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2010 GIS技术发展趋势与SuperMap GIS 6R新特征

作者:超图软件    文章来源:超图软件    点击数:    更新时间:2011-2-4
摘要:时间即将跨入2010,一个新的年代即将开启。蓦然回首,GIS已经融入IT主流。来自全球化、资源环境的压力以及对社会、经济、生活环境改善的追求,给GIS的发展带来了前所未有的空间。对于SuperMap GIS平台来说,2009年是技术实现突破、平台取得成果、应用获得快速发展的一年。这一年中,SuperMap构建了共相式内核技术、服务式GIS技术和二三维一体化技术等三大技术体系,并形成了完整的多平台GIS产品体系,为GIS技术发展和地理空间信息应用系统的建设奠定了持久、稳固的基础。作为IT的一分子,GIS的发展自然无法离开信息技术发展的大环境,多核技术、64位计算、刀片服务器尚未完全普及,云计算、虚拟化、多终端又炙手可热。新的一年中,GIS技术有哪些发展趋势,GIS平台又将有哪些新的特征,又将如何影响应用开发和系统建设呢,在此谨与各位GIS同仁分享个人管见。

      时间即将跨入2010,一个新的年代即将开启。蓦然回首,GIS已经融入IT主流。来自全球化、资源环境的压力以及对社会、经济、生活环境改善的追求,给GIS的发展带来了前所未有的空间。
      对于SuperMap GIS平台来说,2009年是技术实现突破、平台取得成果、应用获得快速发展的一年。这一年中,SuperMap构建了共相式内核技术、服务式GIS技术和二三维一体化技术等三大技术体系,并形成了完整的多平台GIS产品体系,为GIS技术发展和地理空间信息应用系统的建设奠定了持久、稳固的基础。
      作为IT的一分子,GIS的发展自然无法离开信息技术发展的大环境,多核技术、64位计算、刀片服务器尚未完全普及,云计算、虚拟化、多终端又炙手可热。新的一年中,GIS技术有哪些发展趋势,GIS平台又将有哪些新的特征,又将如何影响应用开发和系统建设呢,在此谨与各位GIS同仁分享个人管见。


空间数据管理模式彻底回归主流架构
      空间数据存储更加海量化,GIS系统结构和规模快速出现大型化趋势。由于高分辨率遥感等数据采集手段的快速发展,空间数据存储容量增长迅速;而随着GIS应用的成熟,实用的运行系统也快速增多,这也对GIS系统的可用性提出了更高的要求;统一建库和共享应用的需求增加,导致对并发服务能力要求出现大幅度提高。
      空间数据库直连模式成为主流架构。空间数据库技术在发展的过程中,曾经出现过数据库内扩展、数据库外扩展和数据服务中间件三种开发方式。直连模式可以充分利用大型数据库系统所提供的最新功能,如统一存储与管理、大容量、高可用、高性能等特征,上述前两种开发方式与数据库都是直连模式。而数据服务中间件模式由于存在单点失效、管理复杂、可靠性差的问题,随着数据库厂商对空间数据支持的加强,将会彻底退出历史舞台。
      SuperMap的空间数据库策略坚持采用标准的技术架构,支持多种数据库,与大型数据库厂商保持着深入的合作关系。SuperMap SDX+采用与数据库服务器直连的技术架构,是这种策略的直接体现,随着近年来商用数据库厂商对空间数据支持的增强,则更加体现出了SDX+技术架构的领先性和应用上的强大优势。伴随SDX+技术的不断升级,SuperMap GIS系统容量和可用性支持达到了新的级别,基于Oracle RAC(Real Application Cluster,真实应用集群)的SuperMap应用方案获得测试通过,这代表着其所构建的系统具有达到业界最高水平可用性的能力。在国土资源管理领域,基于SuperMap SDX+技术,已完成了达到45TB的空间数据库建设并投入应用,同时基于该技术,多个全国1:5万基础地理信息数据库的建库和应用也已完成。
      空间数据已经成为用户的重要资产,而确保空间数据库的永续利用和增值保值已成为目前空间数据库技术发展需要考虑的非常重要的因素。SuperMap GIS 6R在SDX+的技术基础上,新增了对MySQL的支持和基于Linux的文件型空间数据库UDB的支持;通过工作空间、数据源、数据集等同一套对象模型体系,SuperMap GIS 6R可以为空间数据存取提供统一支持,保持不同数据库平台、不同数据库版本之间的兼容性,而且可以混合使用、相互叠加,可以在文件系统、小型系统、大型系统之间进行无缝迁移,不仅提高开发效率,而且节约大量投资,满足多样应用环境下的需求。
      空间数据库将会更加开放,空间数据封闭、专有的时代即将过去。2009年,国内GIS厂商共同制定OGDC(开放空间数据互连)标准规范,对促进空间数据库的建设和GIS应用的持续发展都将会具有重要的意义。依据该规范,超图软件免费开发了参考实现,而且率先把SuperMap空间数据库格式和访问技术向业界免费开放,使不同GIS系统的空间数据库可以直接互操作,便于用户共享和开发增值应用;专业软件开发商也可以依据这一套支持技术,将自己的专用格式提供给其他友商所用。


