目錄1 項(xiàng)目背景與意義 21.1. 項(xiàng)目背景 21.2. 項(xiàng)目意義 22 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)與內(nèi)容 22.1. 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo) 22.2. 項(xiàng)目研究開發(fā)內(nèi)容 32.2.1. 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫的建立 32.2.2. 信息系統(tǒng)總體框架 32.2.3. 信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 42.2.4. 云平臺(tái)的搭建 53 系統(tǒng)復(fù)雜性分析 73.1. 環(huán)境管理系統(tǒng)的復(fù)雜性 73.1.1. 環(huán)境管理系統(tǒng)構(gòu)成 73.1.2. 環(huán)境管理地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn) 73.1.3. 云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 83.1.4. 云計(jì)算主要特點(diǎn) 94 系統(tǒng)需求分析 104.1. 業(yè)務(wù)需求 104.2. 性能需求 104.3. 用戶平臺(tái)要求 105 技術(shù)方案的可行性論證 115.1. 虛擬化技術(shù) 115.2. "3S及M一3S"技術(shù) 115.3. 對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù) 115.4. 云計(jì)算相關(guān)技術(shù) 126 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)與功能 146.1. 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 146.2. 系統(tǒng)功能 147 實(shí)施方案 157.1. 人員安排 157.1.1. 系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu) 157.1.2. 環(huán)保局項(xiàng)目組織成員 15福建省空間信息工程中心項(xiàng)目實(shí)施方成員 15表：項(xiàng)目實(shí)施方成員 157.1.3. 組織間的協(xié)調(diào) 167.1.4. 項(xiàng)目成員角色和職責(zé) 16一、環(huán)保局項(xiàng)目組 16二、福建省空間信息工程研究中心項(xiàng)目組 187.2. 時(shí)間進(jìn)度 197.2.1. 項(xiàng)目實(shí)施主計(jì)劃 197.3. 分段成果 208 總結(jié) 219 參考文獻(xiàn) 21面向城市環(huán)境管理規(guī)劃的地理知識(shí)云的設(shè)計(jì)開發(fā)建議書項(xiàng)目背景與意義項(xiàng)目背景眾所周知，我國目前的城市環(huán)境管理還很落后，由于管理技術(shù)水平較低，管理人員配備不足，致使管理不善，濫開濫建嚴(yán)重，成為環(huán)境管理和開發(fā)的障礙。因此結(jié)合當(dāng)今GIS以及計(jì)算科學(xué)中的先進(jìn)技術(shù)，發(fā)揮GIS及云計(jì)算在環(huán)境管理和開發(fā)中的作用，建立基于GIS的環(huán)境管理規(guī)劃云服務(wù)平臺(tái)是十分必要的。通過建立環(huán)境管理云服務(wù)平臺(tái)，有利于提高環(huán)境管理和開發(fā)的現(xiàn)代化管理水平;為環(huán)境管理部門提供高效、高質(zhì)量的圖文信息服務(wù)和輔助決策支持，提高決策的科學(xué)性和準(zhǔn)確性;加入全國環(huán)境管理信息網(wǎng)和國際聯(lián)網(wǎng)，讓環(huán)境資源走向世界，實(shí)現(xiàn)資源共享，促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。在技術(shù)方而，GIS已經(jīng)日益成熟，可以根據(jù)具體要求采用VC++,VB等開發(fā)語言自行設(shè)計(jì)，也可以使用目前國際上廣泛流行的成熟的GIS軟件如Arc/Info,Mapinf，等作為開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)。云計(jì)算技術(shù)目前在國外，基于大型云計(jì)算平臺(tái)提供的空間信息數(shù)據(jù)和服務(wù)，在產(chǎn)品架構(gòu)和商業(yè)模式上都已有了較好的實(shí)踐。ESRI公司是全球第一家真正支持云架構(gòu)GIS平臺(tái)產(chǎn)品的廠商。在亞馬遜(Amazon)彈性云的平臺(tái)上搭建了“云GIS”系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了GIS平臺(tái)在云中的部署和服務(wù)模式。因此基于GIS和云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)，將其應(yīng)用在城市環(huán)境管理和規(guī)劃中將大大提高管理水平和工作效率。項(xiàng)目意義城市環(huán)境管理信息系統(tǒng)的建立，有助于環(huán)保及科研部門清晰、直觀地看到環(huán)境污染現(xiàn)狀及影響，便于及時(shí)、準(zhǔn)確地決策與管理。地理知識(shí)云應(yīng)用于環(huán)境管理規(guī)劃中能進(jìn)一步加快決策速度，提高決策水平。在云平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行操作，可幫助高層決策者針對(duì)整個(gè)環(huán)境的現(xiàn)狀和未來發(fā)展作出較完整、合理、準(zhǔn)確的分析和預(yù)測(cè)。項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)與內(nèi)容項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)基于地理知識(shí)云服務(wù)的環(huán)境管理系統(tǒng)總目標(biāo)是建立一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的開放式系統(tǒng)，使環(huán)境信息能夠跨地區(qū)、跨行業(yè)的自由流通的空間信息系統(tǒng)，形成一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、性能完善、安全可靠、運(yùn)行高效的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境管理地理信息系統(tǒng)應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)環(huán)境統(tǒng)計(jì)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生態(tài)遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)收集、處理、加工、傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，最終為環(huán)境管理提供輔助決策支持。隨著我國環(huán)境污染狀況的日趨嚴(yán)重，而環(huán)境分析和管理能力較弱是環(huán)保部門在控制污染進(jìn)一步惡化過程中急需解決的問題，把GIS引入環(huán)境管理領(lǐng)域能夠在復(fù)雜的環(huán)境問題中抽取重要的信息以便于做出科學(xué)的管理決策，有效的避免了決策失誤引發(fā)的管理失效和高昂的政策成本等問題。基于云計(jì)算的環(huán)境管理規(guī)劃GIS平臺(tái)的最終目的是讓用戶通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以獲得GIS的所有功能，從而達(dá)到方便快捷的提高環(huán)境管理規(guī)劃工作的集成化、自動(dòng)化、智能化程度，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和綜合整治，為城市可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境。項(xiàng)目研究開發(fā)內(nèi)容基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫的建立我們認(rèn)為環(huán)境管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫應(yīng)包括:基礎(chǔ)資料庫，環(huán)境信息庫和污染源信息庫3類。其中基礎(chǔ)資料庫包括:城市的基礎(chǔ)地形圖、植被與綠地覆蓋、生態(tài)敏感區(qū)和自然保護(hù)區(qū)的分布，行政區(qū)劃、主要道路(單線與雙線)、水系、土地利用、城市的主要建筑分布、主要居民區(qū)的分布、人口分布等地圖圖件;環(huán)境信息庫包括:城市環(huán)境功能區(qū)劃、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的分布;城市環(huán)境質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等;污染源信息庫包括:大氣、水、固體廢棄物、噪聲的信息等各類環(huán)境污染源的空間分布(包括工業(yè)點(diǎn)源、交通線源、面源、體源)。