云計算技術(shù)的GIS軟件工程模式

1、云計算技術(shù)的GIS軟件工程模式-1云計算技術(shù)1.1云計算的概念云計算屬于分布式計算的一個分支， 它的主要工作原理是將 一個龐大且復(fù)雜的問題分解成為多個簡單明確的小問題，然后通過網(wǎng)絡(luò)，利用由眾多服務(wù)器所組成的系統(tǒng)對這些小問題進行檢索 和運算，在得出結(jié)論之后再將答案傳遞回問題的源頭。這種處理問題的方式可以大幅度提升系統(tǒng)的服務(wù)效率，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)和高效的服務(wù)，功能可以與超級計算機相媲美。 云計算方式可 以被分為廣義云計算方式和狹義云計算方式，兩者的區(qū)別在于需求的目標不同，前者的目標是服務(wù)，后者的目標是資源。這種服 務(wù)并不局限于軟件或者與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的內(nèi)容，任何其他的服務(wù)都可以。1.2云計算的優(yōu)勢與

2、其他計算系統(tǒng)相比，云計算具有不受空間和網(wǎng)絡(luò)終端限制 為用戶提供服務(wù)的優(yōu)點。由于為客戶提供服務(wù)的云并沒有實體， 也沒有任何實體的限制，甚至沒有某個特定的服務(wù)器為用戶提供 服務(wù)，因此只要網(wǎng)絡(luò)能夠到達的地方，云的資源和服務(wù)都能夠到達。云在接收到用戶使用計算機或者手機發(fā)送的請求后，云中的某一處將會對該請求進行處理，再將處理后的結(jié)果返回給用戶。 通過這種方式，云計算仿佛一個無處不在的虛擬助手一樣向用戶 提供貼身服務(wù)。此外，云計算技術(shù)還具有無可比擬的龐大規(guī)模。 以Google為例，其集團下目前擁有超過百萬臺專業(yè)的服務(wù)器是 基于云計算功能的，范圍遍布全世界。緊隨其后，各大網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 商也已經(jīng)陸續(xù)將數(shù)十萬基于云

3、計算的服務(wù)器投入使用，利用其在數(shù)據(jù)存儲與運行處理上的強大功能來為人們的生活和工作提供 服務(wù)。受益于多種糾錯分析以及權(quán)威數(shù)據(jù)專家和安全維護處理系 統(tǒng)的高安全維護，云計算能夠為服務(wù)的安全性提供高度保障。云計算的服務(wù)范圍非常廣泛， 他并不針對個特定的應(yīng)用程序， 而是 通過網(wǎng)絡(luò)同時為數(shù)萬個應(yīng)用程序提供服務(wù)。 一個云有可能同時為 多位用戶提供服務(wù)，排除用戶的權(quán)限因素，同一位用戶也可能同 時享受多個云提供的服務(wù)。然而云計算的使用者并不需要擔心因 為同時使用的用戶過多會造成使用體驗變差，因為網(wǎng)絡(luò)云如同一個伸縮自如的橡皮筋一樣，完全能夠消化這種客戶增長帶來的工 作量變化。云還具有高度的智能化，它可以如同一個貼

4、心的私人 管家一樣根據(jù)用戶的使用習慣提供個性化的資源和服務(wù)。最重要的是，云的成本及其低廉，它的時間成本和資金成本大約是以往 系統(tǒng)的十分之一到百分之一，這是由它獨特的容錯措施決定的， 它的構(gòu)成節(jié)點價格極其低廉，加上集中式的自動化管理模式使企 業(yè)免于為數(shù)據(jù)中心支付昂貴的使用費。1.3云計算在軟件開發(fā)中的意義云計算對軟件開發(fā)的工具、模式，甚至軟件的設(shè)計和模型都 有著重要的意義。到目前為止，世界范圍內(nèi)用于計算機軟件開發(fā) 的主要模式仍舊是具有局限性的單機版開發(fā)模式，這種開發(fā)模式對資源的利用率非常低，且存在資源分享方面的缺陷， 無法對他 人分享的成熟資源加以利用，為計算機軟件的發(fā)展產(chǎn)生了嚴重的 負面影響。