GIS多操作系统应用时代真正开始
      随着GIS基础技术的更加成熟,可用性、规范化程度的进一步提高,GIS更多地进入多种关键业务领域,将会是GIS应用发展的一大趋势。与此同时,业务应用也对GIS提出更多的需求和更高的要求。
      操作系统从Unix百花齐放到Windows一家独大,再到现在的Windows、Linux、Unix三分天下,发展可谓曲折。在完整的大型应用中,对多样化的软硬件环境提供充分的支持,实现和谐发展、相互融合已经成为大趋势。
      操作系统已经进入多元化阶段,SuperMap GIS 6R的多平台技术将赢得更多的机会。共相式GIS内核经过多年的持续发展,目前实现了业界第一个高端多平台GIS计算内核,将共性技术和个性化定制、多样化开发达到统一,支持多平台下的二、三维一体化GIS应用,首次实现了GIS平台软件在IBM AIX小型机上运行,支持Windows、Sun Solaris、HP UX以及基于Linux内核的Suse、Red Hat等操作系统,同时支持红旗、麒麟等国产操作系统。同时,UGC基于微内核思想设计,可以为多样化的设备开发提供高度可伸缩的底层支持。
      在基于该技术的“共相式GIS内核”之上,我们开发形成了应用服务器、桌面软件、组件平台、嵌入式GIS等全线产品,于2009年发布了SuperMap GIS 6R系列,2010年将开始进入大规模应用阶段,将为用户的多样化、专业化应用开发提供全面的、持久的支持。
      SuperMap多平台通用GIS内核,可以为空间应用提供强大的支持能力;面向服务的可扩展架构为业务持续发展提供有效支持;完整的产品线为应用系统构建提供全方位支持。秉承开放的发展模式,我们将2009年推出的OGDC开放空间数据连接技术免费提供给相关开发商,这将是对行业应用发展作出重要贡献。
      SuperMap GIS平台已进入多个关键业务领域,如电信、交通、银行、卫生应急等,与业务系统实现紧密集成,这些领域对GIS软件的可靠性、可用性、并发能力等都有着较高要求。通过与国内操作系统、中间件等厂商的合作,SuperMap GIS可以为国家关键数据库建设、重大工程应用提供可靠的支持,使GIS逐步进入国家的战略性基础领域。


组件GIS技术全面迈向多平台时代
      组件式软件具有重用度高、易于集成、扩展性好、开发能力强等优势,适合与业务系统集成进行专业应用开发。但基于COM的组件技术,一直存在若干限制,如:只支持32位计算、难以克服的注册表问题;只能在Windows平台上使用,难以满足多平台开发的需求等等。而最新的服务和云计算平台一般要求支持64位和拷贝部署,以支持大容量服务和伸缩性;同时,随着.NET和Java的发展,最新的开发工具对COM也仅提供有限的支持。由于这些原因,COM和基于COM技术的软件已经开始退出历史舞台。
      尽管如此,组件式软件作为一种先进的软件设计思想,不仅没有消失,而是得到了进一步的发扬,即便是现在服务式的软件架构,也可以理解为是组件设计思想在网络上的一种实现。通过将组件对象模型的优点延伸到除Windows平台之外的基于Linux和Unix的操作系统之上,将能够满足更多专业应用开发需求,这已经成为未来发展的一个重要趋势。
      SuperMap GIS平台既充分利用了组件软件的优势,又认识到了COM技术的局限性,从2003年开始,超图软件即着手多操作系统下的组件式GIS技术开发。在“共相式GIS内核”之上,超图软件开发形成了应用服务器、桌面、组件、嵌入式GIS全线产品,2009年发布了SuperMap GIS 6R系列,包括SuperMap Objects .NET/Java、SuperMap Deskpro.NET、SuperMap iServer Java、SuperMap Navigation Engine(SNE)等,从而构成了完整的多平台GIS应用解决方案,实现了端到端、协作化的空间信息应用环境和工作流程。
      SuperMap GIS 6R的组件式GIS平台支持IBM AIX、Sun Solaris、HP UX以及基于Linux内核的Suse、Red Hat等,同时支持红旗、麒麟等国产操作系统,支持最新的Windows 7操作系统,兼容其Sensor/Location API,支持MultiTouch等最新技术,支持Realspace二三维一体化技术,支持统一的空间数据管理。SNE(SuperMap Navigation Engine)也是GIS解决方案的一个重要的成员,可以为高级路径分析、语音导航、位置服务、移动终端应用提供快速开发支持,支持Windows Mobile和嵌入式Linux下的专业导航应用系统的开发。
      SuperMap Objects 6R支持C#、Visual Basic.NET、Java等多种开发语言,支持多种开发工具,既可以使用Visual Studio进行高效率的.NET开发,也支持原生的Java开发,可以与Eclipse的开发环境和数百种插件创建多样化的专业应用。
      GIS正在完成从展示信息到认知世界、管理世界、改造世界服务的跃变。随着应用系统建设的深入开展,地理空间相关的行业应用提出了更多的需求,如市政、环保、水利、气象、卫生、安全等领域有待于将专业模型与空间信息和GIS理论方法实现有机的结合,从而形成业务化、实用化、动态化的持续运行系统,多平台组件式GIS将为其提供强大的工具。



