基于云計(jì)算的空間數(shù)據(jù)庫(kù)

彭妮燕 王潔茹

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和科技水平的不斷提高，信息技術(shù)和智能科技的發(fā)展也日新月異。同時(shí)，云計(jì)算技術(shù)的高速發(fā)展極大地加速催化了大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)。云計(jì)算技術(shù)的運(yùn)用將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理帶入了一個(gè)全新的時(shí)代，給計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理帶來(lái)了極大的便利。為此，本文基于云計(jì)算的空間數(shù)據(jù)庫(kù)展開(kāi)討論與研究。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;空間數(shù)據(jù)庫(kù);策略

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）04-0076-02

現(xiàn)代信息技術(shù)和智能科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步為云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用，云計(jì)算的運(yùn)用，不僅為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理提供了極大的便利，同時(shí)還對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的未來(lái)研究方向提供了新的道路。因此，需要加大對(duì)云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和深度研發(fā)的重視程度，以及云計(jì)算在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展，合理利用相關(guān)資源，繼續(xù)推動(dòng)云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。

1 云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展

云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步為大數(shù)據(jù)時(shí)代的誕生起到了推動(dòng)作用。云計(jì)算的主要特征在于超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴(kuò)展性、按需服務(wù)以及低成本。其超大規(guī)模的特點(diǎn)主要是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、覆蓋率高，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理可以有成千上萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器;虛擬化主要是指云計(jì)算技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的，支持用戶在任意地點(diǎn)使用各種終端進(jìn)行服務(wù)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)實(shí)現(xiàn)需要的一切;高可靠性主要在于，其降低了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理是數(shù)據(jù)易丟失、破損的風(fēng)險(xiǎn)所在，使數(shù)據(jù)保存多個(gè)副本并且進(jìn)行容錯(cuò)操作，來(lái)使服務(wù)更加具有保障性。

云計(jì)算經(jīng)歷了電廠模式階段、效用計(jì)算階段、網(wǎng)格計(jì)算階段和云計(jì)算階段四個(gè)階段才發(fā)展到如今較為成熟的地步。第一階段——電廠模式，就借鑒利用電廠的規(guī)模效應(yīng)，降低用戶自身花費(fèi)，使用戶使用舒適便捷;第二階段——效用計(jì)算，效用計(jì)算以電廠模式為基礎(chǔ)做出了相應(yīng)的改變和提升，其核心借鑒了電廠模式的原理，將分散在各地的服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、應(yīng)用程序等整合在一起共享給多個(gè)用戶，再根據(jù)各個(gè)用戶對(duì)服務(wù)器的使用量來(lái)進(jìn)行收費(fèi);第三階段——網(wǎng)格計(jì)算主要研究如何將一些比較大的問(wèn)題細(xì)分化解為若干個(gè)比較小的問(wèn)題，然后再將已劃分的小問(wèn)題分配到下屬計(jì)算機(jī)中分別進(jìn)行處理解決，最后再由總計(jì)算機(jī)將各個(gè)計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果再進(jìn)行匯總，如此攻克大問(wèn)題，但限于技術(shù)能力，無(wú)法確保其安全性，也難以適應(yīng)商業(yè)模式;最后階段——云計(jì)算的核心與二、三階段非常相似，但其不同于前期效果不佳的優(yōu)勢(shì)在于用戶需求達(dá)到了一定規(guī)模，并且技術(shù)也逐步成熟。

2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)

空間數(shù)據(jù)庫(kù)是指地理信息系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)的與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和，一般是以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件的形式組織在存儲(chǔ)介質(zhì)之上的。20世紀(jì)70年代開(kāi)始，為了利用衛(wèi)星遙感傳回和掌握的資源，高效迅速的進(jìn)行地圖繪制，空間數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)始在地圖制圖和遙感圖像處理領(lǐng)域展開(kāi)研究和應(yīng)用。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索、管理方式都比較簡(jiǎn)單，無(wú)法滿足空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、表示、檢索和管理等方面的要求，存在著極大的缺陷，因此為了針對(duì)空間數(shù)據(jù)，展開(kāi)了對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)這一專業(yè)領(lǐng)域的研究。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，只能局限于針對(duì)簡(jiǎn)單對(duì)象，然而對(duì)于復(fù)雜對(duì)象，比如圖形和圖像就無(wú)法進(jìn)行有效支持?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)代表在某一制定區(qū)域內(nèi)關(guān)于其空間要素特征的數(shù)據(jù)的一個(gè)集合，是GIS在物理介質(zhì)上存儲(chǔ)的與應(yīng)用相關(guān)的空間數(shù)據(jù)總和。

2.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)

空間數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)主要在于其可以儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)量非常龐大，其主要面向地理學(xué)及其相關(guān)對(duì)象，因此涵蓋的信息內(nèi)容往往都是地表信息、地質(zhì)信息、大氣信息等容量達(dá)到GB級(jí)別的復(fù)雜信息。并且還具有極高的可訪問(wèn)性，為了可以對(duì)大量冗長(zhǎng)的數(shù)據(jù)高效地完成訪問(wèn)，需要對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)信息系統(tǒng)的檢索功能和數(shù)據(jù)分析能力提出更高的要求?？臻g數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)并不是性質(zhì)單一的數(shù)據(jù)，其涵蓋了大部分的數(shù)據(jù)類型包括屬性數(shù)據(jù)、圖形圖像數(shù)據(jù)和空間關(guān)系數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)表示方法相同，通常包括數(shù)字、文本和日期，用來(lái)描述地理學(xué)現(xiàn)象的屬性;圖形圖像數(shù)據(jù)和空間關(guān)系數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)存在著極大的差異，需要借助圖形圖像和存儲(chǔ)拓?fù)潢P(guān)系來(lái)描述。除此之外，空間數(shù)據(jù)庫(kù)中屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)是需要進(jìn)行聯(lián)合管理的，兩者關(guān)系彌補(bǔ)可煩;空間實(shí)體的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新，可以跟隨時(shí)間的改變而作出相應(yīng)的變化;空間數(shù)據(jù)庫(kù)還具有應(yīng)用范圍廣泛的特點(diǎn)。

