如同許多重要的概念和技術一樣，網格概念的出現是為了解決科學與工程中所面臨的基本原理問題。網格概念的基本思想起源于20世紀60年代，20世紀90年代網格研究的先驅者給出了網格的具體形式。所謂網格是把整個Internet整合成一臺巨大的超級計算機，實現計算資源、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源的全面共享（李國杰，2001）。

學術界和企業界歷經10多年的研究和開發，使得網格技術開始成型，并延續至今繼續發展。如圖 1?1所示，可以將網格技術的發展過程區分為幾個不同的階段。在此期間，科學界一直領導著網格技術的發展，利用這些技術來創建計算和管理數據的基礎設施。并將對21世紀科學與社會的發展起到關鍵的推動作用。如今，網格計算已受到信息科學界專家的密切關注（陳述彭，2002），其應用與解決方案都集中在基于開放式技術的、面向服務的以及水平式的方案。

圖 1?1 網格技術的發展

Fig 1-1 Development of GRID

網格作為Internet的第三次浪潮，在世界各國引起了前所未有的關注和重視。美國、歐洲、日本等都啟動了大型網格研究計劃，并得到了產業界的支持，我國已通過863計劃的高性能計算專項和軟件專項等重大科研項目，在“十五”期間支持網格的研究和應用工作。目前，對網格的研究工作主要集中在：計算網格、信息網格和知識網格等三個層次（李國杰，2002）。計算網格是網格的系統層，它為應用層提供系統基礎設施，通過網絡連接地理上分布的各類計算機（包括機群）、數據庫、各類設備和存儲設備等，形成對用戶相對透明的高性能計算環境，它的應用包括分布式計算、高吞吐量計算、協同工程和數據查詢等許多功能。網格計算被定義為一個廣域范圍的“無縫集成和協同計算環境”。信息網格是要利用現有的網絡基礎設施、協議規范、Web和數據庫技術，研制一體化的智能信息處理平臺，消除信息孤島，使得用戶能方便地發布、處理和獲取信息。信息網格追求的最終目標是能夠做到服務點播（Service on Demand）和一步到位服務(One Click is Enough)。知識網格研制一體化的智能知識處理平臺，消除知識孤島，使得用戶能方便地發布、處理和獲取知識。

國際上對數據網格進行了比較深入的研究（Chervenak A et al, 2002; Stockinger H etal, 2002），提出和建立了基于文件的數據網格和基于數據庫的數據網格。基于文件的數據共享方式，其代表性研究項目有歐盟的數據網格計劃Data Grid。旨在訪問隸屬于不同機構的地域上分布的計算能力和存儲工具，將為不同學科的科學實驗的海量數據處理提供所需的資源，這個計劃包括三個數據密集型計算應用領域：高能物理（High Energy Physics），生物和醫學圖像處理（Biology and Medical Image Processing）和地球觀測（Earth Observation）。Data Grid是一個為e-Science提供數據解決方案的系統框架。對數據庫相關的網格研究剛剛起步，代表性項目有：歐盟的數據網格Work Package 2和全球網格論壇（GGF）下屬的DAIS研究組。數據網格work package2是數據網格(Data Grid)的后續工作，主要目標是為關系型DBMS提供包括數據發現、副本管理、工作流優化在內的網格應用服務接口，將其并入數據網格。SpitFires是該項目開發的一個演示系統，提供了一個DBMS的網格服務，該服務能夠將網格應用客戶端發送的HTTP查詢請求轉換成JDBC請求傳遞給關系型DBMS，然后將表單查詢結果以XML的形式輸出到客戶端。DAIS研究組的全稱為Data Access and Integration Service Research Group。DIAS研究將網格上的數據資源(包括文件系統和各種類型數據庫)用一層統一的虛擬服務進行封裝，在資源抽象成服務的基礎上提供各種協同功能服務，包括發現服務、模式管理、副本管理等。

我國科技界自20世紀90年代中后期。就開始密切關注國外相關領域的動向，并及時開展跟蹤研究。國防科技大學計算機學院基于元計算和網格計算技術的研究，提出了集成網絡上各種信息資源、計算資源和儀器設備等的網絡聚合計算環境，為用戶提供有效便捷的信息服務、計算服務和決策支持服務。中科院計算所的織女星（VEGA）網格計劃強調“服務網格”的思想，其不僅面向科學計算，還提供消息、郵件、內容、交易、計算等服務。織女星信息網格（Vega Information Grid, Vega-IG）是織女星網格研究計劃的一個組成部分。它的目的是在數據庫技術、因特網技術、網格技術、萬維網服務等技術的基礎上，研究信息網格的機制和體系結構，進而指導信息網格系統及應用的開發。王意潔等（2002）從應用需求出發，分析了數據網格的基本目標：命名透明性、定位透明性、協議透明性和時間的透明性，以及數據網格提供的基本服務：目錄服務、注冊與發布、信息發現、存儲資源代理服務、身份認證服務與訪問控制、調度和方法執行等，深入研究了數據網格的關鍵技術：元數據目錄和存儲資源代理，介紹了一個海量信息處理系統的設計。徐志偉等（2002）認為利用網格技術實現信息共享、管理和服務的系統通稱為信息網格，與信息網格相關的研究包括數據網格和企業信息平臺等；并描述了織女星信息網格的設計思想、框架和體系結構、提出了信息網格面向行為的時空模型以及構成該模型的4個正交概念和相關的推導概念；闡述了如何利用這些技術解決信息的表示、組織、獲取、顯示、管理和處理中遇到的關鍵問題。H. Zhuge等（2002）建立了一個服務網格模型，使用戶能在網絡上組織和準確識別服務。該服務網格模型是一個三維的服務空間（服務目錄、服務等級和服務位置），其中前2個定義了服務的區域，第3個定義了存儲服務的地方。服務目錄是服務功能的分類，服務等級從低到高分別是系統級，中間件級，應用界面（API）級和應用級。