將以上基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，確定數(shù)據(jù)倉庫信息需求后，采用SQLServer2000設(shè)計(jì)，初步建立面向主題的、不同時(shí)間的、集成的空間數(shù)據(jù)倉庫。內(nèi)容包括:(1)環(huán)境專題數(shù)據(jù)，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、排污管理、污染源治理、環(huán)保設(shè)施管理等;(2)不同時(shí)期的歷史數(shù)據(jù)，如工業(yè)和交通廢氣、降水酸度、河流水質(zhì)、城市地下水、工業(yè)廢水、生活廢水、城市飲用水、土壤、交通噪聲、城市區(qū)域環(huán)境噪聲、不同功能區(qū)噪聲的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、污染源排污狀況、污染事故記錄等;(3)綜合數(shù)據(jù)，如環(huán)境資源、災(zāi)害污染、能源結(jié)構(gòu)、環(huán)境法規(guī)、人口經(jīng)濟(jì)等生態(tài)環(huán)境因子以及環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等。綜合數(shù)據(jù)層：城市環(huán)境信息GIS應(yīng)用管理層:完成對(duì)上述六大數(shù)據(jù)庫的編輯修改、添加、刪除等基本操作，及GIS統(tǒng)計(jì)、分析、查詢、輸出等功能。城市環(huán)境管理和開發(fā)決策支持層:建立模型庫，在城市環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型、城市環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)模型、環(huán)境開發(fā)條件評(píng)價(jià)模型、環(huán)境容量模型、環(huán)境需求預(yù)測(cè)模型、人曰規(guī)模計(jì)算模型、環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益分析模型、GIS空間分析模型等的支持下，輔助城市環(huán)境管理部門分析決策。信息系統(tǒng)總體框架本系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境保護(hù)的具體實(shí)際，采用如下設(shè)計(jì)原則。先進(jìn)性:系統(tǒng)組網(wǎng)選用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)既具有先進(jìn)性，又必須是實(shí)用、成熟和安全可靠的技術(shù)，同時(shí)又符合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展主流。系統(tǒng)在環(huán)保信息系統(tǒng)中保持其先進(jìn)性，其功能在覆蓋目前流行的環(huán)保信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上有所發(fā)展，同時(shí)又能滿足環(huán)境保護(hù)的具體實(shí)際，能根據(jù)環(huán)境保護(hù)的業(yè)務(wù)發(fā)展需要進(jìn)行擴(kuò)充、升級(jí)及修改。開放性:選用的技術(shù)應(yīng)具有開放性，能適應(yīng)不同的使用環(huán)境并具有良好的擴(kuò)展性。實(shí)用性:城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)應(yīng)圍繞城市環(huán)境保護(hù)管理需求展開，并服務(wù)于城市環(huán)境保護(hù)管理工作的需要。依據(jù)自身的需要，自主開發(fā)實(shí)用于本城市環(huán)境保護(hù)管理工作需求的環(huán)境地理信息系統(tǒng)。同時(shí)能夠充分利用現(xiàn)有的設(shè)備資源及各種已有歷史環(huán)境數(shù)據(jù)，并目_在技術(shù)上能夠滿足今后的應(yīng)用發(fā)展需要。安全性:應(yīng)保證系統(tǒng)的安全，具有各種安全防護(hù)措施?？煽啃?應(yīng)保證系統(tǒng)能長期、穩(wěn)定、健康地運(yùn)行。標(biāo)準(zhǔn)化:選用的技術(shù)應(yīng)滿足國際及國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證系統(tǒng)兼容性、可升級(jí)性及擁有長的技術(shù)壽命周期，保證系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，有效地保證系統(tǒng)的投資。易操作性及可維護(hù)性:系統(tǒng)應(yīng)具有易操作性，方便工作人員的操作。根據(jù)現(xiàn)有資料及要求的系統(tǒng)功能和設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出信息系統(tǒng)總體框架如下圖：信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在城市環(huán)境信息廣域網(wǎng)中，由于環(huán)境保護(hù)局擔(dān)負(fù)全市環(huán)境保護(hù)規(guī)劃、決策、監(jiān)督實(shí)施等職能，是領(lǐng)導(dǎo)全市各環(huán)境保護(hù)相關(guān)部門腳調(diào)有機(jī)運(yùn)作、實(shí)施城市環(huán)境保護(hù)工作的核心機(jī)構(gòu)，作為局機(jī)關(guān)局域網(wǎng)核心的局信息中心同時(shí)也是城市環(huán)境信息系統(tǒng)的核心。因此，局機(jī)關(guān)局域網(wǎng)在全網(wǎng)中具有最為重要的地位，局機(jī)關(guān)局域網(wǎng)建設(shè)是城市環(huán)境信息網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。局機(jī)關(guān)局域網(wǎng)包括環(huán)境信息管理/決策系統(tǒng)，OA系統(tǒng)，公眾信息服務(wù)系統(tǒng)及對(duì)外接口系統(tǒng)組成。環(huán)保監(jiān)測(cè)綜合樓是實(shí)施城市環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)理及環(huán)境科研的重要場(chǎng)所，環(huán)保監(jiān)測(cè)綜合樓局域網(wǎng)采用中央服務(wù)器方式，應(yīng)用層配置環(huán)境信息管理系統(tǒng)及OA系統(tǒng)，環(huán)境信息管理系統(tǒng)通過與下屬各監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)設(shè)備相連，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)及人工采集實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境各種指標(biāo)的全方位監(jiān)測(cè)、分析及預(yù)測(cè)，OA系統(tǒng)支持其相應(yīng)的職能業(yè)務(wù)，通過數(shù)據(jù)共享等技術(shù)輔助做好環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)理及環(huán)境科研等工作。下屬各環(huán)保局工作職能是負(fù)責(zé)其所管轄區(qū)域內(nèi)的環(huán)境保護(hù)工作，各局域網(wǎng)其軟硬件配置基本類同。各局域網(wǎng)都采用中央服務(wù)器方式，應(yīng)用層而配置環(huán)境信息管理系統(tǒng)及其本相同的OA系統(tǒng)，環(huán)境信息管理系統(tǒng)通過與下屬各環(huán)境監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)設(shè)備相連，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)及人工采集錄入實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境各種指標(biāo)的全方位監(jiān)測(cè)、分析及預(yù)測(cè)。OA系統(tǒng)支持其相應(yīng)的職能業(yè)務(wù)，通過數(shù)據(jù)共享等技術(shù)輔助做好各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)工作。以上各環(huán)境保護(hù)局下屬機(jī)構(gòu)的局域網(wǎng)通過路由器及幀中繼線路與局信息中心的主交換機(jī)相連，形成城市環(huán)境信息廣域網(wǎng)。云平臺(tái)的搭建“云GIS”的發(fā)展趨勢(shì)，無非就是公有云、私有云和混合云這三個(gè)方向。公有云，是云計(jì)算服務(wù)提供商為公眾提供服務(wù)的云計(jì)算平臺(tái)，他的服務(wù)對(duì)象是公眾，理論上任何人都可以通過授權(quán)進(jìn)入該平臺(tái)，并得到相應(yīng)的服務(wù)。私有云，是云計(jì)算服務(wù)提供商為企業(yè)在其內(nèi)部搭建的專有云計(jì)算系統(tǒng)，其服務(wù)對(duì)象是某個(gè)具體的企業(yè)，私有云系統(tǒng)存在于企業(yè)防火墻之內(nèi)，只為企業(yè)內(nèi)部服務(wù)。私有云是為一個(gè)客戶單獨(dú)使用而構(gòu)建的，因而提供對(duì)數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的最有效的控制?；旌显?即公有云和私有云混合使用，綜合起來搭建云計(jì)算平臺(tái)。