定量遙感pdf

Ⅰ 《定量遙感梁順林》pdf下載在線閱讀全文，求百度網盤雲資源

《定量遙感梁順林》網路網盤pdf最新全集下載:
鏈接：https://pan..com/s/1QyMlaC4IMyMft3IY54Uidg

Ⅱ 海洋遙感論文

海洋不斷向環境輻射電磁波能量，海面還會反射或
海洋遙感
散射太陽和人造輻射源（如雷達）射來的電磁波能量，故可設計一些專門的感測器，把它裝載在人造衛星、宇宙飛船、飛機、火箭和氣球等攜帶的工作平台上，接收並記錄這些電磁輻射能，再經過傳輸、加工和處理，得到海洋圖像或數據資料。遙感方式有主動式和被動式兩種：①主動式遙感。先由遙感器向海面發射電磁波，再由接收到的回波提取海洋信息或成像。這種感測器包括側視雷達、微波散射計、雷達高度計、激光雷達和激光熒光計等。②被動式遙感。感測器只接收海面熱輻射能或散射太陽光和天空光的能量，從中提取海洋信息或成像。這種感測器包括各種照相機、可見光和紅外掃描儀、微波輻射計等。按工作平台劃分，海洋遙感可分為航天遙感、航空遙感和地面遙感3種方式。
海洋遙感技術，主要包括以光、電等信息載體和以聲波為信息載體的兩大遙感技術。
海洋聲學遙感技術是探測海洋的一種十分有效的手段。利用聲學遙感技術，可以探測海底地形、進行海洋動力現象的觀測、進行海底地層剖面探測，以及為潛水器提供導航、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。
海洋遙感技術是海洋環境監測的重要手段。衛星遙感技術的突飛猛進，為人類提供了從空間觀測大范圍海洋現象的可能性。目前，美國、日本、俄羅斯等國已發射了10多顆專用海洋衛星，為海洋遙感技術提供了堅實的支撐平台。
編輯本段
基本原理

海洋不斷地向周圍輻射電磁波能量，同時，海面還會反射（或散射）太陽和人造輻射源（如雷達）照射其上的電磁波能量,利用專門設計的感測器,把這些能量接收、記錄下來,再經過傳輸、加工和處理,就可以得到海洋的圖象或數據資料。
編輯本段
基本性能

海洋遙感系統必須具備如下性能：①具有同步、大范圍、實時獲取資料的能力，觀測頻率高。這樣可把大尺度海洋現象記錄下來，並能進行動態觀測和海況預報。②測量精度和資料的空間分辨能力應達到定量分析的要求。③具備全天時(晝夜)、全天候工作能力和穿雲透霧的能力。④具有一定的透視海水能力，以便取得海水較深部的信息。
編輯本段
遙感方式

按照感測器工作方式，可以把海洋遙感劃分為主動式和被動式兩種。主動式遙感，感測器向海面發射電磁波,然後接收由海面散射回來的電磁波,從散射回波中提取海洋信息或成象。主動式感測器包括側視雷達、微波散射計、雷達高度計、激光雷達和激光熒光計等。被動式遙感,感測器不發射電磁波,只接收海面熱輻射能量或散射太陽光和天空光能量，從這些能量中提取海洋信息或成象。被動式感測器有各種照相機、可見光和紅外掃描儀、微波輻射計等。按工作平台劃分，海洋遙感則可分為航天、航空和地面三種遙感方式。
編輯本段
發展情況下

海洋遙感始於第二次世界大戰期間。發展最早的是在河口海岸制圖和近海水深
相關情況
測量中利用航空遙感技術。1950年美國使用飛機與多艘海洋調查船協同進行了一次系統的大規模灣流考察，這是第一次在物理海洋學研究中利用航空遙感技術。此後，航空遙感技術更多地應用於海洋環境監測、近海海洋調查、海岸帶制圖與資源勘測方面。從航天高度上探測海洋始於1960年。這一年美國成功地發射了世界第一顆氣象衛星"泰羅斯-1」號。衛星在獲取氣象資料的同時，還獲得了無雲海區的海面溫度場資料，從而開始把衛星資料應用於海洋學研究。美國1978年又發射了「海洋衛星-1」號（見海洋衛星）。蘇聯也於1979年和1980年先後發射了兩顆海洋衛星「宇宙-1076」號和「宇宙-1151」號。
中國從1977年開始海洋遙感技術的研究，並先後在海岸帶與灘塗資源調查、海洋環境監測、海冰觀測、海洋氣象預報、海洋漁場分析、大尺度海洋現象研究和基礎理論工作中進行了遙感技術的試驗，其中台風跟蹤、海冰遙感和海洋環境污染航空遙感監測已進入實用階段。
目前遙感技術已應用於海洋學各分支學科的各個方面。海洋遙感技術的應用，使得內波、中尺度渦、大洋潮汐、極地海冰觀測、海－氣相互作用等的研究取得了新的進展。如氣象衛星紅外圖象，直接記錄了海面溫度的分布，海流和中尺度渦漩的邊界在紅外圖象上非常清晰。利用這種圖象可直接測量出這些海洋現象的位置和水平尺度，進行時間系列分析和動力學研究。但是，某些感測器的測量精度和空間分辨力還不能滿足需要，很難做到定量測量；有的遙感資料不夠直觀，分析解譯難度很大；感測器主要利用電磁波傳遞信息，穿透海水的能力較弱，很難直接獲得海洋次表層以下的信息。因此，有待進一步改進。
編輯本段
相關情況