桌面GIS将成为用户手边常用工具
      近年来,Web和RIA(富客户端)应用发展得如火如荼,但对于GIS、地图和测绘等专业用户来说,仍然需要一个更高效率的桌面空间数据处理工具,GIS领域专家需要一个简捷易用的交互性空间分析平台,行业用户也需要功能强大的空间数据管理和维护工具,增值开发商需要一个稳定的框架实现其扩展功能,应用集成商需要一个GIS快速集成环境。随着地图和地理信息的广泛使用,有更多的用户也不再满足于地图查询和浏览,希望能够简便地实现空间数据处理、桌面制图和空间分析等GIS功能。
      因此,随着地理空间信息应用的深入,桌面GIS又将得到新的发展。目前的桌面GIS软件大多从专业数据处理工具演变而来,适应面较窄,难以得到广泛使用。为了满足多样化的桌面应用需求,在SupeMap 6R产品体系中,推出了新一代桌面GIS平台Deskpro.NET系列产品。
      SuperMap Deskpro.NET是一个全新开发的桌面GIS软件,其特征包括:1、简单易用的Ribbon界面,大大减少了用户操作的交互次数,支持最新的Windows 7操作系统;2、界面深度定制和规范化扩展接口,支持通过插件机制进行专业模型的扩展,满足快速定制、应用集成的需要;3、具有Realspace二、三维一体化和制图、排版、分析等完整的专业GIS功能;4、基于.NET技术,可以使用多种开发语言进行扩展,支持脚本调用和自动化运行;5、支持“拷贝部署”,易于安装,便于使用和管理;6、可以更好地将GIS功能与日常办公软件集成,更快捷、更灵活。
      SuperMap Deskpro.NET提供完整的可编程对象模型,是SuperMap Objects对象模型的直接延伸,这对开发者来讲可以减少学习的时间,极大地提高代码的复用程度,大幅度降低开发难度和开发成本,也更有利于开发资源共享和应用解决方案的持续发展。


基于Web的GIS应用提供灵动用户体验
      在网络发展的推动下,Web应用正以前所未有的速度在发展,网络电子地图也得到快速的普及,已经成为网络应用不可或缺的一部分。经历过互联网的狂热时期之后,大家对于Web应用体验也提出了更高的要求,需要更快的速度、更高的交互性、更好的显示效果,当然也需要更多的功能。
      RIA(Rich Internet Application)是近年发展非常迅猛的网络应用技术,既具有交互迅速、体验良好、功能强大等桌面软件特性,又享有Web应用的集中管理、快速部署、使用简单的优点。现在,更加专业化的GIS功能需要通过Web来实现,既是企业级系统建设的需要,也是很多公众用户的需求。这可以说是大势所趋,对于GIS来说是一个重要的机遇,也是对技术的巨大挑战。
      基于RIA技术,SuperMap专门开发了全新的iClient产品,面向Web 2.0以及Web 3.0的应用需求,提供了迄今为止业界最为完整的用户体验良好的RIA GIS开发支持平台。与以前的服务器/客户端产品打包为一体不同的是,SuperMap iClient可以独立安装和再分发,有利于版本的快速更新;对于独立服务商而言,将可以更加方便地建立自己的GIS在线服务平台和二次开发系统。
      SuperMap iClient可以支持多种GIS应用服务器,提供包括AJAX、SilverLight、Flex的Web客户端开发包,而且采用了一致的开发对象模型,以便于学习和迁移;还提供浏览器插件支持三维GIS功能。
      RIA应用除了可以在浏览器中运行外,也可以在一个标准的支持框架中像桌面程序一样独立运行,但比桌面程序部署更为简单。SuperMap iClient将为用户提供前所未有的、丰富的网络GIS使用和开发体验。