就目前中國的GIS市場(chǎng)而言，基于“公有云”的GIS商業(yè)模式可能由于信息保密和商業(yè)利益等原因，實(shí)現(xiàn)起來會(huì)有一定的障礙。而基于“私有云”的GIS很有可能成為一個(gè)很重要的方向，因?yàn)樗恍杩紤]一個(gè)企業(yè)或客戶的數(shù)據(jù)和需求，因此“私有云”的搭建較之大型的“公有云”則更容易實(shí)現(xiàn)。最新調(diào)查也顯示，多數(shù)調(diào)查對(duì)象的企業(yè)計(jì)劃增加使用外部供貨商所提供的云端服務(wù)，在構(gòu)建內(nèi)部或僅限企業(yè)使用的私有云上的支出將會(huì)增加，比例高于公有云。這在一定程度上表明，在現(xiàn)階段，企業(yè)對(duì)于私有云的需求更加迫切，尤其是構(gòu)建屬于企業(yè)自己的私有云。本平臺(tái)應(yīng)該歸屬于混合云基于“私有云”的GIS模式的搭建，關(guān)鍵在于，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、易擴(kuò)展的虛擬化計(jì)算服務(wù)。其體系架構(gòu)如下：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（InfrastructureasaService,IaaS）：該服務(wù)分為三層，硬件層、虛擬層和應(yīng)用層。主要作用是以服務(wù)的形式提供相應(yīng)的虛擬硬件資源，如硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器群等資源，包括GIS數(shù)據(jù)的備份、災(zāi)難修復(fù)，通過網(wǎng)絡(luò)來調(diào)整龐大的服務(wù)器群的負(fù)載平衡，及多用戶的數(shù)據(jù)并發(fā)訪問。無需購買這些設(shè)備，只需在互聯(lián)網(wǎng)上租賃即可搭建自己的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。2）平臺(tái)即服務(wù)（PlatformasaService,PaaS）：提供應(yīng)用服務(wù)引擎，如互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用編程接口、運(yùn)行平臺(tái)等。用戶基于該應(yīng)用服務(wù)引擎，來構(gòu)建該類應(yīng)用。3）軟件即服務(wù)（SoftwareasaSer-vice,SaaS）：用戶可以通過標(biāo)準(zhǔn)的Web瀏覽器來使用“私有云”上的所有GIS軟件；Desktop客戶端軟件通過標(biāo)準(zhǔn)的Web服務(wù)使用“云”上的GIS軟件；GIS移動(dòng)終端可以通過WAP無線網(wǎng)絡(luò)使用該企業(yè)云上的GIS軟件。用戶不必購買軟件，只需按需租用即可。其體系架構(gòu)圖如圖：系統(tǒng)復(fù)雜性分析環(huán)境管理系統(tǒng)的復(fù)雜性城市環(huán)境管理和開發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從城市環(huán)境資源的調(diào)查、評(píng)價(jià)，到城市環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境景觀設(shè)計(jì)、環(huán)境資源及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等，涉及到自然地理地貌、上地利用、交通、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)、環(huán)保、政策法規(guī)等多個(gè)層而，信息量、數(shù)據(jù)量巨大，給環(huán)境管理人員帶來許多困難。因而如何合理分析和利用這些數(shù)據(jù)，為城市環(huán)境管理開發(fā)人員提供科學(xué)、有效的決策成為關(guān)鍵問題。地理信息系統(tǒng)，以其強(qiáng)大的地理空間數(shù)據(jù)處理能力和空間分析方法，為城市環(huán)境管理和開發(fā)提供了有力的技術(shù)支持。GIS能夠集成化解決問題，由于GIS數(shù)據(jù)參照同一空間坐標(biāo)系，這使得不同領(lǐng)域共享數(shù)據(jù)和結(jié)果變得簡(jiǎn)單高效，各部門數(shù)據(jù)可集成支持整個(gè)項(xiàng)目的戰(zhàn)略決策。環(huán)境管理系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)境管理的地理信息系統(tǒng)主要由環(huán)境數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)和環(huán)境管理決策系統(tǒng)兩部分組成。環(huán)境數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)包括環(huán)境數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸、存貯系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。環(huán)境管理決策系統(tǒng)主要包括環(huán)境預(yù)測(cè)系統(tǒng)、分析系統(tǒng)、決策信息系統(tǒng)、決策系統(tǒng)和決策的后評(píng)估系統(tǒng)五部分。環(huán)境數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫、環(huán)境遙感影像數(shù)據(jù)庫和環(huán)境背景地理數(shù)據(jù)庫的支持下，通過地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能，滿足遠(yuǎn)程或本地用戶對(duì)環(huán)境地理信息的數(shù)據(jù)的輸人編輯、查詢檢索、管理維護(hù)、制圖輸出和分析等需要，其核心部分是數(shù)測(cè)、評(píng)價(jià)、決策信息、決策和后評(píng)估模塊的支持下，利用環(huán)境數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)提供的經(jīng)過初篩選的專業(yè)信息，提取環(huán)境決策信息系統(tǒng)的管理方案，經(jīng)過環(huán)境預(yù)測(cè)分析和環(huán)境評(píng)價(jià)分析，生成有排序的環(huán)境管理與決策方案，便于管理者進(jìn)行選擇和最終決策。環(huán)境管理決策系統(tǒng)還包括一個(gè)后評(píng)估系統(tǒng)，在管理決策生成和實(shí)施以后，通過收集到的環(huán)境信息，對(duì)決策實(shí)施效果進(jìn)行再評(píng)估，通過評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)現(xiàn)有的決策進(jìn)行改善和修正，或者進(jìn)行決策的再制定。系統(tǒng)相關(guān)的功能：(1)實(shí)現(xiàn)各類環(huán)保數(shù)據(jù)的綜合查詢,具有對(duì)地理空間分析和數(shù)據(jù)綜合分析的能力,并能提供分析報(bào)告和報(bào)表,具備為決策提供支持的能力;(2)具有對(duì)信息分析后提供專項(xiàng)預(yù)測(cè)的功能;(3)支持通用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)更廣范圍的信息共享,不僅為環(huán)境管理部門提供支持,同時(shí)還對(duì)社會(huì)提供展示和宣傳,以促進(jìn)全社會(huì)監(jiān)督體制的完善和公眾環(huán)境意識(shí)的提高。環(huán)境管理地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)作為環(huán)境保護(hù)的一個(gè)子系統(tǒng)，環(huán)境管理GIS也是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，應(yīng)具有以下幾方面的特點(diǎn):1、具有控制多因素的綜合能力環(huán)境管理的內(nèi)容涉及到污染源識(shí)別、生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、環(huán)境功能分區(qū)、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理政策等，而這些內(nèi)容又與整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展交融在一起，這也決定了環(huán)境管理GIS必須具有綜合能力，要體現(xiàn)和處理這些系統(tǒng)所涉及的問題，能夠處理以保護(hù)環(huán)境和控制污染為主體的包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等多層次結(jié)構(gòu)、多應(yīng)用目標(biāo)的復(fù)雜問題。2、具有對(duì)多維空間的分析能力環(huán)境問題具有多維的空間特性，在水環(huán)境污染防治中顯得尤為重要，在研究某一河流流域的過程中，往往可用一維模型(x)模擬，但是研究該流域在周邊區(qū)域內(nèi)的污染狀況，則必須考慮岸邊污染帶的環(huán)境影響，因而需要二維(x,刃甚至三維(x,y,x)模型進(jìn)行模擬，如果增加研究河流的環(huán)境容量，還需要考慮時(shí)間因素，四維模型就成為必要手段。因此，環(huán)境管理GIS必須具有極強(qiáng)的空間分析功能，才能滿足這種需求。