探索中國海洋遙感之路
海洋報記者張向冰（2004-10-15） 進入21世紀以來，遙感技術日益成為備受國際科技界關注的熱點。從應用的領域來看，科學家們通過對現狀的調查，總結出遙感科技主要有三個方面：一是陸地遙感；二是海洋遙感；三是氣象遙感。其中，科技難度系數最大的當屬海洋遙感。 「目前，我國海洋遙感技術與國際先進水平尚有較大差距，但有些部分是領先的。」10月12日，北京大學遙感與地理理信息系統研究所所長童慶禧院士，在第三屆西北太平洋海洋遙感國際研討會上，向本報記者介紹和分析了原因。一是起步較晚。我國在2002年才發射了第一海洋衛星，而發達國家早在幾十年前就完成了這項任務；二是我國海洋遙感整體技術與先進國家有差距。原因是我國海洋遙感技術研究的基礎非常薄弱，技術隊伍不成熟；三是針對海洋遙感問題研究的深度和廣度，以及對其機理研究還沒有形成系統。童院士稱，由於海洋是全球性系統，因此要從全球的范圍進行科學研究。而我國主要還局限於近海研究和觀測，監測的范圍很小；四是對海洋遙感空間數據綜合分析能力明顯不足，主要是研究隊伍與實際需要存在差距。因此，要不斷擴大科研隊伍的建設。
在差距面前，如何審視中國海洋遙感科技？童慶禧院士認為，我國十分重視海洋遙感技術的發展，特別是我國在海洋衛星研究方面有著自己的特色。目前，正在准備發射第二顆海洋衛星，將來還要研製和發射一系列海洋衛星，這將大大縮短與世界先進國家在海洋遙感技術上的距離。目前，我國海洋衛星遙感技術，以及剛剛裝備的海洋監測飛機，已經在海洋環境監測等諸多方面發揮了重要的作用。同時還要通過遙感技術研究，建立我國獨特的遙感海洋科學，使之達到世界先進水平。
據了解，當今世界一些瀕臨海洋的發達國家，都非常重視海洋遙感研究與發展。美國於1978年就發射了海洋衛星；日本在上世紀90年代初期也已發射了海洋衛星；俄羅斯有一系列衛星，其中「宇宙」系列衛星就包含了海洋遙感觀測技術；歐洲資源衛星主要以海洋為目標，以法國為代表；北歐海洋遙感與觀測技術的代表則首推挪威和瑞典。
那麼，如何尋找到一條適應我國海洋遙感科技的高速發展之路？「拓展我國與國際間合作是必由之路。」國家海洋局第二海洋研究所潘德爐院士認為，我國海洋遙感雖然起步較晚，應用水平也不足，發展前景卻十分廣闊。只有通過加強國際間合作，才能促進我國海洋遙感事業不斷前進。目前，我國正與日本、韓國合作，進行海洋遙感監測與速報技術的研究。如果獲得成功，將使我國海洋衛星監測技術處於世界領先地位。到那時，我們獲取海洋環境信息，就像我們現在聽天氣預報一樣便利。
中國科學院南海海洋研究所博士生導師唐丹玲教授從事遙感技術研究整整十年。作為剛從日本回到祖國工作的「海歸派」，她認為我國遙感技術與國外先進國家雖然有一定距離，但整體實力上我國進步很快，基本接近世界先進水平。但我國的海洋遙感技術研究，仍需進一步加強國際間合作。由於海洋遙感技術本身具有的特性，也要求了這是一項國際間合作性的學科。她回到國內後，很快建立了熱帶海洋環境動力學重點實驗室，希望利用國內現有的條件，不斷地把國外先進的海洋遙感技術「帶進來「，帶出一支實力派的海洋遙感科技隊伍，為國家海洋遙感科學事業作出貢獻。
國際間合作，無疑已成為我國海洋遙感發展的必由之路。但是，發展我國海洋遙感科學，缺少的僅僅是國際間合作，以及部分技術上的差距嗎？國家衛星海洋應用中心唐軍武博士對我國海洋遙感技術研究存在的問題，向記者做出了分析。他認為，國外海洋遙感技術的研究與發展很快，而且很有深度，區域性合作的觀念很強烈，特別是全球性海洋觀念很強。我們缺少的不僅僅是諸如遙感器等硬體技術上的距離，主要矛盾是我國學科分割現象太嚴重，導致不能夠有效地進行學科整合。僅從這一點來說，我們就與日本存在著相當大的觀念上的距離。日本在進行海洋遙感科學中，是建立在大學科和綜合背景之中進行的，只要對該海洋遙感研究有幫助的學科，都可以「拿來」進行交叉和整合，避免了重復研究和科研投資。而這一點我們做的還遠遠不夠。
「擴大國際間合作，重要的一點就是要實實在在地進行科學交流，而目前我們的思想觀念還相對保守。」北京大學遙感與地理信息系統研究所副教授曾琪明，面對記者無奈地指出「瓶頸」之痛。他認為，在核心技術保密的情況下，應適當向國外專家開放一些實驗室，以利於國際間學科的合作與交流，以利於學習、吸收國外一些新技術。這實際上是一個觀念問題，科學發展觀的理論支撐，離不開轉變傳統的思想觀念。海洋遙感科學亦概莫能外。

