宋关福：面对爆发式增长的空间数据，GIS的“分布式”战术

　　9月9日下午，在北京国际会议中心举行了2022年GIS软件技术会议主题会议。在会议上，Chaotu Group总裁兼总监Song Guanfu博士就“分布式GIS和太空区块链技术探索”报告了一份报告，分享了Ultra -Picture“ BITDC”的五个主要技术系统的分布式GIS技术系统，并在区块链最新探索中引入了超级地图。

　　Song Guanfu认为，GIS软件技术的发展历史是不断扩展空间数据的历史。从2011年到2015年，Super Maps探索了高性能计算技术，例如64位计算，多线程计算和GPU计算，以满足迅速的空间数据处理需求。在此阶段，使用单基机器计算能力来提高GIS性能的浓缩GIS是主流。

　　随着数据收集技术的持续进展，新一代的测量和映射以及设计数据和空间大数据变得更加扩展，GIS软件面临着对其存储，处理和分析其存储，处理和分析的巨大挑战。流空间大数据。 Ultra -MAP在GIS高性能计算上打开了新的路径：从集中式GIS到分布式GIS。

　　分布式GIS技术是一种GIS技术，它使用多机器分布式协作技术和计算资源的水平扩展功能来完成大量并发请求，或分解以完成单个复杂的任务。实际上，“分布式GIS”不是一个新概念。一些学者在20年前提议，但没有真正的商业产品。

　　当今的分布式GIS技术已从许多分散的技术发展。从2004年到现在的研究结果的超级图集成，并建立了分布式GIS技术系统。结构如下：

　　1.边缘GIS技术

　　Song Guanfu使用有趣的章鱼图片来比较边缘GIS技术：章鱼中只有40％的神经元在大脑中，60％分布在八只爪中，因此其思维是“分布”的。边缘GIS技术与章鱼相似。在经典的云和最终环境中，分布式边缘服务器是云中心和协同作用的补充。

　　“过去，当终端访问云中心时，将会有一定的网络延迟，并且效率相对较低。为了解决此问题，我们将边缘服务器部署在末端的边缘。中心，中心，但是移交给边缘服务器进行处理。如果没有处理，则将边缘服务器发送到云的中心，以便可以减少网络延迟并提高响应效率。

　　与具有较高带宽消耗且实际时间较差的集中云GI相比，边缘GIS损害了边缘带宽的压力，这具有低带宽消耗和低网络延迟的特征，这极大地提高了系统响应的速度。总价值反映在：高性能。 “

　　新版本的Supermap GIS 10i（2022）中的Edge Server添加了支持三维数据分布的工具，包括地形图块，S3M瓷砖和图像瓷砖，可以极大地改善三维服务器的性能。

　　2. Yunyuan GIS技术

　　早在三年前，超级图片就发布了云本机GIS技术：本地云设计的GIS技术，云的弹性和分布式优势，可以使云更好地发挥作用。微服务，容器化，自动排列，连续交付和DevOps是Yunyuan GIS的五个要素。

　　早期的Web GIS是一个单一的体系结构，所有操作均在程序中启动。 Micro -Service已将其分解为几个模块，并且每个模块都可以部署并单独启动。

　　容器化部署是在微服务中使小模块在不同的机器上一起工作。这种结构具有细粒径，高弹性，独立性和断层隔离的特征，从而大大提高了可用性。

　　在2022年推出了第一笔微服务之后，今年的超级地图推出了略微GIS的服务：之前，组件和C ++内核是没有欢迎的分包。现在，组件和C ++内核可以实现分离的分包。经过更详细的分解后，资源消耗较低。如下三个指标所示：比较：

　　假设单一体系结构2022是100％，并且在稍作GIS服务后，部署软件包的大小减少到42％，记忆减少到47％，启动时间减少到28％。

　　以云南的云南地质大数据系统为例，该系统具有400TB数据和400+服务实例，并且数据量非常大。如何安排成千上万的服务示例？这需要应用Supermap GIS云本地技术。使用Supermap Imanager和Kubernetes实现自动安排。多个容器自动化操作和维护管理可以实现负载平衡，服务自我处理，服务自我处理的弹性，弹性扩展。

　　云的值可以概括为：高弹性，高可用性和高并发性。 SO称为高弹性是粒度很小，弹性很高。当某个模块访问大量数量时，只需启动模块容器即可。高可用性是指故障频率，这并不容易降低；并发是指相同的计算资源，可以支持更多实例操作并提高并发。