3、具有保持動(dòng)態(tài)、可擴(kuò)充的能力環(huán)境狀況是不斷變化的，GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫也應(yīng)具有動(dòng)態(tài)性和適時(shí)性，系統(tǒng)只有具有動(dòng)態(tài)和適時(shí)特性，才能對(duì)環(huán)境間題實(shí)施及時(shí)有效的管理。而且隨著污染控制技術(shù)的進(jìn)步，環(huán)境管理水平的提高，環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)因時(shí)因地而不同，在一定時(shí)期內(nèi)達(dá)標(biāo)的指標(biāo)，隨著時(shí)間的推移可能成為超標(biāo)的指標(biāo)，這也是一種動(dòng)態(tài)變化過程，系統(tǒng)必須及時(shí)更新相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。云計(jì)算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)通過對(duì)現(xiàn)有的云計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行深入剖析，云計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)部可以看作是一組服務(wù)的集合。圖1是云計(jì)算的體系結(jié)構(gòu)：1、基礎(chǔ)設(shè)施層。主要包括計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源，整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施也可以作為一種服務(wù)向用戶提供，即IaaS(infrastructureasservice)},IaaS向用戶提供的不僅包括虛擬化的計(jì)算資源、存儲(chǔ)，同時(shí)還要保證用戶訪問時(shí)的網(wǎng)絡(luò)帶寬等、)如Amazon云計(jì)算AWS(AmazonWebServices)的彈性計(jì)算云EC2和簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)S3。在IaaS環(huán)境中，用戶相當(dāng)于在使用裸機(jī)，既可以讓它運(yùn)行Windows，也可以讓它運(yùn)行Linux、用戶在使用過程中很方便。2、平臺(tái)層)在基礎(chǔ)設(shè)施之上的平臺(tái)層可以認(rèn)為是整個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)的核心層，主要包括并行程序設(shè)計(jì)和開發(fā)環(huán)境、結(jié)構(gòu)化海量數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)管理系統(tǒng)、海量數(shù)據(jù)分布式文件系統(tǒng)以及實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的其他系統(tǒng)管理工具，如云計(jì)算的系統(tǒng)中資源的部署、分配、監(jiān)控管理、安全管理、分布式并發(fā)控制等)平臺(tái)層主要為應(yīng)用程序開發(fā)者設(shè)計(jì)，開發(fā)者小用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行時(shí)所需要的資源，平臺(tái)層提供應(yīng)用程序運(yùn)行及維護(hù)所需要的一切平臺(tái)資源)平臺(tái)即服務(wù)稱之為PaaS(platfonmasaservice，平臺(tái)即服務(wù))，人多數(shù)提供商限定于某種語言和集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，例如谷歌的AppEngine支持python以及相應(yīng)的IDE)這有點(diǎn)像在高性能集群計(jì)算機(jī)里進(jìn)行MPI編程，只適用于解決某些特定的計(jì)算問題。3、應(yīng)用層、它是面向用戶提供簡(jiǎn)單的軟件應(yīng)用服務(wù)以及用戶交互接口等，這一層稱為軟件即服務(wù)，即SaaS(infrastructureasaservice，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))、SaaS的針對(duì)性更強(qiáng)，它將某些特定應(yīng)用軟件功能封裝成服務(wù)，如Salesfor二公司提供的在線客戶關(guān)系管理CRM(C1icnRclationshipManagement)服務(wù)、SaaS既小像PaaS一樣提供計(jì)算或存儲(chǔ)資源類型的服務(wù)，也小像IaaS一樣提供運(yùn)行用戶自定義應(yīng)用程序的環(huán)境它只提供某些專門用途的服務(wù)供應(yīng)用調(diào)用。云計(jì)算主要特點(diǎn)云計(jì)算主要特點(diǎn)是針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行整合，即把原來的PC機(jī)、服務(wù)器進(jìn)行整合，把應(yīng)用的基礎(chǔ)操作系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行整合，從而形成一個(gè)大的服務(wù)器和服務(wù)器應(yīng)用平臺(tái)。這個(gè)和HPC不完全相同，傳統(tǒng)的HPC只能整合相同的硬件，同時(shí)只關(guān)注科學(xué)計(jì)算。云計(jì)算應(yīng)該擁有以下特征：1）能整合不同的PC、服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備；2）能實(shí)現(xiàn)各硬件間的負(fù)載均衡，充分利用計(jì)算、存儲(chǔ)資源；3）支持快速的應(yīng)用開發(fā)。而“私有云”的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)則顯得更為突出：第一，簡(jiǎn)化了GIS系統(tǒng)部署和管理。對(duì)于企業(yè)應(yīng)用GIS來說，最復(fù)雜的不是如何使用功能，而是怎樣搭建和維護(hù)GIS的資源。關(guān)注的不僅僅是采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、構(gòu)建數(shù)據(jù)庫、制圖和發(fā)布地圖服務(wù)等，更重要的是，考慮如何部署GIS軟件和優(yōu)化軟件系統(tǒng)配置以達(dá)到最優(yōu)的性能，這幾乎占了整個(gè)GIS系統(tǒng)的80%的精力和資源，搭建后，還要考慮系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)。而采用云計(jì)算，大大簡(jiǎn)化了GIS服務(wù)器的部署，減少了復(fù)雜的服務(wù)器管理和維護(hù)。因?yàn)槠髽I(yè)所需的資源都是從云服務(wù)提供商來的，這里的復(fù)雜的過程都是提供商的責(zé)任，而企業(yè)只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的管理和維護(hù)。第二，降低了構(gòu)建GIS系統(tǒng)的投資和運(yùn)營成本。GIS系統(tǒng)構(gòu)建的最大成本在于數(shù)據(jù)。采用云計(jì)算模式，可以集中地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，通過共享的方式為該企業(yè)所有的職員提供數(shù)據(jù)和軟件的服務(wù)。企業(yè)不再需要為每個(gè)項(xiàng)目、每個(gè)下屬部門重復(fù)的購買數(shù)據(jù)，通過“私有云”，只需要構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)中心，集中統(tǒng)一維護(hù)，企業(yè)內(nèi)部共享該私有云的服務(wù)，硬件、人力和維護(hù)資源都可以從成本中大大減少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，云計(jì)算能夠帶來更低的成本，大大提高利用率，比現(xiàn)有系統(tǒng)提高30倍的價(jià)值。第三，縮短了GIS系統(tǒng)的構(gòu)建周期。對(duì)于一個(gè)傳統(tǒng)的GIS系統(tǒng)構(gòu)建來說，需要一個(gè)基本的周期：硬件維護(hù)、硬件安裝、信息系統(tǒng)安裝、軟件安裝、應(yīng)用和數(shù)據(jù)裝載、測(cè)試等。在企業(yè)的“私有云”中，前四個(gè)過程在云端進(jìn)行，企業(yè)的GIS系統(tǒng)構(gòu)建的周期大大縮短，既提高了效率，又節(jié)省了人力和資源。第四，提高了GIS程序和基礎(chǔ)設(shè)施的靈活性。采用云計(jì)算模式，可以把更多的精力放在GIS功能的開發(fā)上，而不是基礎(chǔ)架構(gòu)上。并且，在日常的訪問量達(dá)到高峰時(shí)，只需彈性地增加硬件設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)，而無需重新部署基礎(chǔ)硬件，使得GIS應(yīng)用更加地靈活。系統(tǒng)需求分析國家和地方各級(jí)環(huán)保局都需要大量環(huán)境質(zhì)量資源，如大氣質(zhì)量、噪聲、水資源、生物資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等，并能夠有效地組織這類信息來進(jìn)行環(huán)境統(tǒng)計(jì)、土地利用規(guī)劃、總體發(fā)展規(guī)劃等。我國已經(jīng)建立了各種類型的環(huán)境管理信息網(wǎng)絡(luò)。