Ⅲ 農業信息技術的應用現狀

評價農業信息化指標應包括：(1)農業信息化的基礎設施建設。如：通訊網路、計算
機網路、寬頻、分布情況、電話用戶等；(2)農業f膏息技術裝備。包括計算機的擁有量、網站數萎故其它通訊設備能否保證信息傳播暢通；(3)農業信息資源的開發利用。包括農業資料庫的種類和數量、農業信息資源獲取量和網路、農業信息資源的再開發和利用；(4)農業信息技術的普及和應用。包括各種農業信息技術的用戶數，按主要農業信息技術在各個行業的
應用，如農業專家系統的種類和實際應用的普及率；(5)農業信息化對農業發展的貢獻率。包括農業信息技術的採用在農業生產總值中所起的增值作用，即在農業總產值中所佔的比重。
國外農業信息技術應用現狀
國外農業信息技術應用的現狀主要體現在4個方面：第一，資料庫與網路。農業信息量大、面廣而分散，目前國際上最普遍、最實用的方法是將各種農業信息加工成資料庫並建立農業資料庫系統。
第二，精確農業。精確農業發源於美國，是信息技術與農業生產全面結合的一種新型農業，是21世紀農業的發展方向。主要由10個系統組成。包括全球定位系統、農田遙感監測系統、農田地理信息系統、農業專家系統、智能化農機具系統、環境監測系統、系統集成、網路化管理系統和培訓系統。其中，遙感技術已被歐洲、美國、日本、中國和澳大利亞等國家廣泛應用於農業資源調查、農業生態環境評價、作物產量預報和農林牧災害監測等各個方面。農作技術已精確定位到lOm2為單位的小塊土地上，大大降低了作物生產成本。及至1999年，美國使用精確農業技術約達90%，英國、德國、法國、荷蘭、西班牙、澳大利亞、加拿大等發達國家正在迅速發展精確農業，不少發展中國家也在醞釀實施這一項目。近年來，以航空為主的遙感技術開始應用於農田信息採集，雖處於起步階段，但發展勢頭迅猛。
第三，專家系統。國外農業專家系統的應用始於20世紀70年代後期，最早是美國IL Linois大學的植物病理學家和計算機學家共同開發的大豆病害診斷專家系統PLANT/ds。20世紀80年代中葉有了迅速的發展，美國、英國、荷蘭、澳大利亞、加拿大等國相繼在作物栽培、畜禽飼養、農業經濟效益分析、農產品市場銷售管理等方面研製出不少的農業專家系統。據統計，1995年美國正在使用或准備使用的農業專家系統有1 000多個，日本有400多個。從開發總量看，美國占絕大部分，幾乎佔80%，其它國家(包括中國)只佔20%。專家系統今後的研究重點：建立模型以描述農業生產中非結構化、非系統化的知識，最終建立以主要農作物、畜禽、水產為對象的生產全程管理系統和實用技術系統，促進農業生產的科學管理和
先進技術的推廣利用。
第四．虛擬農業。虛擬農業是20世紀80年代中期問世的一種農業信息技術的高新產品，是作物生長模擬模型的進一步發展。它利用計算機虛擬現實技術、模擬技術、多媒體技術建立數學模型定量而系統地描述作物生長發育器官建成和產量形成等生理生態過程與環境、之間相互作用的數量關系，在此基礎上，設計出虛擬作物、畜禽，從遺傳學角度定向培育農作物，改變傳統的育種和科研方式。目前』眭￡界上僅有少數幾個研究機構在開展這
方面的研究，研究內容為虛擬主要農作物、畜禽的育種和管理。
國內農業信息技術應用現狀
信息技術在我國農業領域的應用雖起步較晚，但發展很快。1979年從國外引進遙感技術並應用於農業，首開信息化農業的先河。1981年中國建立第一個計算機農業應用研究機構，即中國農業科學院計算中心．開始以科學計算、數學規劃模型和統計方法應用為主的農業科研與應用研究。1987年農業部成立信息中心，開始重視和推進計算機技術在農業領域的試點和應用。1994年以來，中國農業信息網和中國農業科技信息網的相繼開通運行，標志著信息技術在農業領域的應用開始邁入快速發展階段。目前，信息技術農業應用研究與推廣取得了一些成
果．建起了一批農業綜合資料庫和各類應用系統。其中以糧、棉、油為主的信息技術成果約佔1/3。如利
用計算機技術，對農作物的選種、灌溉和施肥等不同管理環節進行優化處理後，向農民提供信息咨詢，指