基于终端设备的移动GIS应用快速普及
      随着多种多样终端出货量的持续增长,随着汽车的保有量增加,车载导航设备等终端产品也在快速增加,在3G和无线网等移动通讯技术的推动下,移动应用软件的需求将会迎来一个新的高峰,而作为与日常生活紧密相关的空间信息和空间化信息,也必将得到更为广泛的应用。“人人都是传感器”的思想和物联网概念给与SNS的结合、传感器应用、个人定位、电子商务等方面的应用提供了极大的想象空间。
      适应移动终端设备的空间信息应用主要有两个方向,即个人应用和专业应用。个人应用包括车载导航定位设备、手机等个人移动终端和个人便携机(如上网本)等的应用;专业应用包括数据采集、野外作业支持、移动业务管理等,需要速度快、压缩比高,支持与服务器联动等移动应用能力。
      移动应用的特点是高度个性化,因此需要具有非常好的定制开发能力。SuperMap系列的移动GIS支持包括SNE(SuperMap Navigation Engine)导航引擎和eSuperMap移动GIS开发平台。SNE可以支持Windows Mobile和嵌入式Linux系统上的开发,可以支持多个数据厂商的数据,可以进行深度的业务化定制,能满足大众导航和专业导航应用开发的需要;eSuperMap功能丰富,支持Windows Mobile和.NET开发,适合开发多样化的应用,目前已经有基于该SDK开发的移动数据采集产品。此外,一些设备要求资源消耗小、运行效率高,则可以基于UGC通用GIS内核进行裁剪、定制开发,这将为空间信息专业设备应用提供强大的能力。
      特别值得一提的是SIT(SuperMap Image Tower)影像文件格式,它可以将SuperMap数据库中的影像、地图直接保存为SIT格式,然后就可以在SuperMap的所有软件中打开并叠加显示,由于其支持地理坐标、浏览速度快、压缩比高、兼容性强、资源占用少的特点,应用起来非常方便,尤其适合在移动终端上使用。
三维GIS应用开始步入实用化阶段
      GIS需要一个真正的数字地理空间,能够与各种软件进行整合,能够实现空间上的一体化分析,并且可以通过SOA(Service Oriented Architecture,面向服务的架构)充分利用各种数据资源和计算能力。基于数字地理空间平台,GIS可以发展一系列服务系统、集成组件、软件工具,并结合行业应用开发专业的扩展模块,最终为各行业的特定需求服务。
三维技术的发展为地理信息应用开辟了新的可能。随着软硬件技术的进一步突破,影像和三维空间数据采集的不断发展,GIS正在从二维应用向三维空间延伸,实现二、三维真正一体化的GIS技术将成为未来GIS应用的潮流。
      Realspace是SuperMap专门研发的地理空间信息应用二、三维一体化技术。Realspace基于共相式GIS内核开发,是第一个同时支持OpenGL和DirectX作为渲染引擎、支持多种操作系统、支持多种数据库管理系统的三维GIS技术体系。Realspace技术已整合到产品体系中,形成了支持多种开发环境的三维桌面软件、三维GIS组件、浏览器三维插件等相关产品, 实现了GIS技术的有效继承和持续创新。
      Realspace技术实现了数据存取一体化、功能模块一体化和应用开发一体化,达到二维可视化和三维可视化的统一(如,专题图可以同时在二维、三维中显示,图、属、三维联动等),推动GIS应用从纸空间(Paper Space)向真空间(Realspace) 的发展。Realspace将催生一些新的应用领域和产业方向,如三维数据采集、三维建模仿真、“真空间”模式下的管理和应用系统开发等等。由于三维应用大量采用遥感影像作为基础地图,并将遥感作为重要的空间数据采集和更新手段,Realspace技术还将带动遥感影像获取、加工、建模等空间数据加工的技术和产业的发展。


