李雨鲜 罗昌琼

（四川省遥感信息测绘院，四川 成都610100）

1 引言

随着GIS与主流IT技术的日益加速融合，GIS的大规模、大众化应用趋势已十分明显，涉及到多个部门和行业的GIS的应用的需求也越来越大，用户对最新数据的需求也越来越快，如何解决大众化应用对超大规模并发访问给GIS平台架构带来的严峻挑战，如何解决重复建设投资的问题，如何解决我们长期面临的信息孤岛的问题，云计算为上述问题的解决找到了新的方法，云计算为GIS提供一种稳定、高效、低成本而又环保的支撑架构，使GIS彻底突破既有的“专业圈子”，将空间信息的服务和增值带给大众，GIS的各项功能能够以弹性的、按需获取的方式提供最广泛的基于WEB的服务，GIS用户可以将GIS应用部署在云计算供应商所提供的云计算平台中，以实现能动态的调整软件和硬件的需求。因此，GIS与云计算的结合必将成为行业应用和产业发展最重要的趋势之一。

2 概述

2.1 云计算

云计算是在分布式计算、并行计算和网格计算基础上发展起来的，其前身是利用并行计算解决大型问题的网格计算和将计算资源作为可计量服务提供的公用计算，在互联网宽带技术和虚拟化技术高速发展后发展起来。云计算其实并不是新技术革命性的发展，它是分布式计算、网格计算、并行计算、效用计算、平台即服务、软件即服务、基础设施即服务等概念综合演进的结果。同时云计算又运用了许多技术，其中以编程模型、数据管理技术、数据存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关键［1］。

2.2 网络GIS

随着计算机技术、通信技术、网络技术的迅猛发展，互联网深刻地改变了地理空间数据信息获取、传输、发布、共享、应用和可视化的过程和方式，地理信息系统与网络相结合而成的网络GIS已成为GIS发展的主流。网络GIS是指在Intemet／Intranet网络环境下。发布地理信息和服务，使用户可以随时随地地获得分布的空间数据和服务的一种技术，是Web技术与GIS技术相结合的产物。它基本包含了传统GIS所具有的功能，越来越多的GIS应用架构在web上，但是网络GIS的性能效率问题却一直困扰着人们，成为了网络GIS快速发展的重要障碍。

3 云GIS

云GIS是指以云计算理论和技术作为指导，以网络为中心的地理信息系统。云GIS通过互联网以web服务的形式提供空间数据存取与交换服务、空间信息查询服务、空间信息分析服务以及空间信息应用接口服务。能实现分布式跨平台的空间数据集成，为用户提供分布式协同信息处理和按需服务。云GIS是 Web GIS、网格GIS、分布式GIS的一种集合和扩展。它支持WebGIS、网格GIS、分布式GIS等技术标准，是在这些技术基础上融合商业云计算平台发展起来的技术［2］。

云GIS提供基于位置云的服务，用户只需要一台笔记本或者一部手机，就可以通过网络服务来满足用户对GIS功能的需求。甚至包括复杂的GIS空间分析运算任务。云GIS能在无线互联网上，连接PDA、手机等智能移动信息终端等，通过Web服务的方式提供空间信息加工、查询、浏览、分析运算等GIS应用。这样，通过云GIS，用户无需了解、也不用担心系统应用运行的具体位置，只需通过终端就可以在任意位置获取具有超大规模、虚拟化、按需服务等一系列特性的GIS服务。

云计算对于GIS最大的改变就是GIS平台所有的技术点都将“暴露”成一个个可调用、可访问的服务，一切都是开放性的、以服务的形式展现，整个产品是一个具有松耦合、可移动、可伸缩性和自适应性的架构。传统的GIS部署方式无论是基础设施的存储，网络、服务器，每个单位都要购买，自己安排人维护，或者请人规划、搭建，自己的系统平台应用软件开发还需要技术人员，但是在一个云的环境里面，一切设施都可以推到云端去。

利用云计算技术，GIS的各种功能将以网络服务的方式向用户提供。用户购买自己需要的GIS服务，可以按需付费，云GIS提供的服务是“即拿即用”在线式的，云GIS系统的维护和升级有GIS服务提供商负责，用户使用和维护GIS的难度将大大降低，采用云计算技术，可以集中统一的管理GIS云数据，可以通过共享的方式为所有的客户端提供数据服务，使用者无需关注数据如何采集，更新或维护，也无需购买数据，需要时间采用公共GIS云服务，只需按流量的方式付费，大大节省成本。通过现有的云计算平台，GIS企业可以租用他们的硬件服务，利用其基础设施，将数据或服务部署在他们提供的云平台上，面对用户需求的不断变化时，只需动态、弹性地增加或移除硬件设备就可以应对［3］。