導農民科學種田；對農作物病蟲害、產量豐欠等進行預測預報，幫助農葯企業合理安排生產，輔助農民科
學調整生產結構；對不同類型的農業經濟系統、土壤一作物一大氣系統等進行模擬。輔助農業管理者編
制農業規劃和生產計劃；根據各種動物營養需求，生產最佳的飼料配方，幫助生產廠家和養殖戶獲得最
大經濟效益。近年來，部分科研院所開始探索計算機視覺及圖像處理技術在農業領域的應用，有些已取
得顯著的效果。農業部利用網路協議信息發布與查詢等技術，建成的專業面涵蓋較寬．信息存儲、處理
及發布能力較強．信息資源豐富和更新量較大的中國農業信息網，現聯網用戶已發展到了3 000多家。
據中國農科院科技文獻中心檢索．到2001年3月中國大陸農業網站數量近2 200家，超過了法國、加拿
大等發達國家，如果加上台灣和香港的農業網站，中國農業網站數量可排在世界前10名以內。國家科技
4 3攻關計劃開展了「農業決策支持信息系統研究」、「農業信息化關鍵技術的研究」。已經開始為國家宏觀決
策和農業科技信息傳播發揮作用。國家「863」計劃開展了「智能化農業信息技術應用示範工程」．在全國
建立了20個示範區，取得了顯著成效。另外，開展了「網路農業」、「精確農業」、「虛擬農業」等的探索研
究。近年來，在農業研究信息系統、科技基礎資料庫、小麥～玉米連作智能決策系統、農業詞表和機器翻
譯系統、多媒體光碟應用系統、農場管理系統、畜牧營養資料庫、土肥信息管理系統、草地信息系統等方
面取得了一系列進展和科技成果。
我國農業信息技術在應用方面存在的問題
(1)農民素質不高，信息化意識和利用信息的能力不強。(2)農業產業化程度不高。難以形成正常
的信息需求。農業產業化是農業信息化的基礎，兩者是相互依賴的。農業的產業化意味著生產規模的擴
大，農業生產以市場為導向，必然產生對信息的大量需求及提高效率的強烈願望，在規模小時，以滿足自
己需要時就不可能或不必要加大對信息技術的需求，因為採用信息技術需要一定的投入，如購買信息
技術設備，支付獲取信息費用，這對於生產規模小，生產效益不高的農業生產來說，權衡之下，顯然不可
能在信息方面有大的投入。(3)網路成本較高，阻礙了信息化的普及。表現在兩個方面：一是大多數農民
買不起計算機，也就難以獲取農業信息。現在平均每台計算機的價格約為5 000元至6 000元；二是農村
電話費若按0．3元/分鍾計算，加上上網費用4元/小時，合計每小時上網費超過10元．農民難以支付
如此高的費用。(4)農業信息化基礎工作水平低。表現在基層缺少收集信息、處理信息、傳播信息的軟硬
件設備。信息網路體系不健全；無信息服務中介組織，基層缺少能夠主動、科學地進行信息管理的人
員；信息來源可靠性差．致使不少假信息和過期信息給農業生產帶來損失；更為重要是缺乏大型實用數
據庫。資料庫建設數量不少，但質量不高，實用性差。(5)信息技術實用性差，沒能給農民帶來較好的經濟
效益。作為農業生產地區存在不同程度的差異。要因地制宜地進行農業種植、生產，也就要求信息技術的
適應性要因地制宜。目前從事農業應用軟體開發的人員比例較少，且開發的技術品種不多，適應性差，
加上目前農業應用軟體出現供求之間的矛盾，更加阻礙了農業信息化的普及。(6)農業信息服務體系還
沒有完成．電子商務給農產品銷售帶來的作用尚未較好發揮。農業信息化建設缺乏政府的宏觀指導與
必要引導，信息服務尚未完全形成．另一方面，發展電子商務還處於初級階段，其所需配套條件和市場
機制尚未形成。農產品的電子商務還處於起步研究階段，難以發揮其重大的作用。(7)農業信息網路人
才缺乏。農業信息網路的建設需要一大批不僅精通網路技術。而且熟悉農業經濟運行規律的專業人才，
能為農產品經銷商提供及時、准確的農產品信息，對網路信息進行收集、整理、分析市場形勢、回復網路
用戶的電子郵件、解答疑問等。而由於對農業信息網路人才不夠重視，投入經費少，加上培訓機制的不完
善，目前農業信息網路人才相當缺乏，使得農業信息專業庫的建設、更新速度緩慢。

