一、网格技术——Internet的第三次浪潮.docVIP

论广义空间信息网格和狭义空间信息网格 李德仁 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室 （武汉市珞瑜路129号，430079） email: drli@ （文章刊载于--遥感学报，第9卷，第5期，2005年9月，pp513-519.） 本文从近年来兴起的网格（Grid）技术和信息网格（information Grid）出发，研究地球空间信息（Geo-spatial information）领域中如何在网格环境下实现从数据到信息再到知识的升华以及基于网格的空间信息服务。作者提出广义空间信息网格和狭义空间信息网格两个层次的概念。广义空间信息网格指的是在网格技术支撑下空间数据获取、更新、传输、存储、处理、分析、信息提取、知识发现到应用的新一代空间信息系统。狭义空间信息网格则指在网格计算环境下新一代地理信息系统，是广义空间信息网格的一个组成部分。文中试图给出这两个层次的空间信息网格的定义、任务及其组成。并对需要解决的关键问题进行一些初步的探讨。 关键词：网格技术；信息网格；广义空间信息网格；狭义空间信息网格；智能传感器网格。 一、网格技术——Internet的第三次浪潮 网格（grid）是近年来逐渐兴起的一个研究领域。网格技术将各种信息资源（内容）连接起来，比现有网络更有效地利用信息资源[1、2]。 对网格的研究工作分为三个层次：计算网格、信息网格和知识网格[3]。计算网格是网格的系统层，它为应用层（信息网格、知识网格等）提供系统基础设施。信息网格研制一体化的智能信息处理平台，消除信息孤岛，使得用户能方便地发布、处理和获取信息。知识网格研制一体化的智能知识处理平台，消除知识孤岛，使得用户能方便地发布、处理和获取知识。 目前网格技术研究工作主要涉及网格计算、信息网格和网格服务等方面。 网格计算（grid computing）通过网络连接地理上分布的各类计算机（包括机群）、数据库、各类设备等，形成对用户相对透明的虚拟的高性能计算环境，它的应用包括分布式计算、高吞吐量计算、协同工程和数据查询等。网格计算被定义为一个广域范围的“无缝集成和协同计算环境”。 信息网格是要利用现有的网络基础设施、协议规范、Web和数据库技术，为用户提供一体化的智能信息平台，其目标是创建一种架构在OS和Web之上的基于Internet的新一代信息平台和软件基础设施。在这个平台上，信息的处理是分布式、协作和智能化的，用户可以通过单一入口访问所有信息。信息网格追求的最终目标是能够做到服务点播（service on demand）和一步到位的服务（one click is enough）。信息网格的体系结构、信息表示和元信息、信息连通和一致性、安全技术等是目前信息网格研究的重点。 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- *本文得到国家863计划资助，项目号为2003AA132080。 目前，网格研究主要以美国和欧洲为首，尽管网格技术还远不如互联网和Web技术那么成熟，但却已有政府、公司和研究所进入了试验或使用阶段。其中英国政府已投资1亿英镑，用以研发“英国国家网格”（NK national grid）；美国政府用于网格技术的基础研究经费则高达5亿美元。2000年2月，美国国防科技局特别小组正式提出全球信息网格GIG（Global Information Grid），并以“勇士”C4I计划为基础进行开发列入正式计划，预计在2020年完成。GIG企图实现计算机网、传感器网和武器平台网的聚合优化，面向不同层次的用户提供其所需要的信息，过滤不需要的信息，并逐步形成该用户所需要的知识，对决策的形成起辅助作用。作为该计划的一部分，美国海军陆战队另推动一项耗资160亿美元、历时8年的项目，包括系统研发、制造、维护及升级。美国能源部的山地亚国家实验室也宣布，其“先进战略运算创新计划网格”将用于核武器研究。此外，美国国防部与欧洲能源机构等都已先后开始采用网格技术。网格的应用范围涉及美国诸多领域，包括能源、交通、气象、水利、农林、教育、环保等都对高性能运算网格及信息网格有迫切的需求。 产业界已经在大力推动这一工作，包括惠普公司的e-Speak和e-Service、IBM 公司的Web Services、微软公司的.Net以及太阳微系统公司的Open Net Environment(Sun ONE)。这些公司已经在使用XML、SOAP、UDDI等标准接口方面达成共识。 在国内，中国科学院计算技术研究所对网格技术的研究已较为深入，其研究的项目称为织女星网格，研究工作分为三个层次，即计算网格、信息网格、知识网格。 在网格的体系标准方面