宋关福：面对爆发式增加的空间数据 GIS 的 “散布式”战术-亚洲ca88官方网站

　　9月9日下午，2020 GIS软件技能大会主题大会在北京世界会议中心举办。会上，超图集团总裁、董事宋关福博士作《散布式GIS与空间区块链技能探究》陈述，共享了超图“BitDC”五大技能系统之散布式GIS技能系统，并介绍了超图在空间区块链方面的最新探究。

　　宋关福认为，GIS软件技能的发展史，便是不断与胀大的空间数据战役的前史。2011年-2015年，超图先后在64位核算、多线程核算、GPU核算等高功能核算技能方面进行了探究，以满意不断激增的空间数据处理需求。这一阶段，运用单机算力进步GIS功能的集中式GIS是干流。

　　跟着数据收集技能的不断进步，新一代测绘与规划数据和空间大数据益发胀大，GIS软件对其存储、处理和剖析面对巨大应战：剖析处理功能骤降，根本无法办理相似手机信令的流式空间大数据。超图在GIS高功能核算上拓荒新途径：从集中式GIS转向散布式GIS。

　　散布式GIS技能是运用多机散布式协同技能和核算资源的横向扩展才能，完结很多并发恳求，或分化完结单一杂乱使命的GIS技能。事实上，“散布式GIS”不是新概念，20年前就有学者提出，但一向未有真实商业化产品。

　　今日的散布式GIS技能由多项零星的技能演化而成。超图整合2004年至今的研究成果，构建了散布式GIS技能系统，结构如下：

　　宋关福用一幅风趣的章鱼图来比方边际GIS技能：章鱼只需40%神经元在大脑里，60%散布在八个爪里，所以它的考虑是“散布式”的。边际GIS技能跟章鱼相似，在经典的云和端环境中，散布式的边际服务器是对云中心的弥补，是一种协同。

　　“曩昔，端直接拜访云中心，会有必定的网络延时，功率比较低。为了处理这个问题，咱们就在接近端的边际地带布置了边际服务器，一些拜访、数据、核算不再直接发往云中心，而是交给边际服务器去处理，如有处理不了的，边际服务器再发往云中心，如此就能够下降网络延时，进步呼应功率。

　　比较带宽耗费较高、实时性比较差的集中式的云GIS，边际GIS在边际的当地分化了带宽的压力，有着低带宽耗费、低网络延时的特色，大大进步了系统呼应的速度，全体价值体现为：高功能。”

　　SuperMap GIS 10i(2020)新版别中的边际服务器，新增支撑三维数据分发的东西，包含地势瓦片、S3M瓦片、印象瓦片，能够大幅进步三维服务器的功能。

　　早在三年前，超图就发布了云原生GIS技能：原生为云规划、充分发挥云的弹性和散布式优势的GIS技能，能够让云更好地发挥作用。微服务、容器化、主动编列、继续交给、DevOps是云原生GIS五要素。

　　前期的Web GIS是单体架构，一切操作在一个程序中发动。微服务化把它拆成若干个模块，每个模块都能够独自布置、独自发动。

　　容器化布置便是让微服务的小模块在不同的机器上协同开展工作。这样的架构有着细粒度、高弹性、彼此独立、毛病阻隔的特色，大大进步了可用性。

　　在2018年第一次推出微服务后，本年超图推出了更微的GIS服务：此前，组件和C++内核未解耦分包，现在，组件和C++内核可完成解耦分包。分化得更详尽之后，资源耗费更低。如下图三个目标比照：

　　假定单体架构2017为100%，更微的GIS服务呈现之后，布置包巨细削减至42%，占用内存削减至47%，发动时刻缩减至28%。

　　以云原生的云南地质大数据系统为例，系统有着400TB数据、400+服务实例，数据量非常大。怎样调度成百上千的服务实例？这就需求运用SuperMap GIS云原生技能，用SuperMap iManager和kubernetes来完成主动化编列，对多个容器主动化运维办理，能够做到负载均衡、服务自愈、弹性弹性。

　　云原生的价值可总结为：高弹性、高可用、高并发。所谓高弹性，便是粒度小了，弹性就高了，当某一个模块拜访量大的时分，只需重新发动模块容器即可；高可用，指的是毛病产生的频率下降，不容易宕机；高并发是指相同多的核算资源，能够支撑更多的实例运转，并发才能进步。