環(huán)境保護(hù)、治理是城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，加強(qiáng)環(huán)境管理是我國環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)基本政策。城市環(huán)境管理工作主要包括環(huán)境規(guī)劃與決策、監(jiān)測(cè)(包括重點(diǎn)污染源管理)、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)與模擬等，是實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境保護(hù)、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。地理信息系(GeographicInformationSystem;GIS)在環(huán)境領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，可對(duì)城市多源環(huán)境信息進(jìn)行統(tǒng)一管理、分析，實(shí)現(xiàn)空間信息與屬性信息的集成綜合管理，進(jìn)行定量化的研究工作。業(yè)務(wù)需求應(yīng)用系統(tǒng)采用國際與國家規(guī)定的各種規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，主要包含:環(huán)境及空間信息錄入及處理系統(tǒng)、空間信息查詢管理系統(tǒng)、污染源信息管理系統(tǒng)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)處理系統(tǒng)、環(huán)境信息管理系統(tǒng)、環(huán)境保護(hù)規(guī)劃管理系統(tǒng)、建設(shè)項(xiàng)日管理系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)、噪聲達(dá)標(biāo)區(qū)、煙塵控制區(qū)系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、環(huán)境評(píng)估、城市定量考核系統(tǒng)、公眾信息發(fā)布、處理系統(tǒng)、環(huán)境預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、各業(yè)務(wù)職能科室的業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)。性能需求先進(jìn)性:系統(tǒng)組網(wǎng)選用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)既具有先進(jìn)性，又必須是實(shí)用、成熟和安全可靠的技術(shù)，同時(shí)又符合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展主流。系統(tǒng)在環(huán)保信息系統(tǒng)中保持其先進(jìn)性，其功能在覆蓋目前流行的環(huán)保信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上有所發(fā)展。開放性:選用的技術(shù)應(yīng)具有開放性，能適應(yīng)不同的使用環(huán)境并具有良好的擴(kuò)展性。實(shí)用性:城市環(huán)境地理信息系統(tǒng)應(yīng)用軟件開發(fā)應(yīng)圍繞城市環(huán)境保護(hù)管理需求展開，并服務(wù)于城市環(huán)境保護(hù)管理工作的需要。依據(jù)自身的需要，自主開發(fā)實(shí)用于本城市環(huán)境保護(hù)管理工作需求的環(huán)境地理信息系統(tǒng)。同時(shí)能夠充分利用現(xiàn)有的設(shè)備資源及各種已有歷史環(huán)境數(shù)據(jù)，并目_在技術(shù)上能夠滿足今后的應(yīng)用發(fā)展需要。安全性:應(yīng)保證系統(tǒng)的安全，具有各種安全防護(hù)措施。可靠性:應(yīng)保證系統(tǒng)能長期、穩(wěn)定、健康地運(yùn)行。標(biāo)準(zhǔn)化:選用的技術(shù)應(yīng)滿足國際及國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證系統(tǒng)兼容性、可升級(jí)性及擁有長的技術(shù)壽命周期，保證系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，有效地保證系統(tǒng)的投資。易操作性及可維護(hù)性:系統(tǒng)應(yīng)具有易操作性，方便工作人員的操作用戶平臺(tái)要求基于云計(jì)算的GIS是指將空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理交給大量的分布式計(jì)算機(jī)(服務(wù)器),通過基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(InfrastructureasaService,IaaS)、平臺(tái)即服務(wù)(PlatformasaService,PaaS)和軟件即服務(wù)(SoftwareasaService,SaaS)三種形式為用戶提供空間信息服務(wù)的地理信息系統(tǒng)。云時(shí)代的GIS用戶只需要一個(gè)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以像現(xiàn)在獲取導(dǎo)航信息一樣方便地獲取所有的GIS服務(wù)。技術(shù)方案的可行性論證虛擬化技術(shù)虛擬化技術(shù)是系統(tǒng)可靠性，穩(wěn)定性的重要保證。云計(jì)算是一個(gè)虛擬的資源池，它將底層的硬件設(shè)備全部虛擬化，并通過互聯(lián)網(wǎng)使得用戶可以使用資源池內(nèi)的計(jì)算資源。虛擬化技術(shù)提高資源的利用率，并能夠根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求的變化，快速、靈活地進(jìn)行資源部署。實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)資源的調(diào)配，動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡，保證主機(jī)節(jié)點(diǎn)的失效保護(hù)，即當(dāng)一個(gè)主機(jī)節(jié)點(diǎn)失效后，該功能實(shí)體能將其上的服務(wù)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到其他節(jié)點(diǎn)上繼續(xù)運(yùn)行。提高了系統(tǒng)的可靠性。因此虛擬化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的最重要的技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)面對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，高效的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)決定有效信息的獲取。用戶使用云計(jì)算服務(wù)離不開網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的帶寬和穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)也是云計(jì)算面臨的挑戰(zhàn)之一，要在云中完成信息的高效處理，必須大力發(fā)展接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且保證網(wǎng)絡(luò)具備高性能的通信設(shè)施。虛擬化技術(shù)使得計(jì)算資源高度集中，使它們關(guān)聯(lián)起來，并且有效地使用和分配資源。"3S及M一3S"技術(shù)"3S"技術(shù)，即GIS,RS(RemoteSensing)和GPS(GlobalPositioningSystem)集成技術(shù)以其在管理空間數(shù)據(jù)方面的強(qiáng)大功能和處理資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展問題上的突出能力，特別是3S系統(tǒng)中矢量柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，已成為空間信息科學(xué)發(fā)展的重要方向，為地球與環(huán)境科學(xué)提供了新的觀測(cè)手段、描述語言和分析管理工具。多媒體技術(shù)(Mufti一media)是近幾年發(fā)展起來的具有很大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，能有效提高環(huán)境保護(hù)信息管理現(xiàn)代化及業(yè)務(wù)化水平。"M一3S"一體化系統(tǒng)將是“3S"集成系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)直接開放文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)方式比較適合私有云的構(gòu)建，對(duì)于面向公眾服務(wù)的公有云服務(wù)，我們期望能夠和WEB協(xié)議(HTTP)兼容?；ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量、性能和功能提出了巨大挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為大容量、高性能、可擴(kuò)展性、可共享性、自適應(yīng)性、可管理性，以及高可靠性和可用性，目前市場(chǎng)上沒有一種解決方案可以滿足所有這些要求。