　　3.分布式空间分析和处理技术

　　分布式空间分析和处理技术基于SPARK平行计算框架。它将一个复杂的任务分解为多个子任务，将其发送给其他服务器进行协作，然后总结摘要结果。

　　在新版本的Supermap GIS 10i（2022）中，分布式空间分析和处理技术新支持三个维数据的分布式处理，例如地形和图像数据，例如各种数据。在数据访问，数据处理和服务发布链接中，全部都是。您可以使用分布式技术来提高性能。

　　其中，支持Web和分布式计算的地理处理，它为构建空间数据分析过程，过程建模和支持分布式处理运算符提供了一个标志性，它可以通过分布式算法来提高性能。同时，它提供了纯Web版本（Web GP），可以与桌面GP合作。这是国际上的创新尝试。

　　分布式空间分析和处理技术的价值反映为：高性能，即提高分析处理算法的性能并降低时间消耗。

　　超级图片已通过省土地使用（矢量数据）区域摘要分析进行了测试，4,389万记录数据+省和区域面条数据。这样的大量数据需要14.5小时才能使用6个节点的分布式计算。模式之后，仅需22分钟，并且性能增加了40次。

　　4.分布式空间数据引擎技术

　　分布式空间数据引擎技术是使用多机械协作分布式数据存储技术来突破空间数据库容量的瓶颈。当数据库记录数量超过1亿时，性能急剧下降。这需要分布式的空间数据引擎技术，以提高空间数据存储的管理性能。

　　在新版本的Supermap GIS 10i（2022）中，分布式空间数据引擎技术新近支持分布式的三维缓存图块存储。例如倾斜摄影建模数据和点云数据等，您可以在mongoDB中存储三个维图数据，以提高缓存读写的性能。

　　同时，也可以强调分布式的三维GIS游戏引擎。 “功率”三维GIS可以为游戏引擎提供三维数据和GIS分析处理功能。 “偶像”游戏引擎可以为三维GI提供高的仿真渲染效果。

　　超级图片还与两家主要的游戏引擎公司结合在一起：虚幻引擎和统一，并开发了三维的GIS插头-Super -Super Map 3D GIS GAM GAME ENGINE ENGINE开发包。将来，数字双胞胎可能会采用这种方式来获得最好的视觉效果。

　　分布式空间数据引擎技术的价值可以总结摘要为：大容量和高性能。大容量是通过大型能力数据进行破坏的管理；高性能，当索引很大时，索引查询的性能就大大提高了。

　　5.太空区块链技术

　　数据存储和性能很高。如何防止他人篡改数据？这要求新发布的新型空间区块链技术（Geo-Blockchain）今年发布的技术。

　　高安全性，可追溯性和高度可靠的区块链是一种特别的分布式数据存储方法。与GIS集成后，形成了一个空间区块链，并具有高度信任的分布式空间数据库。空间区块链技术的价值是：Gaochais。 Super -MAP空间区块链技术框架选择了Hyperledger面料，该织物具有良好的可扩展性，高知名度和开源商业广告。

　　由于空间区块链需要解决防止篡改的问题，因此性能相对较低，并且空间消耗相对较大。重复存储应消耗超过太空消耗的十倍以上。目前，要保护的数据。如果数据量大，则需要使用IPF作为外部存储来与链条合作。

　　将来，空间区块链技术可以应用于与自然资源管理相关领域，例如土地和空间规划以及使用控制，房地产报名和交易，管理管理领域的自然资源资产和权益管理，城市管理执法管理，带来新的应用程序值。 Song Guanfu说，区块链和GIS的结合才刚刚开始，这令人兴奋。

　　Song Guanfu得出结论，以上五种技术具有其自身的价值。高性能边缘GIS技术，高 - 可用，高并发性，高弹性云本地GIS技术，高性能分布式空间分析和处理技术，大容量，高性能分布分布式空间数据引擎，高验证空间区块链技术技术，它们共同形成了分布式的GIS技术系统，因此可以将分布式GIS的价值汇总为“五个高点和一个大”。这些技术和价值将为地理信息技术和应用创造更多的可能性。

　　在会议上，Chaotu正式发布了Supermap GIS 10i（2022），并启动了新的GIS基本软件五项主要技术系统（BITDC），即大数据GIS，人工智能GIS，新的三维GIS，分布式GIS和Cross -Plat -Plat -Platform GIS技术系统丰富了GIS理论和技术，并为各种行业的信息提供了更强大的地理智慧。