5、而云計算技術(shù)的面世打破了這種局面，使用云計算模式進行軟件開發(fā)工作能夠使資源的利用效率得到大幅度提升。云計算技術(shù)的出現(xiàn)也對軟件開發(fā)工具進行了革新。在尚未出現(xiàn)云計算技術(shù)之前，計算機軟件開發(fā)的過程中需要程序員轉(zhuǎn)換編碼來延 長輔助工具的使用壽命，為軟件的內(nèi)存和性能提供保障成了軟件開發(fā)工作的重點。云計算的出現(xiàn)首先將軟件開發(fā)中的編程語言變 成了互聯(lián)網(wǎng)語言，拉近了互聯(lián)網(wǎng)之間的距離，程序員得以將注意力集中在云計算資源的分布上。 云計算還對軟件設(shè)計模型的核心 軟件產(chǎn)生了影響。在軟件模型設(shè)計的過程中，云計算技術(shù)能夠使資源的利用率產(chǎn)生大幅度的提升，進而減少軟件開發(fā)所消耗的資 金數(shù)量，為提高模型設(shè)計的水平和效率提供助

6、力。2GIS的意義2.1GIS的概念GIS軟件系統(tǒng)從本質(zhì)上來講屬于一種工作的方法，它利用開發(fā)軟件的方法對GIS類軟件的開發(fā)、測試和維護進行規(guī)劃。它的 工作范圍非常廣泛，從 GIS工程的規(guī)劃、設(shè)計、實施、評價、維 護技術(shù)，到工程需求、質(zhì)量、進度、風險的管理技術(shù)，再到GIS數(shù)據(jù)的生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制體系都包括其中。2.2GIS的特點由于交付的文檔復(fù)雜程度高，GIS需要在短時間內(nèi)進行大量 高精度的數(shù)據(jù)處理，因此對數(shù)據(jù)庫具有更高的要求，在初期的數(shù)據(jù)開發(fā)中需要對數(shù)據(jù)的質(zhì)量、時效性和組織體系的合理性格外關(guān)注。GIS對于輸入的數(shù)據(jù)質(zhì)量具有非常嚴格的要求，如果數(shù)據(jù)質(zhì) 量不夠高將會對系統(tǒng)的工作效率和工作質(zhì)量產(chǎn)生負

7、面影響，甚至要面臨系統(tǒng)崩潰的風險。GIS空間的數(shù)據(jù)具有很強的時效性，如 果不及時更新數(shù)據(jù)，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)運算的結(jié)果出現(xiàn)偏差。此外，不同空間數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)模式也對系統(tǒng)的計算速度和安全性具 有很大的影響力。3基于云計算技術(shù)的GIS軟件工程模式3.1軟件工程體系結(jié)構(gòu)模式基于云計算的GIS軟件體系結(jié)構(gòu)相較于以往的GIS軟件體系結(jié)構(gòu)具有更強的開放性和更加成熟的結(jié)構(gòu)化的特點，大量使用云中已有的GIS構(gòu)件已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢。信息存儲量大、 擴展性強、全虛擬化和通用性強是云計算的核心特點，這些特點對GIS軟件工程的體系結(jié)構(gòu)進行進一步的優(yōu)化，在原有的基礎(chǔ)上得到了快速提高。與以往的GIS軟件工程結(jié)構(gòu)體系相比較

8、，由于 云服務(wù)所提供的GIS構(gòu)件在軟件中的大量使用，基于云計算技術(shù) 的GIS軟件具有無可比擬的先進性。云計算對于GIS軟件體系的重要意義還體現(xiàn)在它能夠大幅度降低其軟件開發(fā)的復(fù)雜程度。 在云計算環(huán)境下，新研發(fā)的GIS軟件可以直接作為成熟的構(gòu)件用 于后續(xù)軟件的研發(fā)。用戶可以方便地通過計算機瀏覽器使用云服 務(wù)提供的海量地圖數(shù)據(jù)與服務(wù)， 且數(shù)據(jù)的實用性和可靠性能夠得 到有力的保障。GIS軟件體系結(jié)構(gòu)在與云計算結(jié)合后， 將開發(fā)端、 管理端、測試端、服務(wù)端和客戶端進行了有機的集成，應(yīng)用之間 的物理邊界被有機地結(jié)合成一個整體，穩(wěn)定的體系結(jié)構(gòu)使軟件未 來的研發(fā)升級和維護更加的便利。3.2軟件開發(fā)組織模式以往的

