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地球空间信息网格及其在连续运行参考站网格中的应用研究

刘晖  
【摘要】:网格是21世纪发展起来的构筑在互联网上的,以实现资源可控化共享为目的的基础设施。它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器等连接为一体,建立起开放的、面向服务的体系结构,将“信息孤岛”连接成“信息大陆”,向用户提供点播式和一站式的服务。网格资源不仅包括了计算机、网络、软件等资源,还包括数据、信息和知识等资源,虚拟化的计算、存储资源,以及专家资源和人力资源等。其共享的关键在于实现资源间的互联互通和互操作。 将网格及其资源共享技术应用于地球空间信息领域,建立起新型的地球空间信息资源共享的基础设施—地球空间信息网格(GSIG),有其技术发展的必然性,以及现实的必要性。目前,随着网络技术在地球空间信息领域内的广泛应用,诸如NETRTK、WebGIS、基于RS的对地观测等技术的产生,显示了技术发展过程中技术融合和服务的广泛性、系统和服务的集成性、技术发展的阶段性等特征,表明GSIG将是这一发展的必然趋势。现阶段,地球空间信息系统存在着解决互联互通和互操作,消除“信息孤岛”的问题。建立GSIG,实现地球空间信息资源的充分共享,将是有意义且十分必要的。当前,网格技术在地球空间信息领域内的应用尚处于初期阶段,借鉴现有网格研究的成果,建立GSIG的理论框架在技术上是可行的。 GSIG是一组互联的地球空间信息能力、相关过程及人员的集合。其目标是实现地球空间信息资源的充分共享,向用户提供点播式和一站式的地球空间信息服务。连续运行参考站网络(CORS)是其重要的组成部分。 CORS是运用网络和GNSS等技术建立的基础设施。它可以提供空间位置、空间坐标基准等服务,为地球空间信息资源的共享提供逻辑基础。当前,CORS也存在解决互联互通和互操作,实现信息资源共享的问题。运用网格及其资源共享技术,在GSIG统一的框架下描述并提出其该问题的解决方案,不仅具有重大的现实意义,也是十分必要和迫切的。 本文通过对网格的深入研究,总结并归纳了网格中实现资源共享的技术和方法。以此为基础,论述了GSIG体系结构、服务等内容。基于GSIG,着重解决CORS互联互通和互操作的问题。在GSIG体系结构的基础上建立了CORS网络体系结构,为该问题的解决提供了理论框架,并由此提出了CORS QoS、最优化设计等概念,目的是确保用户的需求得到满足,提高系统的可信与可控性。基于该框架,建立了CORS分布式体系结构,并将其应用于实践,以解决实际系统的互操作问题。围绕GSIG和CORS,本文主要的研究内容和相关结论如下: 1.对网格概念、服务、体系结构等进行了深入研究。讨论了网格实现资源共享所采用的面向服务、虚拟组织、虚拟化等关键技术,阐述了网格的分类方法。详细研究了网格沙漏模型和开放网格服务体系结构(OGSA)。在对全球信息网格(GIG)的研究基础上,总结出建立统一的体系结构框架也是提高系统互操作能力的技术之一。 2.基于网格研究,论述了GSIG概念、目标、体系结构等内容,并将其归纳为一组


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