Ⅳ 雲計算模式及在地質資料集群化、產業化服務中的應用探討

張兆代 王聖潔 劉京鵬 宋宏偉

（青島海洋地質研究所）

摘 要 雲計算繼承和整合了虛擬化技術、海量數據存儲、分布式並行計算框架、智能化與自動管理等多項關鍵技術，形成了具有高性能、可伸縮、低成本及面向服務的新的計算模式。目前學術界及產業界對雲計算的研究和探討均呈快速增長趨勢，大量論文發表在計算機類和圖書情報類期刊，研究的重點集中在雲計算的基礎理論、雲計算的關鍵技術、雲服務的應用領域、雲計算與信息資源管理等多個方面。本文以 2000 ～ 2012 年發表在國內核心期刊上關於雲計算的研究文獻為統計樣本，分析了雲計算的研究熱點及其演化方向，結合我國地質資料集群化產業化服務的發展狀況，探討雲計算應用策略。

關鍵詞 雲計算模式 地質資料 信息共享和服務

1 前言

「雲計算（Cloud Computing）」一詞出現於 2006 年，是谷歌總裁埃里克 施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大會（SES San Jose 2006）首次正式提出的一個概念。它不僅揭開了谷歌搜索背後關鍵技術的神秘面紗，而且在短短的數年內就迅速超越「網格計算（Grid Computing）」並成為新的潮流（圖 1）。

圖 1 網格計算與雲計算搜索量變化趨勢圖

2006 年後，在谷歌、亞馬遜、IBM 等企業的推動下，「雲計算」作為新興的計算模式已經有了廣泛應用。雲計算作為一種基礎設施與服務的交付和使用模式，正深刻地影響著互聯網的發展。近年來，國內外掀起了關於雲計算的研究熱潮，涌現了大量的研究文獻和應用案例，雲計算已經成為學術界和產業界共同關注的熱點。本文首先介紹了雲計算的基本概念和關鍵技術，並通過對現有的雲計算研究文獻的綜合分析，結合我國地質資料集群化產業化服務的發展狀況，提出其在雲計算應用中需要注意的問題。

2 雲計算及其關鍵技術

2.1 雲計算的基本概念

雲計算的概念仍存在不同的定義。一般認為雲計算是一種基於互聯網的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬體資源和信息可以按需提供給計算機和其他設備^[1]。美國國家標准與技術研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）也給出了雲計算的定義，認為雲計算是一種能夠通過網路以便利的、按需使用的方式獲取計算資源並顯著提高可用性的方式，這些計算資源來自一個共享的、可配置的資源池，並能夠以自動的方式獲取和釋放^[2]。

中國電子學會雲計算專家委員會認為：雲計算是一種基於互聯網的、大眾參與的計算模式，其計算資源（計算能力、存儲能力、交互能力）是動態、可伸縮、且被虛擬化的，並以服務的方式提供。這種新型的計算資源組織、分配和使用模式，有利於合理配置計算資源並提高其利用率，從而促進節能減排，實現綠色計算^[3]。

盡管雲計算有不同的定義，但對於雲計算的特點已有很多深入的討論。下面五個基本特徵可以用來判斷一個計算服務是否是雲計算。

（1）服務按需即取。雲計算是把信息技術作為服務提供的一種方式。由於這種服務是從用戶角度出發，按需即取的自助服務是其最重要的特徵之一。用戶可以自行獲得計算能力，包括伺服器的使用和網路存儲的使用，而整個過程通常是自動進行的。

（2）便捷網路訪問。雲計算支持廣泛和便捷的網路訪問能力，用戶可以使用多種設備，如手機、移動計算機或工作站等獲取雲服務。

（3）資源共享池。雲計算帶來的一個好處是能夠提高資源的利用率，通過把資源集中到一個公共的資源共享池中，可以為大規模的用戶群提供共享服務。由於資源池可以動態分配所有物理和虛擬資源，達到了通過共享提高資源利用率的目的。