9、GIS軟件生命周期都是更加易于控制的瀑布模型的 變形，而云計算在逐漸將其淘汰后使并發(fā)模型和多重螺旋模型成 了主要的生命周期模型，使軟件升級常態(tài)化。GIS軟件的開發(fā)流程不再是受全局控制的圭寸閉流程， 可能同時存在多個并發(fā)和自治 的流程，有機的集成在一個項目中。GIS軟件在開發(fā)的過程中將要在需求階段消耗大量的工作時間和資源。構(gòu)架和詳細的設(shè)計都 可以直接選用以往的成功案例，而且GIS軟件的重復(fù)使用率越高，用于軟件測試的投入就會相應(yīng)的減少。在GIS軟件開發(fā)的每 一個時期，各個參與方可以統(tǒng)一使用由服務(wù)商提供的云計算軟件 開發(fā)工具，通過按照使用周期向服務(wù)商租用軟件使用許可的方式代替永久性的購買可以大幅度降

10、低軟件的開發(fā)成本， 此外還能夠 幫助GIS軟件快速解決在數(shù)據(jù)處理中遇到的問題。 服務(wù)商提供的 云空間數(shù)據(jù)能夠與使用者已有的空間數(shù)據(jù)進行無縫連接， 方便用 戶隨時使用。3.3軟件的規(guī)劃、管理和維護模式基于云計算的GIS軟件在規(guī)劃、管理和維護中都表現(xiàn)出了更 好的靈活性，可以對某一個特定的功能應(yīng)用同時進行這些動作。 軟件的部署可能需要分多個步驟來進行，從功能的一小部分開始 逐步進行升級和完善?；谠朴嬎慵夹g(shù)的 GIS軟件可以通過各個 端口分別進行管理和部署，也可以采用對用戶透明的方式對各種 資源的運行進行升級或部署。云計算GIS軟件的服務(wù)器能夠通過 虛擬技術(shù)幫助客戶將龐雜的管理工作簡單化，客戶在使用

11、的過程中可以根據(jù)自己的使用習慣選擇不同的虛擬環(huán)境。由于具有極強的實效性，GIS軟件中的數(shù)據(jù)必須進行不斷地更新，向空間數(shù)據(jù) 庫中導(dǎo)入海量不同格式的新數(shù)據(jù)。 基于云計算環(huán)境下的 GIS軟件 則不受此限制，它可以通過將已有的空間數(shù)據(jù)與預(yù)備導(dǎo)入的空間 數(shù)據(jù)無縫對接的方式來避免反復(fù)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作。在使用的過程中將會有專業(yè)的計算機信息系統(tǒng)集成商為用戶軟件和硬件系統(tǒng) 的運行提供統(tǒng)一的維護管理。4應(yīng)用前景云計算技術(shù)目前仍然在發(fā)展的過程中，因此依然需要人們謹慎的對待，但可以確定的是，云計算技術(shù)具有巨大的商業(yè)發(fā)展?jié)?力。云計算目前最大的優(yōu)勢表現(xiàn)在其極其低廉的成本，能夠大幅度降低企業(yè)用于開發(fā)軟件的投資， 提高企業(yè)的經(jīng)濟利益。而站在 服務(wù)商的角度上來看，云計算需要投入大量資金用于基礎(chǔ)設(shè)施的 建設(shè)。現(xiàn)階段看來，企業(yè)可以通過利用現(xiàn)有工具設(shè)備來降低成本，當進入云計算領(lǐng)域的企業(yè)達到一定規(guī)模之后也可以實現(xiàn)軟件開 發(fā)成本的攤銷。云計算體系的開發(fā)應(yīng)該從成熟構(gòu)件的積累開始， 優(yōu)先開發(fā)符合質(zhì)量保證構(gòu)架的應(yīng)用。 對于在云計算過程中出現(xiàn)的 與現(xiàn)有GIS體質(zhì)和技術(shù)維護有關(guān)的問題可以組建專門