2.2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

由于對(duì)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)存在有不同的要求，因此會(huì)出現(xiàn)一些不同的組織形式。在進(jìn)行空間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，同時(shí)也需要對(duì)用戶需求進(jìn)行充分考慮，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用目的在客觀應(yīng)用環(huán)境中找出最優(yōu)值，包括數(shù)據(jù)模型、處理模式、存貯結(jié)構(gòu)、存取方法等方面。設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟基本相同，需要在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行需求分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)層書籍三個(gè)步驟。

3 基于云計(jì)算的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展策略

3.1 保障技術(shù)安全

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們的綜合素質(zhì)水平在不斷提高，安全意識(shí)和隱私保護(hù)意識(shí)也隨之提高。因此，在建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)處理的過(guò)程都需要進(jìn)行完整的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和數(shù)據(jù)保密。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和科學(xué)水平的不斷提升，在對(duì)科技進(jìn)行研發(fā)的同時(shí)，學(xué)者和專家們都開(kāi)始更加注重對(duì)于技術(shù)安全的保障，因此在對(duì)基于云計(jì)算技術(shù)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的研發(fā)和建立的同時(shí)也應(yīng)當(dāng)研發(fā)加密技術(shù)。使計(jì)算機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)操作都嚴(yán)格做到防止數(shù)據(jù)泄露。除此之外，一旦發(fā)現(xiàn)基于云計(jì)算技術(shù)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)存在漏洞和安全隱患時(shí)，必須立刻進(jìn)行解決，并且對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息系統(tǒng)進(jìn)行全面的維護(hù)，將問(wèn)題嚴(yán)格記錄，以便后續(xù)工作的開(kāi)展和未來(lái)技術(shù)的完善。

3.2 研發(fā)混合云計(jì)算技術(shù)和移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)下的空間數(shù)據(jù)庫(kù)

將共有云計(jì)算技術(shù)和私有云計(jì)算技術(shù)兩者相結(jié)合產(chǎn)生了混合云計(jì)算技術(shù)?；旌显朴?jì)算技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于優(yōu)化了企業(yè)與個(gè)人的硬件價(jià)值，完善了數(shù)據(jù)資源自動(dòng)化的缺陷，大大降低其運(yùn)營(yíng)成本。

而移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)擴(kuò)充能力強(qiáng)大，使用戶隨時(shí)可以利用各種移動(dòng)設(shè)備傳遞數(shù)據(jù)信息，因此在研發(fā)過(guò)程中的首要問(wèn)題也是安全性，保證數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)過(guò)程中的絕對(duì)安全。同時(shí)在登錄時(shí)設(shè)置多元化登錄方法，降低數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，還要保證服務(wù)器的運(yùn)行通常，給予用戶最方便快捷的服務(wù)。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題

物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)主要分為三個(gè)層次：應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層。其中應(yīng)用層表示用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、分析處理的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等計(jì)算機(jī)終端;網(wǎng)絡(luò)層主要包括利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的通信傳遞，與人類神經(jīng)系統(tǒng)相似;感知層主要指一些傳感器設(shè)備，類似于人類的感覺(jué)器官。各個(gè)層次之間相對(duì)獨(dú)立但又互相依存，因此必須保證每一個(gè)層次的安全才能對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的安全作出保障。

3.4 數(shù)據(jù)加密，定期備份

對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行加密也可以為基于云計(jì)算的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的安全提供有效的保障。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密提高了黑客對(duì)于信息密碼和數(shù)據(jù)的破譯難度，利用有效可靠的安全防御技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)權(quán)限設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息和內(nèi)容進(jìn)行有效保護(hù)。除此之外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)更新的內(nèi)容和更改的數(shù)據(jù)進(jìn)行定期的數(shù)據(jù)備份，防止因?yàn)槠渌豢煽沟囊蛩囟l(fā)的突然數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題，比如惡劣天氣、自然災(zāi)害或斷電等突發(fā)情況，因此定期將電腦中的重要文件進(jìn)行備份尤為重要。在數(shù)據(jù)備份的情況下，既是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遭到惡意攻擊或破壞，也不用擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失，只需要將備份的數(shù)據(jù)重新恢復(fù)到電腦中即可。因此，定期進(jìn)行數(shù)據(jù)備份是數(shù)據(jù)庫(kù)安全防護(hù)的有效途徑之一。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，基于云計(jì)算技術(shù)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)處于初步發(fā)展階段，存在著很大的發(fā)展空間。由于空間數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比，具有更大的復(fù)雜性以及應(yīng)用專業(yè)性，因此在構(gòu)建空間數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，需要充分掌握空間數(shù)據(jù)庫(kù)的理論知識(shí)和應(yīng)用。相信在云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展下，我國(guó)基于云計(jì)算的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)將會(huì)得到極大的進(jìn)展。

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