對(duì)于快速升級(jí)的存儲(chǔ)需求，基于對(duì)象存儲(chǔ)(OBS)技術(shù)是一種非常有前景的解決方法，它融合了高速可直接訪問的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(SAN)和安全、良好跨平臺(tái)共享數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)(NAS)的優(yōu)點(diǎn)。通過對(duì)象存儲(chǔ)可以很好地屏蔽底層協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對(duì)象存儲(chǔ)的具體特點(diǎn)如圖2所示：下一代互聯(lián)網(wǎng)和PB級(jí)存儲(chǔ)大規(guī)模部署迫切地期待基于對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)的成熟和大規(guī)模應(yīng)用。對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備(OSD)可以基于獨(dú)立的設(shè)備（如OSD硬盤），也可以在分布式系統(tǒng)上構(gòu)建。為保證對(duì)象的唯一性，面向分布式系統(tǒng)時(shí)一般會(huì)劃分對(duì)象組，確保在不同對(duì)象組內(nèi)對(duì)象具有唯一性。對(duì)象包括數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)，有兩個(gè)重要特點(diǎn)：1.對(duì)象設(shè)備內(nèi)部管理元數(shù)據(jù)(空間管理)。2.對(duì)象ID是訪問該對(duì)象的唯一標(biāo)志(每個(gè)OSD設(shè)備唯一)。OSD安全模型是一個(gè)基于證書的訪問控制系統(tǒng)，由4個(gè)實(shí)體組成：應(yīng)用客戶端、安全服務(wù)、策略/存儲(chǔ)管理者及對(duì)象服務(wù)。對(duì)象存儲(chǔ)一般都要包含如下操作：讀、寫、列表、刪除、獲取元數(shù)據(jù)，例如Amazon簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù)(S3)面向各種應(yīng)用提供了面向?qū)ο蟮腟3。對(duì)象存儲(chǔ)主要是面向應(yīng)用開放，目前各種系統(tǒng)接口尚未完全統(tǒng)一。提供WebService或RESTful的接口比較便于應(yīng)用的透明接入，但提供基于長鏈接的定制化客戶端接入則比較容易做到高效訪問。云計(jì)算相關(guān)技術(shù)多租戶技術(shù)傳統(tǒng)的軟件運(yùn)行和維護(hù)要求軟件被部署在用戶所購買或者租用的數(shù)據(jù)中心中，這些軟件大多服務(wù)于特定的個(gè)人用戶或者企業(yè)用戶。在云計(jì)算環(huán)境中，更多的軟件以SaaS的方式發(fā)布出去，并且通常會(huì)提供成干上力一的企業(yè)用戶共享使用。與傳統(tǒng)的軟件運(yùn)行和維護(hù)模式相比，云計(jì)算要求硬件資源和軟件資源能夠更好地共享，具有良好的可伸縮性，任何一個(gè)用戶都能夠按照自己的要求對(duì)SaaS軟件進(jìn)行客戶化配置而不影響其他用戶的使用。多租戶技術(shù)就是目前云計(jì)算環(huán)境中解決上述問題的關(guān)鍵技術(shù)。多租戶技術(shù)是一項(xiàng)云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)，該技術(shù)使得大量的用戶能夠共享同一堆棧的軟硬件資源，每個(gè)用戶能夠按需使用資源，能夠?qū)浖?wù)進(jìn)行客戶化配置，同時(shí)不影響其他用戶的配置。一個(gè)租戶可以是任何一個(gè)應(yīng)用，或者是企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用，或外部應(yīng)用。它需要有自己安全的和排他的虛擬計(jì)算環(huán)境。該環(huán)境包含了從存儲(chǔ)到用戶界面的所有或某些選定的企業(yè)架構(gòu)層。所有交互式應(yīng)用(或租戶)必然地具有多用戶的性質(zhì)。多租戶是公有云和私有云的一個(gè)重要的共通屬性，它可適用于云的所有三層架構(gòu):基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)。資源調(diào)度技術(shù)資源調(diào)度指的是在特定的資源環(huán)境下，根據(jù)一定的資源使用原則，在不同的資源使用者之間進(jìn)行資源調(diào)整的過程。這些資源使用者對(duì)應(yīng)著不同的計(jì)算任務(wù)，每個(gè)計(jì)算任務(wù)在操作系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)著一個(gè)或者多個(gè)進(jìn)程。資源調(diào)度在傳統(tǒng)的計(jì)算環(huán)境中已經(jīng)涉及，而云計(jì)算的海量規(guī)模為資源調(diào)度帶來了新的挑戰(zhàn)。資源調(diào)度需要考慮資源的實(shí)時(shí)使用情況，這就要對(duì)云計(jì)算環(huán)境的資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。云計(jì)算環(huán)境中的資源種類多，規(guī)模大，對(duì)資源的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理就變的十分困難。此外，一個(gè)云計(jì)算環(huán)境可能有成千上萬的計(jì)算任務(wù)，這對(duì)調(diào)度算法的復(fù)雜性和有效性提出了挑戰(zhàn)。對(duì)于基于虛擬化技術(shù)的云基礎(chǔ)設(shè)施，虛擬機(jī)的大小一般都在幾個(gè)GB以上，大規(guī)模并行的虛擬機(jī)遷移操作很有可能會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)帶寬等各種因素的限制而變得非常緩慢。從調(diào)度的粒度上來看，虛擬機(jī)內(nèi)部應(yīng)用的調(diào)度時(shí)云計(jì)算用戶更為關(guān)心的。如何調(diào)度資源滿足虛擬機(jī)內(nèi)部應(yīng)用的服務(wù)級(jí)別協(xié)定也是目前待解決的一個(gè)難題。以性能為例，一個(gè)應(yīng)用資源調(diào)度系統(tǒng)需要監(jiān)控應(yīng)用的實(shí)時(shí)性能指標(biāo)，例如吞吐量、響應(yīng)時(shí)間等。通過這些指標(biāo)，結(jié)合歷史記錄及預(yù)測(cè)模型，分析出未來的性能值，并與用戶預(yù)先制定的優(yōu)化規(guī)則進(jìn)行比較，得出應(yīng)用是否需要及如何進(jìn)行資源調(diào)整的結(jié)論。并發(fā)請(qǐng)求的任務(wù)調(diào)度技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心或者集群環(huán)境，針對(duì)不用應(yīng)用的大量不同用戶的并發(fā)訪問是云計(jì)算要解決的關(guān)機(jī)技術(shù)之一。傳統(tǒng)的集群環(huán)境中，應(yīng)用開發(fā)者將自己的應(yīng)用部署在自己私有的數(shù)據(jù)中心或者托管的數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用服務(wù)商需要自己通過多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，流量控制，同時(shí)還必須提供請(qǐng)求訪問量峰值所需要的計(jì)算資源，以保證服務(wù)的Qos，而在大多數(shù)時(shí)候這種資源會(huì)存在部分空閑，造成資源浪費(fèi)，云計(jì)算的“按需付費(fèi)”特性解決了上述問題。云計(jì)算平臺(tái)能夠動(dòng)態(tài)的實(shí)現(xiàn)資源的配置，真正實(shí)現(xiàn)按需分配，按需收費(fèi)。但是，當(dāng)應(yīng)用從傳統(tǒng)的集群環(huán)境遷移到云計(jì)算環(huán)境中以后，針對(duì)不同應(yīng)用的不同用戶的并發(fā)請(qǐng)求的負(fù)載均衡策略完全由與計(jì)算平臺(tái)來實(shí)施，傳統(tǒng)集群環(huán)境中的負(fù)載均衡和流量控制策略不再適用。與此同時(shí)，云計(jì)算平臺(tái)還要對(duì)運(yùn)行在其上的眾多不同應(yīng)用實(shí)施服務(wù)區(qū)分，對(duì)不同應(yīng)用的不同用戶實(shí)現(xiàn)不同的優(yōu)先級(jí)策略，保證不同的QoS體驗(yàn)。這些問題的解決都是云計(jì)算提供平臺(tái)服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。大規(guī)模消息通信技術(shù)云計(jì)算的一個(gè)核心理念就是資源和軟件功能都是以服務(wù)的形式進(jìn)行發(fā)布的，不同服務(wù)之間經(jīng)常需要通過消息通信進(jìn)行協(xié)作?？煽俊踩?、高性能的通信基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)云計(jì)算平臺(tái)至關(guān)重要。通常消息通信分為同步通信和異步通信兩種。在同步通信中，直接請(qǐng)求服務(wù)器端的服務(wù)，并等待服務(wù)結(jié)果返回后才能繼續(xù)執(zhí)行;在服務(wù)端，服務(wù)運(yùn)行環(huán)境則需要保存與客戶端通信的信息，在處理完成時(shí)將結(jié)果返回給客戶端。