　　散布式空间剖析与处理技能是根据Spark并行核算结构，把单一杂乱的使命分化成多个子使命，发送到不同的服务器中去协同核算，再把成果汇总起来，这样能够数量级进步剖析处理功能。

　　SuperMap GIS 10i(2020)新版别中，散布式空间剖析与处理技能新增支撑对三维数据的散布式处理，例如地势、印象数据等多元数据，在数据接入、数据处理、服务发布环节，都能够运用散布式的技能来进步功能。

　　这其间不得不提支撑Web和散布式核算的Geoprocessing，它供给了一种图示化的、所见即所得的办法，用来构建空间数据剖析流程、处理建模，还支撑散布式处理算子，可用散布式的算法进步功能。一起，它供给了纯Web版别（Web GP），能够与桌面的GP协同。这在世界范围内是一种立异的测验。

　　超图做了某省土地运用(矢量数据)区域汇总剖析的测验，4389万记载数据+省区划面数据，如此很多的数据选用传统单机办法需求耗时14.5小时，改为6节点的散布式核算形式后，只需求耗时22分钟，功能进步了40倍。

　　散布式空间数据引擎技能，便是运用多机协同的散布式数据存储技能，打破空间数据库容量瓶颈。曾经数据库记载数超越一个亿时，功能就急剧下降。这就需求散布式空间数据引擎技能，来进步空间数据存储办理功能。

　　SuperMap GIS 10i(2020)新版别中，散布式空间数据引擎技能新增支撑散布式三维缓存瓦片存储。如歪斜拍摄建模数据、点云数据等多源数据，能够把三维瓦片数据存放在MongoDB中，以进步缓存读写的功能。

　　一起，散布式还能赋能三维GIS游戏引擎，“实力派”三维GIS能够为游戏引擎供给大场景三维数据和GIS剖析处理才能，“偶像派”游戏引擎能够为三维GIS供给高仿真烘托作用。

　　散布式空间数据引擎技能的价值可总结为：大容量和高功能。大容量，便是打破大容量数据的办理；高功能，是指数据大的时分，索引查询的功能大幅度进步。

　　数据存储量、功能都很高了，怎样避免别人去篡改数据？这就需求超图本年新发布的空间区块链(Geo-Blockchain)技能。

　　高安全、可追溯、高可信的区块链，是一种特别的散布式的数据存储办法，与GIS交融后，就形成了空间区块链，达成了高可信的散布式空间数据库。空间区块链技能的价值便是：高可信。超图空间区块链技能结构挑选了扩展性好、盛行度高、开源可商用的联盟链Hyperledger Fabric。

　　因为空间区块链要处理防篡改的问题，功能比较低，空间耗费比较大，重复存储要耗费十几倍的空间耗费，现在还不能做到把一切的空间数据都上链，只能把要害的、要维护的数据上链。假如数据量较大，则需求经过IPFS作为外部存储来配合上链。

　　未来的一段时刻，空间区块链技能可运用到疆土空间规划与用处控制、不动产挂号与买卖、天然资源财物与权益办理等天然资源办理相关范畴，以及食物、药品监督与溯源、重要物品物流方位办理、城管法律办理等范畴中，带来新的运用价值。宋关福说，区块链与GIS的结合才刚刚开始，精彩正在打开。

　　宋关福总结说，上述五项技能都有着各自的价值。高功能的边际GIS技能，高可用、高并发、高弹性的云原生GIS技能，高功能的散布式空间剖析与处理技能，大容量、高功能的散布式空间数据引擎技能，高可信的空间区块链技能，它们一起组成了散布式GIS技能系统，所以散布式GIS的价值能够总结为“五高、一大”。这些技能和价值将给地舆信息技能和运用发明更多或许。

　　会上，超图正式发布了SuperMap GIS 10i (2020)，推出了新的GIS根底软件五大技能系统（BitDC），即大数据GIS、人工智能GIS、新一代三维GIS、散布式GIS和跨渠道GIS技能系统，丰厚和改造了GIS理论与技能，为各行业信息化赋能更强壮的地舆才智。

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