基于云計算的GIS柵格數(shù)據(jù)存儲與算法研究
本文關(guān)鍵詞:基于云計算的GIS柵格數(shù)據(jù)存儲與算法研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:云計算技術(shù)已經(jīng)成為目前國內(nèi)外IT及其各應(yīng)用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為一種新的計算模式,云計算從根本上改變了數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)共享和計算方式,其所面對的數(shù)據(jù)層面屬于大數(shù)據(jù)范疇。另一方面,對于GIS領(lǐng)域而言,云計算仍處于探索階段,大數(shù)據(jù)云計算環(huán)境下GIS功能及應(yīng)用方向存在許多有價值的研究課題。本文通過云計算概念介紹,分析了云計算在空間分析以及空間數(shù)據(jù)庫表達(dá)功能上的優(yōu)勢,討論了云計算與GIS系統(tǒng)之間在數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)處理分析之間的關(guān)系,并提出三種基于云計算的GIS系統(tǒng)架構(gòu)。主要研究內(nèi)容如下:1、基于云計算GIS系統(tǒng)的組成與體系結(jié)構(gòu):探討云計算的定義,給出建立基于云計算GIS系統(tǒng)的有利條件。將云計算過程與傳統(tǒng)的高性能計算進(jìn)行技術(shù)比較,分析各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。提出云計算在GIS中的應(yīng)用方向,同時提出了三種基于云計算的GIS系統(tǒng)架構(gòu),即基于云計算的GIS公共云、私有云和混合云。2、云計算算法兼容的柵格GIS特征距離算法研究:通過設(shè)計一個最小歐氏距離算法,來檢驗GIS系統(tǒng)空間算法移植到分布式計算機(jī)系統(tǒng)上的可行性。其目的是在于解決:(1)傳統(tǒng)獨(dú)立最小歐氏距離算法的局限性;(2)基于距離算法的分布式計算優(yōu)勢;(3)傳統(tǒng)空間算法并行化的挑戰(zhàn)和可行性解決方案;谶@一解決方案,不僅有助于建立一個云計算兼容的最小歐氏距離算法,也將有助于開發(fā)其他基于云計算的空間GIS算法。3、基于云計算的柵格GIS系統(tǒng)分布式存儲架構(gòu):大多數(shù)的云計算系統(tǒng)采用分布式計算兼容的非關(guān)系型分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(NDDBMS),而不是傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)。本文給出了一個新型的非關(guān)系型GIS數(shù)據(jù)存儲模式——HBase,將解決數(shù)據(jù)存儲方面的諸多難題。重點(diǎn)討論在柵格型GIS數(shù)據(jù)中HBase的數(shù)據(jù)存儲模型、索引策略以及數(shù)據(jù)存儲方面的一些優(yōu)化方案。
【關(guān)鍵詞】:云計算 GIS 最小歐氏距離 NDDBMS HBase
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:P208;P209
【目錄】:
- 中文摘要4-6
- Abstract6-12
- 第1章 緒論12-18
- 1.1 問題的提出12-13
- 1.2 研究的目的和意義13-14
- 1.3 GIS技術(shù)在礦產(chǎn)預(yù)測的研究現(xiàn)狀14-16
- 1.3.1 國外現(xiàn)狀14-15
- 1.3.2 國內(nèi)現(xiàn)狀15-16
- 1.4 研究內(nèi)容和技術(shù)路線16-18
- 1.4.1 研究內(nèi)容16
- 1.4.2 技術(shù)路線16-18
- 第2章 云計算及其在GIS上的應(yīng)用18-34
- 2.1 概述18-19
- 2.2 云計算的定義19-20
- 2.3 云計算的組成和體系結(jié)構(gòu)20-21
- 2.3.1 云計算體系架構(gòu)20-21
- 2.3.2 云計算服務(wù)的分類21
- 2.4 云計算的優(yōu)勢和缺陷21-24
- 2.4.1 云計算的優(yōu)勢21-23
- 2.4.2 云計算的缺陷23-24
- 2.5 基于云計算的GIS系統(tǒng)24-27
- 2.5.1 基于云計算的GIS系統(tǒng)的定義24
- 2.5.2 GIS系統(tǒng)的分類24-25
- 2.5.3 基于云計算的GIS系統(tǒng)的特點(diǎn)25
- 2.5.4 基于云計算的GIS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的差別25-26
- 2.5.5 基于云計算的GIS系統(tǒng)的現(xiàn)狀26-27
- 2.6 選擇基于云計算的GIS系統(tǒng)的依據(jù)27-28
- 2.6.1 云計算GIS系統(tǒng)的優(yōu)勢27-28
- 2.6.2 基于云計算GIS系統(tǒng)的缺陷28
- 2.7 GIS云的結(jié)構(gòu)設(shè)計28-32
- 2.7.1 GIS公共云28-29
- 2.7.2 GIS私有云29-30
- 2.7.3 GIS混合云30-32
- 2.8 GIS云系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)32-33
- 2.9 本章小結(jié)33-34
- 第3章 云計算算法兼容的柵格GIS特征距離運(yùn)算34-46
- 3.1 概述34
- 3.2 距離算法的回顧34-38
- 3.2.1 窮舉搜索法34-35
- 3.2.2 年輪法35-36
- 3.2.3 掃描式算法36-38
- 3.3 歐式距離算法對于并行計算的需求38
- 3.4 歐式距離并行算法的描述38-43
- 3.4.1 步驟 1:分解源柵格數(shù)據(jù)并產(chǎn)生子?xùn)鸥?/span>39-41
- 3.4.2 步驟 2:計算子圖像內(nèi)所有像素的值41-42
- 3.4.3 步驟 3:拼接所有子圖像42
- 3.4.4 算法實(shí)現(xiàn)的合理性42-43
- 3.5 優(yōu)化與討論43-45
- 3.5.1 切分邊緣的數(shù)量43-44
- 3.5.2 切分柵格數(shù)據(jù)的方法44-45
- 3.5.3 擴(kuò)展到成本距離的可行性45
- 3.6 本章小結(jié)45-46
- 第4章 一種基于云計算的柵格GIS系統(tǒng)的分布式存儲架構(gòu)46-59
- 4.1 介紹46
- 4.2 對HBase的簡要描述46-50
- 4.2.1 歷史背景46-47
- 4.2.2 選擇HBase的依據(jù)47-48
- 4.2.3 HBase構(gòu)架48-50
- 4.2.4 對HBase的限制50
- 4.3 基于云計算的柵格GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲構(gòu)架50-56
- 4.3.1 數(shù)據(jù)的類型以及柵格的存儲模式51-52
- 4.3.2 HBase的塊存儲模式52-53
- 4.3.3 塊的生成53-56
- 4.3.4 數(shù)據(jù)操作56
- 4.4 討論56-58
- 4.4.1 負(fù)載的均衡性56-57
- 4.4.2 空值的處理57-58
- 4.5 本章小結(jié)58-59
- 第5章 結(jié)論與存在的問題59-61
- 參考文獻(xiàn)61-65
- 致謝65
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:372453
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