這種同步通信機(jī)制有可能對(duì)客戶端系統(tǒng)的處理速度和服務(wù)端系統(tǒng)的可用性造成影響，因此異步消息通信對(duì)于云計(jì)算環(huán)境顯得尤為重要。在異步消息通信中，客戶端和服務(wù)器端并不直接通信。客戶端請(qǐng)求以消息的形式放在請(qǐng)求隊(duì)列里面，然后繼續(xù)處理其他業(yè)務(wù)邏輯;服務(wù)實(shí)例則會(huì)從請(qǐng)求消息隊(duì)列中獲取請(qǐng)求消息。異步通信機(jī)制已經(jīng)發(fā)展了很多年，例如，JavaMessageService是JZEE平臺(tái)上的一個(gè)消息通信標(biāo)準(zhǔn)，JZEE應(yīng)用程序可以通過JMS來創(chuàng)建、發(fā)送、接收和訂閱消息。云計(jì)算也給分布式系統(tǒng)中的消息通信帶來了新的挑戰(zhàn)。首先，消息通信服務(wù)必須足夠穩(wěn)定，以保證在應(yīng)用程序需要使用消息服務(wù)時(shí)該服務(wù)一定是可用的，并且能夠保證消息在傳播過程中不會(huì)丟失。其次，消息通信服務(wù)必須能夠伸縮，從而支持人規(guī)模節(jié)點(diǎn)同時(shí)執(zhí)行高性能的消息讀和寫。目前，云計(jì)算環(huán)境中的大規(guī)模數(shù)據(jù)通信技術(shù)仍在發(fā)展階段，Amazon公司的simpleQueueservice(sQs)是當(dāng)今業(yè)界著名的云計(jì)算大規(guī)模消息通信產(chǎn)品。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)面向城市環(huán)境管理與規(guī)劃的地理知識(shí)云系統(tǒng)，所包含的基本結(jié)構(gòu)為：客戶端、云端以及數(shù)據(jù)倉庫三部分。基于云的系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)是讓用戶只需通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器就可以獲得GIS的所有功能，這是達(dá)成方便快捷、提高環(huán)境管理規(guī)劃工作的基本保證。因此客戶端所包含的主要內(nèi)容就是可以和云端進(jìn)行互操作的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器可以對(duì)云端的服務(wù)進(jìn)行訪問，可以獲得云端的數(shù)據(jù)軟件及算法等。云端是系統(tǒng)組成的重要結(jié)構(gòu)部分，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的核心。云端應(yīng)存有實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境管理的軟件、平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。同時(shí)，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?，云端還應(yīng)建立用戶身份認(rèn)證的審核模塊、數(shù)據(jù)等級(jí)分等定級(jí)機(jī)制體系，軟件、平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施的安全平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)加入相關(guān)管理部門的管理機(jī)制模塊以及專家系統(tǒng)，以保證云端的可控制性。數(shù)據(jù)庫或稱數(shù)據(jù)倉庫應(yīng)在分為基礎(chǔ)資料庫，環(huán)境信息庫和污染源信息庫三大庫類的基礎(chǔ)上建立科學(xué)的索引機(jī)制，在云端與此進(jìn)行互操作時(shí)，能快速高效、準(zhǔn)確的提取有用的信息。系統(tǒng)功能通過云端認(rèn)證的用戶可根據(jù)用戶級(jí)別遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入編輯，管理級(jí)的用戶可遠(yuǎn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)與管理；可通過管理需要輸入關(guān)鍵詞進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢與檢索，可根據(jù)自身管理需要建成新數(shù)據(jù)庫，如包含城市環(huán)境中大氣、水、固體廢棄物、噪聲等信息的污染源信息庫，城市的規(guī)劃建設(shè)信息庫、城市建設(shè)在建工程信息庫、城市化學(xué)有毒氣體存放點(diǎn)信息庫等等；通過云端的軟件服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)等可實(shí)現(xiàn)如城市環(huán)境功能分區(qū)及功能區(qū)域環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)或環(huán)境污染預(yù)報(bào)模型的建立、城市污染源的申報(bào)與登記，排污收費(fèi)等、對(duì)在建工程進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，有毒化學(xué)物品運(yùn)輸路線規(guī)定及事故應(yīng)急管理措施等；在進(jìn)行城市環(huán)境管理規(guī)劃的同時(shí)，輔助城市環(huán)境研究，為城市環(huán)境研究提供經(jīng)驗(yàn)知識(shí)及專家判斷力等。實(shí)施方案人員安排福州市環(huán)保局軟件實(shí)施項(xiàng)目將由福建省空間信息工程研究中心和福州市環(huán)保局共同合作完成。在這一部分，將定義各方參加項(xiàng)目的主要辦公自動(dòng)化及其職責(zé)、項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu)和人員配備要求等基本情況。系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目組織結(jié)構(gòu)福州市環(huán)保局項(xiàng)目實(shí)施小組配備人員：項(xiàng)目總監(jiān)1人、項(xiàng)目經(jīng)理1人，IT人員1人，辦公自動(dòng)化管理業(yè)務(wù)2-3人，辦公管理業(yè)務(wù)2－3人。福建省空間信息工程研究中心實(shí)施小組配備的角色：項(xiàng)目總監(jiān)1人、項(xiàng)目經(jīng)理1人，技術(shù)顧問，實(shí)施經(jīng)理1人，實(shí)施工程師2人，支持顧問1人。環(huán)保局項(xiàng)目組織成員表：環(huán)保局項(xiàng)目組成員姓名部門與職務(wù)聯(lián)系方式項(xiàng)目組角色組長副組長組員組員組員福建省空間信息工程中心項(xiàng)目實(shí)施方成員表：項(xiàng)目實(shí)施方成員姓名部門與職務(wù)聯(lián)系方式項(xiàng)目組角色項(xiàng)目經(jīng)理實(shí)施工程師項(xiàng)目支持項(xiàng)目副經(jīng)理實(shí)施工程師實(shí)施工程師組織間的協(xié)調(diào)項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制定整體項(xiàng)目計(jì)劃及明確各方的責(zé)任。各方的項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)明確各自內(nèi)部的人員分工。任何重大的事宜及項(xiàng)目任務(wù)的變更需經(jīng)各方項(xiàng)目經(jīng)理的協(xié)商并達(dá)成一致意見方可實(shí)施。項(xiàng)目成員角色和職責(zé)一、環(huán)保局項(xiàng)目組領(lǐng)導(dǎo)小組：由環(huán)保局決策人員和相關(guān)業(yè)務(wù)高級(jí)管理人員組成的項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組，領(lǐng)導(dǎo)小組組長由擔(dān)任，領(lǐng)導(dǎo)小組成員組成。領(lǐng)導(dǎo)小組的職責(zé)主要有：對(duì)項(xiàng)目工作小組提供承諾、支持、指導(dǎo)；為項(xiàng)目的實(shí)施提供人力、財(cái)力、場(chǎng)地等的大力支持；負(fù)責(zé)實(shí)施項(xiàng)目形成的管理制度、規(guī)程的審批。決定對(duì)與項(xiàng)目相關(guān)部門及責(zé)任人的獎(jiǎng)懲。解決項(xiàng)目工作小組無法解決的重大問題（或擴(kuò)大化問題）；按照項(xiàng)目實(shí)施的成果組織實(shí)施項(xiàng)目的進(jìn)行和新的業(yè)務(wù)流程規(guī)劃；決定辦公自動(dòng)化管理軟件項(xiàng)目整體策略，把握總體方向；審定項(xiàng)目各項(xiàng)方案和項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)。檢查考核項(xiàng)目組織實(shí)施工作。審批和保證項(xiàng)目投資落實(shí)，確保項(xiàng)目實(shí)施按計(jì)劃進(jìn)行。督促各部門與項(xiàng)目組、項(xiàng)目組與技術(shù)支持單位的工作協(xié)調(diào)。在每個(gè)重要階段關(guān)鍵點(diǎn)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目組驗(yàn)收和監(jiān)督系統(tǒng)切換運(yùn)行。組織項(xiàng)目階段實(shí)施鑒定。