基于云计算的GIS栅格数据存储与算法研究

发布时间：2017-05-17 03:13

  本文关键词：基于云计算的GIS栅格数据存储与算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：云计算技术已经成为目前国内外IT及其各应用领域的研究热点。作为一种新的计算模式,云计算从根本上改变了数据存储、数据共享和计算方式,其所面对的数据层面属于大数据范畴。另一方面,对于GIS领域而言,云计算仍处于探索阶段,大数据云计算环境下GIS功能及应用方向存在许多有价值的研究课题。本文通过云计算概念介绍,分析了云计算在空间分析以及空间数据库表达功能上的优势,讨论了云计算与GIS系统之间在数据通信、数据存储与数据处理分析之间的关系,并提出三种基于云计算的GIS系统架构。主要研究内容如下:1、基于云计算GIS系统的组成与体系结构:探讨云计算的定义,给出建立基于云计算GIS系统的有利条件。将云计算过程与传统的高性能计算进行技术比较,分析各自的优点和缺点。提出云计算在GIS中的应用方向,同时提出了三种基于云计算的GIS系统架构,即基于云计算的GIS公共云、私有云和混合云。2、云计算算法兼容的栅格GIS特征距离算法研究:通过设计一个最小欧氏距离算法,来检验GIS系统空间算法移植到分布式计算机系统上的可行性。其目的是在于解决:(1)传统独立最小欧氏距离算法的局限性;(2)基于距离算法的分布式计算优势;(3)传统空间算法并行化的挑战和可行性解决方案。基于这一解决方案,不仅有助于建立一个云计算兼容的最小欧氏距离算法,也将有助于开发其他基于云计算的空间GIS算法。3、基于云计算的栅格GIS系统分布式存储架构:大多数的云计算系统采用分布式计算兼容的非关系型分布式数据库管理系统(NDDBMS),而不是传统的关系型数据库管理系统(RDBMS)。本文给出了一个新型的非关系型GIS数据存储模式——HBase,将解决数据存储方面的诸多难题。重点讨论在栅格型GIS数据中HBase的数据存储模型、索引策略以及数据存储方面的一些优化方案。
【关键词】：云计算 GIS 最小欧氏距离 NDDBMS HBase
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208;P209
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 问题的提出12-13
• 1.2 研究的目的和意义13-14
• 1.3 GIS技术在矿产预测的研究现状14-16
• 1.3.1 国外现状14-15
• 1.3.2 国内现状15-16
• 1.4 研究内容和技术路线16-18
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 技术路线16-18
• 第2章 云计算及其在GIS上的应用18-34
• 2.1 概述18-19
• 2.2 云计算的定义19-20
• 2.3 云计算的组成和体系结构20-21
• 2.3.1 云计算体系架构20-21
• 2.3.2 云计算服务的分类21
• 2.4 云计算的优势和缺陷21-24
• 2.4.1 云计算的优势21-23
• 2.4.2 云计算的缺陷23-24
• 2.5 基于云计算的GIS系统24-27
• 2.5.1 基于云计算的GIS系统的定义24
• 2.5.2 GIS系统的分类24-25
• 2.5.3 基于云计算的GIS系统的特点25
• 2.5.4 基于云计算的GIS系统与其他系统的差别25-26
• 2.5.5 基于云计算的GIS系统的现状26-27
• 2.6 选择基于云计算的GIS系统的依据27-28
• 2.6.1 云计算GIS系统的优势27-28
• 2.6.2 基于云计算GIS系统的缺陷28
• 2.7 GIS云的结构设计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云系统面临的挑战32-33
• 2.9 本章小结33-34
• 第3章 云计算算法兼容的栅格GIS特征距离运算34-46
• 3.1 概述34
• 3.2 距离算法的回顾34-38
• 3.2.1 穷举搜索法34-35
• 3.2.2 年轮法35-36
• 3.2.3 扫描式算法36-38
• 3.3 欧式距离算法对于并行计算的需求38
• 3.4 欧式距离并行算法的描述38-43
• 3.4.1 步骤 1：分解源栅格数据并产生子栅格39-41
• 3.4.2 步骤 2：计算子图像内所有像素的值41-42
• 3.4.3 步骤 3：拼接所有子图像42
• 3.4.4 算法实现的合理性42-43
• 3.5 优化与讨论43-45
• 3.5.1 切分边缘的数量43-44
• 3.5.2 切分栅格数据的方法44-45
• 3.5.3 扩展到成本距离的可行性45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 一种基于云计算的栅格GIS系统的分布式存储架构46-59
• 4.1 介绍46
• 4.2 对HBase的简要描述46-50
• 4.2.1 历史背景46-47
• 4.2.2 选择HBase的依据47-48
• 4.2.3 HBase构架48-50
• 4.2.4 对HBase的限制50
• 4.3 基于云计算的栅格GIS系统的数据存储构架50-56
• 4.3.1 数据的类型以及栅格的存储模式51-52
• 4.3.2 HBase的块存储模式52-53
• 4.3.3 块的生成53-56
• 4.3.4 数据操作56
• 4.4 讨论56-58
• 4.4.1 负载的均衡性56-57
• 4.4.2 空值的处理57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 结论与存在的问题59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：372453