流云计算。刚才杨主席从需求角度对地理信息技术云计算提出了要求。李院士从战略角度对云计算提出了希望。这儿我具体讲一下GIS技术对云计算的支持情况。

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北京超图软件股份有限公司总裁宋关福(3sNews 配图)

  内容包括四个方面:

  第一部分为什么我们需要云计算?为什么尤其是地理信息领域需要云计算。

  第二部分GIS平台展望

  第三部分是未来规划

  云计算现在成为热门,国内企业不甘落后,三大通信运营商推出了自己的云计算计划,政府也纷纷推出了自己的云计算计划,像北京、上海等城市都推出了自己的云计算计划。云对我们到底有什么用处呢?云的需要是因为我们在信息技术建设中需要IT资源。包括计算机CPU处理能力、磁盘存储能力等等。我们在建设这些的时候,实际能够提供IT资源通常是相当于折线,我们实际需求是什么样的呢?是一个直线。那么我们实际需要IT资源超过了能够提供的IT资源。这时候会发现服务器忙不过来,邮件半天下不来。这就是供大于求,不光浪费电,设备也浪费了贬值很快。

  N多年前我们用煤气罐做饭,这比烧煤方便清洁得多,但是也有不方便的地方。每次用完了,每个月用自行车拖着它换气很麻烦。更糟糕的是做饭做到一半突然发现没气儿了,这时候我们只能去外面吃。怎么解决这个问题呢?管道煤气出现了,这是在城市的某个角落建立了更大的煤气罐,我们利用管道连接起来,这样使用煤气不用每个月换气了,这就是按需所取按量付费。如果我们把计算资源用这种方式提供通过一个一个网通过租赁使用的话,这就是云计算。这样没有浪费也不会出现供不应求。

  云计算价值简单接纳三条:第一条是省钱、省力,因为不需要自己建设那么多的服务器,和机房。

  第二条是省时、省事儿、提高敏捷性。我们现在企业竞争以前说是大鱼吃小鱼,现在是快鱼吃慢鱼,所以敏捷很重要。

  第三条是降低门槛。云计算可以让更多的单位使用更好的云服务,而且可以更广的推广。

  云计算的形式:

  1、基础设施即服务。把CPU的处理能力和海量的内存、存储空间当作服务。

  2、平台即服务。微软说开发平台也是服务。

  3、SaaS,软件即服务。SaaS这个名字不太准确,甚至说有点错误,真正的名称应该是应用软件即是服务,是相对于平台软件而言的。这是云计算的三重基本形式。

  除此以外我们认为在地理信息领域还需要云计算第四种形式,就是Data Serves。数据成本高阻碍了地理信息系统在很多领域的推广,所以DaTa在地理信息里非常重要。

  GIS需要云计算,因为GIS运用的数据量非常庞大。而且空间分析算法可靠性要求很高,这时候云计算非常有发挥得价值。云计算真正来到地理信息产业的时候我们能做些什么呢?

  地理信息产业链很长,地理信息软件企业能做的我们认为有三件事情:

  第一件事:GIS云使能平台软件建设。

  第二件:GIS私有云的建设

  第三件:GIS公有云的服务。

  第一件事是提供云池的软件,没有这样的软件GIS谈不上云计算。第二件是搭建私有云的解决方案。第三件工作就是为终端用户提供在线服务。超图软件我们的云计算规划也是在这三方面。

  云使能:未来在云计算时代应用模式是云+端在各种网络提供云服务能力,端包括台式机、数字电视、笔记本但是、平板电脑、手机都可以成为云使用的端。云使能GIS软件技术包括两部分:

  第一部分是云GIS的服务器软件,第二部分是GIS工具软件。作为一个云GIS服务器软件对它有什么要求呢?我们认为有四个方面的要求满足四个特点才能支持云计算。

  1、在云建设服务器方面要支持虚拟化

  2、支持跨平台

  3、支持64位计算

  4、支持二、三维一体化。

  支持虚拟化GIS软件技术,这是云计算的一个前提,什么是虚拟化呢?虚拟化是指软件不是运行在一个真实的武力计算机基础之上,而是虚拟的环境之上。这样做的好处,虚拟化技术可以动态调整CPU的处理能力、内存和磁盘空间。云可以动态伸缩,可以实时动态分配所以非常敏捷。

  第三,应用程序在相对独立空间内运行互不影响。我们经常发现一个服务器软件忙的时候会上另外一个软件也忙起来,都忙不过来了。虚拟机上我们可以限制每个软件之间的处理能力,互不影响。这样可以提高工作效率,计算资源可以敏捷的按需提供。

  SuperMap在GIS虚拟化方面已经做了很好的支持,包括PowerVM、Hyper-V等。ServiiceGIS是云计算的另一个前提,它是C++和JAVA,是面向动态的,是面向组件的软件工程方法。再往下发展就是面向服务,ServiiceGIS是基于服务器架构上的一个新的GIS技术。

  GIS云,第一种最简单的我们可以基于金字塔方式的服务器构建云。第二点是基于WEB GIS构建云。WEB GIS是GIS软件发展的一个过程,功能往上是有限的,最重要走向WEB GIS。

  第二种技术要求就是跨平的GIS技术。跨平台让我们的云建设有更多的选择,建设云的时候当然可以选择基于WIndows的计算技术,包括微软的公有云技术,包括亚马逊的公有云计算的版本。但是我们发现比如IBM基于小型机的云计算技术,是基于IBM Unix的,红帽的是基于Linux的,我们国家超级计算机使用的操作系统是Linux,我们GIS如果不能跨平台个会放弃很多云计算技术,所以这是不可以的,所以我们必须要做到跨平台。跨平台技术路线:用JAVA重写代码代价比较大,但是JAVA有一个好处,编写一些跨平台东西比较简单,但是所有操作系统性能不高。还有一个方案就是采用标准C++方案,这是超图的解决方案。这是一种最笨的方法,因为要用标准C++把整个GIS整个内核重新写一遍,为什么这么难呢?因为跨平台要自己解决。