聽取實(shí)施小組的工作匯報(bào)，提出指導(dǎo)性意見，解決重大問題，并決定下一階段工作重點(diǎn)和行動(dòng)計(jì)劃；對(duì)項(xiàng)目經(jīng)理和實(shí)施小組給予適當(dāng)?shù)氖跈?quán)；簽收項(xiàng)目實(shí)施中交付的各種交付件資料。項(xiàng)目經(jīng)理：指派一名專職項(xiàng)目經(jīng)理參加到項(xiàng)目組中與實(shí)施項(xiàng)目經(jīng)理共同工作，作為福建省空間信息工程研究中心和福州市環(huán)保局之間的聯(lián)系渠道，解決有關(guān)業(yè)務(wù)部門等方面的問題。被指派到項(xiàng)目中參與的實(shí)施和調(diào)研員工必須成為項(xiàng)目組的一部分。項(xiàng)目經(jīng)理職責(zé)主要有：保證能夠在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施期間能夠?qū)Ｂ毜卦陧?xiàng)目組中工作；與空間中心項(xiàng)目經(jīng)理及相關(guān)人員一起檢查工作說明書及附件；根據(jù)要求，定期向環(huán)保局項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)通報(bào)項(xiàng)目的進(jìn)展，并在必要時(shí)尋求支持和干預(yù)；指派和管理參加項(xiàng)目組的環(huán)保局員工；組織安排適當(dāng)?shù)母呒?jí)管理人員、內(nèi)部用戶、信息技術(shù)人員接受訪談，參加研討會(huì)、工作會(huì)議；及時(shí)解答空間中心的實(shí)施咨詢并提供所索取的信息，文檔資料；與空間中心項(xiàng)目經(jīng)理協(xié)調(diào)處理任何由環(huán)保局提出的對(duì)項(xiàng)目計(jì)劃、進(jìn)度或程序的更改；與空間中心項(xiàng)目經(jīng)理一起采取必要的行動(dòng)去糾正項(xiàng)目計(jì)劃或工作范圍的可能偏差；根據(jù)變更程序協(xié)助處理變更申請(qǐng)；進(jìn)行授權(quán)范圍內(nèi)的決策；與空間中心項(xiàng)目經(jīng)理及相關(guān)人員一起決定項(xiàng)目實(shí)施策略和方案。對(duì)項(xiàng)目經(jīng)理的要求：有很強(qiáng)的項(xiàng)目管理和組織技能；熟悉環(huán)保局整體業(yè)務(wù)流程；熟練使用計(jì)算機(jī)常用辦公軟件；深刻理解本項(xiàng)目目標(biāo)，范圍、標(biāo)準(zhǔn)，最好有相關(guān)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)；很強(qiáng)的分析技能等。辦公自動(dòng)化管理軟件項(xiàng)目實(shí)施小組：為了更好的使環(huán)保局辦公自動(dòng)化管理軟件項(xiàng)目的實(shí)施項(xiàng)目的執(zhí)行，要求由相關(guān)辦公自動(dòng)化管理人員，組成項(xiàng)目實(shí)施小組，在項(xiàng)目經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)和管理下，與空間中心項(xiàng)目組一起實(shí)施辦公自動(dòng)化管理軟件項(xiàng)目。項(xiàng)目實(shí)施小組辦公自動(dòng)化業(yè)務(wù)成員主要職責(zé)：根據(jù)實(shí)施顧問的要求提供詳細(xì)的需求和信息收集和確認(rèn)現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程隨同自空間中心顧問對(duì)環(huán)保局目前現(xiàn)狀和將來發(fā)展進(jìn)行評(píng)估協(xié)助進(jìn)行業(yè)務(wù)流程的調(diào)研掌握空間中心顧問進(jìn)行培訓(xùn)的知識(shí)和技能進(jìn)行各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整理（包括測(cè)試數(shù)據(jù)、正式運(yùn)行數(shù)據(jù)）對(duì)辦公自動(dòng)化管理軟件項(xiàng)目進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試等和空間中心顧問一同進(jìn)行業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)和重整工作和工作組成員審核項(xiàng)目交付件主要技能要求：必須深刻了解辦公自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程和需求很強(qiáng)的分析能力，熟悉常用的一些分析方法良好的計(jì)算機(jī)操作能力（OFFICE、WINDOWS等）溝通能力強(qiáng)項(xiàng)目實(shí)施小組IT人員主要職責(zé)：根據(jù)IT顧問的要求提供詳細(xì)的IT需求和信息參與軟件IT配置工作主要技能要求：熟悉辦公自動(dòng)化管理部門的IT狀況具備系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理、數(shù)據(jù)庫管理等能力良好的分析和溝通能力熟悉WindowsServer等操作系統(tǒng)、office等辦公軟件二、福建省空間信息工程研究中心項(xiàng)目組項(xiàng)目經(jīng)理主要職責(zé)：做好項(xiàng)目管理工作，控制項(xiàng)目目標(biāo)與范圍，控制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，控制客戶期望值，保證項(xiàng)目質(zhì)量和進(jìn)度。監(jiān)督完成對(duì)實(shí)施項(xiàng)目的前期調(diào)研、需求確認(rèn)；組織項(xiàng)目小組成員制定項(xiàng)目實(shí)施方案、項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)、項(xiàng)目實(shí)施總體計(jì)劃。負(fù)責(zé)審核項(xiàng)目實(shí)施工作的具體安排，確保項(xiàng)目實(shí)施按計(jì)劃保質(zhì)保量完成，督促、協(xié)調(diào)和安排項(xiàng)目組成員工作以及與環(huán)保局項(xiàng)目經(jīng)理的日常溝通、工作任務(wù)安排與協(xié)調(diào)。負(fù)責(zé)編制項(xiàng)目實(shí)施工作任務(wù)書，并與環(huán)保局項(xiàng)目經(jīng)理進(jìn)行確認(rèn)；負(fù)責(zé)項(xiàng)目階段成果確認(rèn)和整個(gè)項(xiàng)目的驗(yàn)收工作，提供項(xiàng)目實(shí)施總結(jié)及驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，并獲得用戶簽字。并與環(huán)保局項(xiàng)目經(jīng)理進(jìn)行確認(rèn)，向?qū)嵤┎刻岢鲰?xiàng)目評(píng)估申請(qǐng)，完成項(xiàng)目移交工作；協(xié)助客戶方項(xiàng)目經(jīng)理開展工作；組織討論、編寫《項(xiàng)目實(shí)施方案》，決定項(xiàng)目實(shí)施方案和方法；組織制定培訓(xùn)計(jì)劃；決定項(xiàng)目組人員分工和具體工作安排；組織客戶方編制客戶化手冊(cè)。實(shí)施經(jīng)理主要職責(zé)：完成對(duì)實(shí)施項(xiàng)目的前期調(diào)研，并直接向項(xiàng)目小組報(bào)告；協(xié)助項(xiàng)目經(jīng)理共同制定項(xiàng)目實(shí)施方案、項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)、項(xiàng)目實(shí)施總體計(jì)劃和實(shí)施的詳細(xì)計(jì)劃。負(fù)責(zé)按實(shí)施合同、實(shí)施方案界定的工作范圍并按項(xiàng)目實(shí)施總體計(jì)劃確定的時(shí)間進(jìn)度開展實(shí)施工作，服從項(xiàng)目經(jīng)理的工作安排，與環(huán)保局項(xiàng)目經(jīng)理協(xié)調(diào)與溝通，保證項(xiàng)目實(shí)施工作的正常開展；負(fù)責(zé)實(shí)施過程中各種實(shí)施文檔的提供、整理與確認(rèn)。負(fù)責(zé)提供經(jīng)雙方確認(rèn)的空間中心各模塊初始化及日常操作流程指導(dǎo)性文檔及操作注意事項(xiàng)說明書。實(shí)施工程師主要職責(zé)：負(fù)責(zé)本項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)和安裝、調(diào)試。與技術(shù)支持人員合作，配合解決環(huán)保局網(wǎng)絡(luò)和軟硬件平臺(tái)故障引起的系統(tǒng)問題。負(fù)責(zé)系統(tǒng)技術(shù)層面的培訓(xùn)工作，如：安裝、系統(tǒng)維護(hù)等培訓(xùn)。按計(jì)劃完成各項(xiàng)實(shí)施任務(wù)并提交相關(guān)報(bào)告。支持顧問職責(zé):為項(xiàng)目維護(hù)提供支持，在項(xiàng)目組工作繁忙或需要時(shí)，隨時(shí)增援項(xiàng)目組工作；時(shí)間進(jìn)度項(xiàng)目實(shí)施流程圖用圖形化的方式表述了整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展。如下圖所示：其具體的步驟請(qǐng)見實(shí)施主計(jì)劃。項(xiàng)目實(shí)施主計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施主計(jì)劃詳細(xì)的描述了項(xiàng)目的進(jìn)程，并明確了資