服务式GIS架构进一步向云模式发展
      网络GIS将从WebGIS向ServiceGIS全面迈进,主要体现在三个方面:一是支持大规模的共享服务,不仅包括地图,也包括基础数据和计算能力的共享;二是支持多样化的客户端软件,不仅包括各种Web浏览器,也包括桌面软件、组件平台、移动设备和专业应用终端,以及三维应用终端软件;三是支持更多的网络服务协议和高级功能,不仅包括WebMapping协议,也包括多种其它协议,以及厂商制定的REST和SOAP协议,同时支持数据处理、远程分析等更为高级的功能(以前这些功能一般在桌面软件里完成)。面向服务体系结构、空间信息共享应用模式肯定是未来发展的必然方向,目前已被证明是一种成功的模式。以数据和应用服务为中心的服务式架构已经成为GIS系统构建的主流模式。
      更进一步,按照“云模式”搭建应用系统,把“应用”作为一种服务来提供,软件企业实现从出售拷贝向出售服务转变,将套装软件变为在线租用的运营方式,这将带来软件应用模式和技术开发模式的巨大变化。我们相信“云”已经成为IT发展的大趋势之一。
      从云计算技术来看,虚拟机和基于虚拟化的管理确实能带来管理、维护更加简单,负载均衡、容错能力更强,可用性更高等很多优势。统一管理能够使资源得到更加充分地利用,成本更低而峰值处理能力得到加强,数据和计算能力可以得到更好地共享。从这些方面来看,地理空间信息应用是非常适合采用“云模式”来提供服务的,譬如商业分析、企业服务、物流管理、位置服务等等个人和企业应用,而电子政府和行业应用也可以通过建立“私有云”获得这方面的技术优势。当然,这对那些从桌面软件发展而来的传统GIS平台提出了很多的挑战。
      全面采用SOA进行Service GIS软件平台的设计和开发,在体系架构、多平台支持等方面具有独特的机制,在可扩展性、系统容量、多级聚合等方面领先一筹,目前已经形成应用服务器、服务访问构件和多种客户端支持软件,在很多大型GIS服务系统建设中得到应用。秉承SuperMap IS.NET地理信息应用服务器的优势,新推出的SuperMap iServer Java版多平台GIS服务系统可以与多种中间件系统集成,也支持国产的东方通、金蝶等中间件平台,支持大规模在线分析与服务,采用的多级缓存和集群技术可以大大提高可用性。新的应用服务器平台不再以WebGIS浏览器作为唯一访问界面,可以支持浏览器、RIA、桌面软件、移动终端等多类型客户端。
      SuperMap是从计算引擎模式发展起来的GIS平台,对于云计算具有更好的适应性。目前,根据国内GIS应用的特点,SuperMap没有直接提供在线的服务,但GIS系列软件所具有的特征已经为服务运营商建立类似“云”的服务平台做好了准备,如完全适应云计算体系架构和虚拟机运行环境,支持Copy部署技术提供规模伸缩性和容错能力,应用服务器支持在线应用模式,支持AJAX、SilverLight、Flex、Realspace等多种客户端技术,支持客户端的再分发,支持多种服务源的多级聚合,提供多租户模型的开发和良好的用户操作体验等重要特征。
      SuperMap GIS支持Windows、Linux、Unix、AIX等操作系统,应用服务器的分布式动态集群、多级缓存技术、服务与多重聚合等技术可以为大型服务平台提供有效支持,也为云服务平台建设打下了很好的基础。如今,面向服务的架构已在多个大型地理信息共享平台得到应用,对应用模式进行了新的探索,对相关技术进行了检验,同时进行了不断的完善。未来,SuperMap GIS将进一步协助合作伙伴构建专属的“云平台”,为合作伙伴建构运云服务提供全面的支持,并将业务系统和外部服务系统实现有效的整合。


      展望未来,GIS的技术发展正在进入一个全新的阶段,而SuperMap也为此做出了巨大的努力,提前打下了坚实的基础。下一步我们将通过各种展示活动和支持平台、服务机构,为用户采用这些最新技术提供全面的支持。
      进入2010年,新一届的GIS开发大赛也即将要拉开帷幕,我们迫切地期待众多的能够体现GIS新技术和SuperMap GIS平台新特征的好作品涌现出来,如多平台组件应用、Web RIA应用、桌面插件扩展、二三维一体化应用、服务聚合应用、移动GIS与位置服务等等。

Tags:GIS技术,SuperMap  
责任编辑:gissky
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