4 云计算在GIS中的应用

在GIS领域运用云计算技术表现在两个方面：第一，利用云计算技术对GIS技术本身进行改造升级，使GIS的各项服务都能在云端提供，云GIS逐渐拥有桌面GIS的全部功能。再次，利用云计算技术对GIS软件的各种功能进行重新包装，在网络上实现按需购买使用。第二，GIS软件与现有商业云计算平台进行对接，使GIS的数据可以存储在商业云计算平台里，GIS的各种功能在商业云计算平台支持下，优化升级。

4.1 Esri云GIS应用模式

Esri提供的云计算应用模型，概括如下：

（1）LasS：云端地图切片服务，缓存地图切片可以上传到云端，并在云端建立数据中心。用户可以把缓存的地图放在亚马逊的云端数据中心。

（2）SaaS：针对SaaS Esri目前提供了Esri Business Analyst Online，允许用户将GIS技术结合整个美国的大量的统计专题、消费者数据，以及商业数据。这样可以实现按需分析，实现报表和地图通过 Web进行传递。Esri维护Business Analyst Online，用户基于云计算的GIS应用模式研究 不需要担心数据管理和技术更新。

（3）PasS：，Esri将此内容和功能扩展至Esri的PasS上，并通过ArcGIS Web Mapping APIS来提供，并在ArcGIS Online中实现管理。

（4）软件加服务：Esri提供了软件加服务的模式，可以让用户按需配置自己所需要的服务。为此，Esri提供了ArcGIS Online Map和GIS Services，使用户可以快速实现制图设计，访问无缝的基础地图，用户还可以在Esri的云计算产品上添加自己的数据［4］。

ArcGIS Online是Esri提供的一站式的地图云服务，通过ArcGIS Online，用户可以实现在线查找、共享和组织地理内容来建立GIS应用。而无需管理空间数据库并无需负责GIS数据和软件更新工作，从而可以减少软件维护和数据维护的费用。

ArcGIS.com是一个Esri资源中心对外展示的窗口，是分享、管理和使用ESRI公司、社区中其他用户提供的资源的一个平台.它以服务的形式向用户提供各类数据、地图服务，这样，用户就可以实现按需访问，自己则不需要建立数据库或维护数据。Arc GIS.com不是部署在本地的软件，它的各项功能是在互联网上实现的，以服务的形式提供给客户使用，为此，GIS开发人员可基于此服务构建和部署定制的应用系统、计算设备、存储设备等各种IT基础设施。通过Arc-GIS.com用户可以访问Esri和其他GIS用户所发布的地图、应用和工具，并可以共享地图内容，可以访问免费的、高质量的基础地图服务，来应用到GIS项目中；创建和加入工作组，可以将地图内容进行共享和协作；快速开发Web应用。通过ArcGIS Web Mapping API和已有的地图内容，可以迅速搭建地图应用。

ArcGIS Sharing是Esri提供的共享社区服务。它是地理信息内容即服务的集中表现，在这里，用户可以浏览和使用Esri和ArcGIS用户发布的地图，上传地图和注册ArcGIS服务；共享地图和数据；创建在线地图。

ArcGIS Web Mapping API是Esri提供的地图数据接口，通过这些地图接口，用户可以用来创建富互联网应用。ArcGIS Web Mapping API是地理信息平台即服务的一种表现方式，即也可以把地图API当做一种服务来提供。通过Arc-GIS Web Mapping API，Esri用户可以免费的访问各种ArcGIS Web制图内容，这些内容其中包括在线帮助系统、API内容、代码库、示例代码和配置应用模板等。Esri用户还可以用ArcGIS Web Mapping API来实现地图编码服务、路径分析服务、专题统计数据分析和本报表服务等［5］。

5 小结

随着技术的发展，GIS所包含的数据越来越庞大，应用范围也不断扩大。云计算通过网络向用户提供方便而廉价的强大功能，二者结合，将使得GIS的应用前景更加广阔，从而使得GIS以云计算的形式向用户提供服务，并逐渐发展成熟。不过真正意义上的基于云计算的GIS还有待深入研究，适合云计算平台GIS还有一段漫长的路要走，GIS冲上云端还要面临很大的挑战。但云时代的到来已是一股不可阻挡的发展潮流，基于云计算的GIS必将是未来GIS发展的主要方向。