網格的根本特征并不是它的規模，而是資源共享，消除資源孤島。這種開放透明地共享資源模式決定了網格與地理信息系統結合的必然性（李德仁等，2003；夏曙東，2002；孫九林，2002）。不同的學者主要是從不同的側面來探討網格技術在地理信息領域中的應用。

陳述彭等（2002）認為要重新認識網格地圖，抓住網格計算的發展機遇，開拓地理信息的應用新領域，加強空間分析與知識發現的能力。駱劍承等（2002）采用中間件技術，提出了網格GIS的完整組織體系與結構設計，并分別根據空間數據組織、空間信息處理與分析以及空間交融等3個方面的技術實現進行了相應的論述。方金云等（2002）提出網格GIS體系結構模型，包括數據服務器、數據中間件、應用服務器、應用橋、客戶端，各層都具有完整獨立的應用邏輯，并通過標準接口實現相鄰層次之間的數據交換。王錚等（2003）提出的網格GIS體系架構模型，包括網格GIS基礎設施、安全機制、核心GIS中間件、GIS用戶層次中間件、網格GIS發展環境與工具和網格GIS應用等6個層次。任建武（2003）研究并設計了基于中間件的GRID GIS框架體系結構。李德仁等（2003）針對網格對GIS提出的挑戰，提出了一種既能適合網格計算環境又充分考慮到地球空間的自然特征和社會屬性的差異性及社會經濟發展不平衡的特點的空間信息表示方法——空間信息多級網格（Spatial Information Multi-Grid：SIMG）。

網格環境下空間數據組織與管理的研究重點不在于如何提高GIS空間數據庫本身的性能或功能問題，而在于如何基于現有的GIS空間數據庫，將GIS空間數據庫作為基本的數據管理單元并入網格計算環境，形成空間數據網格與空間信息網格，使其能夠被網格應用有序地訪問和協同地調用，即如何建立GIS空間數據庫資源在網格上的共享規則。

空間數據網格是利用網格技術、空間信息基礎設施、空間信息網絡協議規范，形成一個虛擬的空間信息管理與處理環境，將地理上分布、異構的各種設備與系統進行集成，是實現空間信息和資源共享，為用戶提供一體化的空間信息服務的智能化信息平臺（陳廣學等，2005）。它是實現空間數據資源有機集聚與全面連通的核心與基礎。空間數據網格與“分布式空間數據庫”不是一個概念，空間數據網格的數據庫雖然也具有地理上分布以及跨平臺等特點，但它們要么具有一致的開放結構（語義、數據結構與存儲格式），要么具有標準的網格接口。不像傳統的分布式數據庫，具有異構、異態、自封閉甚至異質等致命缺點，它們必須經過面向網格的改造與整合，建立標準的網格接口才能成為空間數據網格的結點。空間數據網格為GIS所需要的海量數據的存儲、管理、共享與應用提供了方便與可能。

空間信息網格是一種匯集和共享空間信息資源，進行一體化組織與處理，具有按需服務能力的空間信息基礎設施，它提供一體化的空間信息獲取、處理與應用服務的基本技術框架，以及智能化的空間信息處理平臺和應用環境，從而為解決信息資源的全面共享和實現空間信息的按需服務提供了技術支撐（劉經南等，2004）。空間信息網格的研究重點是如何消除信息孤島和知識孤島，實現信息資源和知識資源透明地共享。這種共享不是一般的文件交換與信息瀏覽，而是要把所有的地理信息系統連接成一個虛擬的社會組織(virtual organization)，實現在動態變化環境中靈活控制的協作式信息資源共享。空間信息網格與WebGIS最大的區別是一體化，即用戶看到的不是數不清的門類繁多的網站，而是單一的入口和單一系統映像。一個用戶需要查詢某一方面的地理信息數據，不必知道有哪些數據供應商或數據生產者，只需通過空間信息網格提供的元數據信息庫進行最簡單的查詢，即可找到用戶需要的地理信息數據。數據的查詢檢索對用戶是透明的，只要查詢請求的格式符合系統要求，經過網格計算，就可從空間信息網格中輕松獲取所需要的數據。

摘自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5a1a57450100aglv.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的基于网格的空间数据组织的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。