  我们知道不同的CPU,4个字节,如果我们只是把内存4个字节写到磁盘上,超图从01年到05年解决了这个问题。超图的跨平台技术是高速的,对用户使用来说非常好。我们支持的操作系统很多,而且是高性能的。

  第三个技术要求就是64位计算。我们看一看计算机内存GIS软件能用多少?我现在报告的电脑是联想的Think Pad,GIS占用里不到2.96个GB。天河一号超级计算及可安装内存是98个TB,一个进程GIS软件在上面不到4个GB,这超级浪费,为什么会出现这种情况?16位计算时代可以管理内存上限是64K,34位计算很快到来可以管理内存上限是4GB。64位可以管理内存上限180亿GB。

  64位高性能计算的三个要条件:我们知道GIS数据处理量非常大,32位情况下怎么处理大数据的计算呢?我们先把数据进行分片计算。分片计算的时候要把分片的访问数据不断的写进去,我们知道硬盘比内存慢很多,这种情况导致我们的海量数据GIS分析性能及其低下。那么在64位情况下,180亿GB内存,那么计算速率将大幅度提升。

  SuperMap I Service今天发布了64位版本,这是真正能够管理64位管理的内存容量,实现高性能计算。这是目前全球第一套企业级高计算GIS版本。只有64位的GIS才能发挥云计算的作用。

  二维GIS搭建云大家可能会觉得是单调的,三维大家可能觉得是中看不中用的,那么我们采用混搭,二维和三维搭在一起,又中看又中用了。但是两个软件技术体系不足,整合数据不是长久之际,真正是内核的搭建。超图在09年发布了二、三维一体化的技术,重点是在数据模型上一体化。

  第二个,基于空间数据库管理二维、三维文件,这样能够实现海量数据的支持。

  第三个建模能力必须完善。在此之前在我们已有的三维环境里面可以支持操作已有的二维解锁工作。(PPT)三维的线型

  我们在构建多场景的时候发现把数据符号化那么建模就简单了。比如我们在二维划一条线,显示为公路,那么三维的时候就直接显现的就是这条公路。这样的好处就在于提高了建模的效率,这是GIS的核心,GIS关注对象之间的拓扑关系。

  SuperMap GIS iiService支持跨平台、支持服务聚合和服务群级的能力。我们在09年对一些IT巨头做一些云计算平台对接,同年与红帽做对接,跟微软做云计算的对接,这是私有云技术,同时超图也开展公有云的产品研究。(PPT演示)

  除了云GIS软件以外,在端GIS方面也非常重要。超图软件今天发布的SuperMap GIS 6R2012版本有非常多的端。首先是桌面客户端,还有桌面的组件开发平台。除此以外还有WEB客户端,还有三维可视化版本,基于浏览器可以访问,此外今天发布的版本还支持手机浏览器GIS。以后还会支持Win Phone,还有iOS,还有Android的客户端。WBE三维客户端非常重要,我们希望发布的时候按照中文访问,可以通过浏览器插件就可以实现这个效果。

  SuperMap云使能GIS平台软件系列可以支持各种“端”,这样GIS的云计算会更加强大。关于SuperMap GIS更多的信息和技术可以关注下午我的同事的技术方面的报告。

  三、政府和大型企业需要私有云

  为什么呢?因为政府里有很多社会数据,很多大型企业业务需要不愿意接入公网,因此公有云是需要的。政府里面需要很多政务云,政务云需要一个金字塔结构,国家层面可能需要构建很多行业的云。地方政府可能构建一些政务的区域云,省级政府需要省级云,市级需要市域云。政务云将来地理信息共享平台将会发挥重要作用,只有通过坐标位置才能整合各种平台。地理信息是整合其他库的框架,地理信息将成为下一步共享平台的核心。

  地理信息共享平台主持单位也将在未来政务云中扮演很重要的角色,我们要抓住这个机遇。

  共享平台方面超图研发了SuperMap SIS 6,它是第一款能够支持微软和红帽的公有云。

  关于私有云搭建我们有几个配置方案:(PPT)如果说我们的经费预算充分可以购买小型机性能高、而且很稳定。这是一个PC服务器+Linux的云。也可以用PC服务器加Windows的方案。我们还构建了一个纯国产的解决方案,X86服务器,加国产中间件等。

  第四部分GIS公有云规划:

  今天上午我们发布了云门户,这个云门户做了1得到1+N。第一个1是一个Paas,平台即服务。第二是整合厂商的云服务,N是SaaS,我们开放平台大家一起开发。

  云号称是真正来了,我们应该怎么办?不理他就有落伍的风险,立即上云可能不具备条件。杨主席长沙超计算中心,我们这时候是不是不干什么呢?也不行。我们这时候应该为云做准备,正当其时。我们现在上了系统不上云,但是我们要做一些准备以便后来的更方便迁移。

  我们应该让后端系统服务化,让WEB服务开发一些功能,前端WEB服务化。在GIS平台选型方面,要支持虚拟化的SuperMap GIS,采用跨平台的GIS技术。64位技术才能让云计算高性能得到发挥。二、三维一体化和强大的端支持,这样以后往云迁移才能更方便。

  GIS创造价值,我们创新GIS。超图不是自己一个人,一个公司在创新GIS,我们希望跟在座各位一起共同创新GIS,创造GIS价值。谢谢!

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