（4）高可擴展性及彈性服務。雲計算具有快速及可伸縮地提供服務的能力。根據需求變化，雲計算所提供的服務可以自動並快速地擴展或收縮。

（5）服務可度量。雲系統通過自動監控資源的使用，可以提供定量的運行報告，從而保證雲服務處於應有的水平。

2.2 雲計算的體系架構

計算機技術的發展經歷了傳統主機計算模式到個人普及計算模式及分布式網路計算模式的轉變^[4]。雲計算作為一種新的計算模式，既是分布式計算、並行計算和網格計算等技術快速演化的結果，也是信息社會中信息需求的必然選擇。社會化、集約化與專業化的信息服務通過各種雲計算得以體現，其中既包括了各種通過網路提供給用戶的互聯網應用、軟體或計算資源服務，也包含了用來支撐這些服務可靠和高效運行的軟硬體平台。

美國國家標准與技術研究院的技術報告給出了關於雲計算體系架構的完整模型（圖 2），該頂層模型定義了雲計算模式中的角色（Actors）、行為（Activities）和功能（Functions）^[5]。雲計算的核心角色有雲用戶（Cloud Consumer）、雲服務商（Cloud Provider）、雲審計者（CloudAuditor）、雲代理商（CloudBroker）和雲運營商（Cloud Carrier）共五類（表 1）。在該模型中，雲用戶可以獲得包括 ERP、CRM、HR 等商業智能或信息、通訊、協作、存儲、備份以及軟體、硬體託管等多種服務，雲服務商則通過雲計算中心的建設、運行和管理提供在線的軟體服務（SaaS）、平台服務（PaaS）和基礎設施服務（IaaS），雲運營商通過提供網路接入、通訊系統等保障雲計算的提供和使用，雲審計者和雲代理商的參與則保證了雲計算和雲服務的穩定性、持續性和透明度及服務水平。

圖 2 雲計算體系架構參考模型（引自 NIST）

表 1 雲計算模式中的主要角色及定義

2.3 雲計算的關鍵技術

雲計算是計算機技術發展的產物，其中虛擬化技術、海量數據存儲、分布式並行計算框架、智能化與自動管理被認為是實現雲計算的關鍵技術^[6]。

2.3.1 虛擬化技術

虛擬化（Virtualization）技術是將各種計算及存儲資源充分整合和高效利用的關鍵。虛擬化技術包括兩個方面：物理資源池化和資源池管理。物理資源池化是把物理設備由大化小，將一個物理設備虛擬為多個性能可配置的最小資源單位；資源池管理是對集群中虛擬化後的最小資源單位進行管理，根據資源的使用情況對資源進行靈活分配和調度，實現按需分配資源。虛擬化技術主要應用在伺服器虛擬化、存儲虛擬化和網路虛擬化三個方面。

2.3.2 海量數據存儲

海量數據存儲是雲計算的主要任務。為了保證可用性、可靠性和經濟性，雲計算採用分布式存儲的方式來存儲數據，由於採用了分布式冗餘存儲的方式，數據既有高可靠性，也能並行地為大規模用戶提供服務。雲計算的數據存儲技術主要有谷歌的分布式文件系統（GFS，Google File System）和 Hadoop 的HDFS（Hadoop Distributed File System）。

2.3.3 分布式並行計算框架

並行計算是雲計算的核心。雲計算採用 Map-Rece 的編程模式實現分布式並行計算。Map-Rece通過「Map」和「Rece」這樣兩個過程來簡化並行計算，所有應用只需要提供 Map 函數以及 Rece 函數就可以在集群上進行大規模的分布式數據處理。Map-Rece 不僅僅是一種編程模型，同時也是一種高效的任務調度模型，該模型的使用使計算任務高度並行及分布式實現成為現實。

2.3.4 智能化與自動管理技術

雲計算具有高度自治的特點，智能化與自動管理是雲計算模式的重要技術支撐。通過對集群系統各節點的全面監控、自動反饋、智能調配，實現了包括設備、虛擬資源、通訊與服務等的動態管理和自動遷移。以第四代大規模數據中心為基礎的雲計算，既能靈活擴展部署，也能滿足服務計算和多粒度計算的要求。

3 我國雲計算研究熱點分析

3.1 國內外雲計算搜索量變化趨勢比較

搜索量的大小通常反映關注度的高低，使用 Google Trends 工具還可以分析一些長期的趨勢和變化。這里選擇「Cloud Computing」和「雲計算」分別作為世界和我國在雲計算領域的指標性關鍵詞，從分析結果可以看出以下幾個特點（圖3）：①世界上對於雲計算的關注開始於 2007 年，我國則自 2008 年才開始關注該領域。因此，我國仍屬於學習—跟隨型研究模式。②自 2007 年後，世界上關於「Cloud Computing」的搜索量出現迅速增長趨勢，目前，已超過「Grid Computing」成為新的信息技術熱點，我國對此的關注則較為平緩和滯後。③如果把搜索量代表的關注度看做是「海上的冰山」，那些「水下的部分」，包括基礎理論、關鍵技術、應用實踐等方面，國內外存在更大的差距。

