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网格计算在GIS中的应用与研究

张健  
【摘要】: 网格计算是伴随着互联网而迅速发展起来的专门针对复杂科学计算的新型计算模型,被称为第三代Internet。网格计算将地理上分布的计算资源充分利用起来,协同解决复杂的大规模问题,特别是解决仅靠本地资源无法解决的复杂问题。本文论述了网格计算技术在GIS(地理信息系统)中的应用,主要研究内容包括: (1)、阐述了网格计算的分布性、自相似性等特点,重点阐述了目前最重要的网格体系结构——开放网格服务体系结构(OGSA)。 (2)、论述了传统GIS系统构成及主要功能、Grid GIS和作为Grid GIS重要支撑基础的空间信息网格,设计构造了Grid GIS的四层结构模型,并阐述了Grid GIS的主要优势。 (3)、论述了Web Service的体系框架和调用流程,并详细描述了利用Globus Toolkit4.0构建由三台机器组成的小型网格的全部过程,其中包括GT4安装前的准备,GT4安装,部署配置GT4的认证系统和安全机制。 (4)、利用现有资源,在三台计算机上,用Eclipse集成GT4设计实现了一个Grid GIS系统,并在此环境中实现了地图合成和最短路径查询两个网格服务。地图合成服务首先将同一幅地图的三个图层存放在三台不同机器上,分别进行处理,然后叠加合成原地图返回给客户端。最短路径查询服务对存放在三台不同机器上的地理数据进行分析处理,得到客户端指定两地点间的最短路径,并把它显示在地图上返回给客户端。利用不同的实验数据分别对两个服务进行测试,实验证明,与普通GIS相比,网格计算在保证服务准确性的前提下,大幅度地提高了运算速度,尤其是在数据量庞大的情况下,其优势更为突出。


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