圖 3 國內外雲計算搜索量變化趨勢比較

3.2 國內雲計算研究文獻的計量分析

本文利用中國知網 CNKI 學術期刊資料庫，檢索 2000 年 1 月至 2012 年 3 月發表的有關雲計算研究的核心期刊文獻 852 篇（表 2）。我國對於雲計算的研究始於 2007 年，之前罕見相關研究。2008 ～2011 年，雲計算的研究開始引起廣泛關注，論文數量開始急劇上升，同時發表雲計算論文的期刊數量也同步快速增多，顯示出雲計算研究領域的廣泛性。由於只統計到 2012 年 4 月的部分數據，從表面看檢索到的 2012 年的成果不多，實際並未改變論文數量快速增加的趨勢。

表 2 雲計算論文發表時間分布表

對於檢索到的 852 篇論文，對其關鍵詞進行了計量分析，其中涉及關鍵詞 1376 個，累計出現頻次3020 次。按頻次從大到小排列，排在前十位的關鍵詞有：雲計算（645）、虛擬化（115）、圖書情報（115）、雲服務（94）、安全（65）、存儲（42）、物聯網（33）、MapRece（24）、檔案（20）、數據中心（13）等。從關鍵詞分析可以看出，雲計算的研究涉及基礎理論、關鍵技術、應用領域、信息資源管理等諸多方面，對於虛擬化、存儲、MapRece 等關鍵技術有較多論述；但整體來講，多數仍為綜述性、展望類的論文。就應用領域來講，圖書情報界對雲計算進行研究和借鑒的趨勢比較明顯[7]，而地質資料界對雲計算的關注和應用研究仍較少。

4 雲計算與地質資料服務

4.1 地質資料數據與服務現狀

地質資料是國家重要的基礎資料。新中國成立以來，通過實行地質資料統一匯交制度，積累了大量的地質資料。我國現有全國性基礎地質與戰略性礦產地質數據資源 12 大類 50 余種資料庫，數據量達10TB 以上，涉及區域地質、礦產地質、水文—工程—環境地質、農業地質、海洋地質、基礎地質、地球化學、地球物理、地學科研、地質資料、遙感等領域^[8]。

我國目前實行的是二級監管、三級保存的地質資料管理框架。由於條塊分割等原因，地質資料的共享與服務尚存在很大差距，突出表現在數字化程度低，信息孤島現象嚴重，地質資料不能及時、有效地滿足國家建設與社會需求。

2002 年，國務院頒布了《地質資料管理條例》，2003 年，國土資源部發布了《地質資料管理條例實施辦法》，地質資料的管理與共享服務得到了前所未有的重視。國土資源部又相繼推動地質資料匯交、地質資料委託保管、地質資料集群化、產業化服務等，地質資料的管理與服務開始出現一個新的局面。由於管理與服務模式的轉變是一個較長期的過程，地質資料工作的重要性仍未完全顯現，社會對地質、礦產等的關注度仍遠落後於「土地」「海洋」「氣象」，僅稍高於「測繪」（圖 4）。

4.2 雲計算是改變地質資料服務模式的契機

從雲計算的產生和發展過程來看，雲計算是在繼承和整合了虛擬化技術、海量數據存儲、分布式並行計算框架、智能化與自動管理等多項關鍵技術的基礎上，形成的具有高性能、可伸縮、低成本及面向服務的新的計算模式。雲計算正在推動著信息產業實現社會化、集約化、專業化的大轉型。

社會化：互聯網計算正成為社會基礎設施，建立集中的、各種各樣的雲計算中心實現規模化的社會服務，是當前發展的趨勢。

圖 4 地質等搜索量變化趨勢比較

集約化：歸並分散、粗放的軟體開發與應用，軟體模塊構件化，提高平台利用率，使計算資源以虛擬化組織和配置、彈性伸縮，通過軟體的重用和柔性重組，進行服務流程的優化與重構。

專業化：面向多租戶使服務更為精細、規范，並對服務透明使用，按需租用^[9]。

地質資料服務及信息共享是一種典型的數據密集型計算服務，這恰與雲計算模式的基本特點相符合。因此，引入雲計算是推進地質資料信息服務集群化產業化的天然契機。從技術層面上來講，國家地質資料數據中心建設十分重要，建議規劃為提供完整 SPI（軟體即服務 SaaS、平台即服務 PaaS、基礎設施即服務 IaaS）服務的地質資料專業雲，全面涵蓋二級監管、三級保存及社會化服務，這種集中式的部署方式既降低了技術難度，也有利於提高投入和使用效率。其次，國家地質數據中心也可以規劃為「邏輯統一、物理分布」的三級數據中心體系，這種社區雲的部署方式符合我國地質資料行業現狀，組織實施均較為簡單。需要注意的是，無論哪種方式，統一的體系架構、成熟技術的採用、一致的標准和安全性都是需要重點考慮的問題。

5 結語

與網格計算相反，雲計算更多地經歷了從實踐到理論的過程，從研究者關注雲計算開始，其實已經大量出現雲計算的實例。我國在雲計算領域的基礎研究仍然落後，但圖書情報界對雲計算的跟蹤和應用卻十分突出，一些基於知識的服務已經達到專業化和產業化服務水平。相信雲計算模式的引入，將會極大地推動地質資料服務向集群化產業化方向轉型，以更好地實現地質資料和成果的全社會共享。

參 考 文 獻

[1] 維基網路.雲計算.http：//zh.wikipedia.org/wiki/ 雲計算，2012.

[2]Peter Mell，Timothy Grance.The NIST Definition of Cloud Computing.NIST Special Publication 800 ～ 145，2011.

[3] 李德毅，林潤華，鄭緯民等.雲計算技術發展報告 [M[.北京：科學出版社，2011.

[4] 楊春霞，王聖潔，王春民.談計算模式的演變及其對海洋地質數據處理的影響 [J].海洋地質動態，2004，20（2）：32 ～ 36.

[5]Fang Liu，Jin Tong，Jian Mao et al.NIST Cloud Computing Reference Architecture.NIST Special Publication 500 ～ 292，2011.

[6]Michael Armbrust，Armando Fox，Rean Griffith et al.Above the Clouds： A Berkeley View of Cloud Computing.http：//www.eecs.berkeley.e/Pubs/TechRpts/2009/EECS-2009-28.pdf，2009.

[7] 張正祿.我國圖書情報界雲計算研究述評 [J].國家圖書館學刊，2010，（3）：73 ～ 76.

[8] 國土資源部礦產資源儲量司.推進地質資料信息服務集群化產業化 [M].北京：地質出版社，2011.

[9] 李德毅.雲計算支撐信息服務社會化、集約化和專業化 [J].重慶郵電大學學報，2010，22（6）：698 ～ 702.

Ⅳ 什麼是二向性反射

在利用多波段、多時相、高光譜的遙感數據來提高遙感對地物識別能力的同時，人們注意到角度信息在遙感圖像識別和分類中所起的影響和貢獻，即地物在2π空間上的三維光譜特徵。常用兩種方法用來刻畫地物的角度信息，第一種是基於遙感應用的方法，假定目標地物的反射光譜在2π空間內分布是一致的，即所謂的朗伯體，忽略地物的方向性信息；另一種方法是強調地物在不同光線入射天頂角、探測天頂角和探測方位角等角度信息，二向性反射分布函數(BRDF)就是基於這種思想發展起來的。在反射、散射和透射電磁輻射的過程中，地表或大氣中的目標地物將產生與它們自身性質有關的偏振特性。偏振遙感信息在表達暗目標(或低照度)和人工建築目標方面有更豐富的內涵，並且有著其本身的探測優勢，偏振完全可以作為遙感的另一維更有價值的信息來源。多角度對地觀測能獲得更為詳細可靠的地面目標三維空間結構參數，使定量遙感成為可能，對地物的多角度偏振信息探測成為定量遙感的一種新手段。 偏振反射是伴隨著目標的二向性反射而產生的，在探測目標地物的二向性反射的同時，可以通過偏振器獲得目標地物偏振態的三維空間分布。本文從理論上證明了光傾斜入射到地物表面時，其反射光存在偏振現象，並進一步推導了偏振度與太陽高度角之間的函數關系，總結出其中的變化規律；並從多角度偏振遙感機理的角度出發，研究了偏振化二向性反射與二向性反射之間存在的定量關系，並從實驗上驗證了二向反射、45度偏振、偏振均值三者在2π空間的相應探測方位角、入射天頂角、探測天頂角以及通道上的反射比均相等，通過研究偏振方向反射與二向性反射之間的定量規律，可以為偏振遙感解譯提供重要參數，對地物的精確識別和反演有重要的現實意義。根據二者的關系，本文提出一種太陽耀光剝離的新方法，從多角度遙感與偏振光遙感的角度，找出偏振特性與太陽高度角的函數關系，利用偏振方位角和偏振光在布儒斯特角時的特性對耀光進行偏振剝離，為水色遙感消除太陽耀光影響提供技術參考；然後建立了一個新的土壤偏振化二向性反射模型，即BPDF模型，以提高土壤的分類精度和反演精度。