定量遥感pdf

Ⅰ 《定量遥感梁顺林》pdf下载在线阅读全文，求百度网盘云资源

《定量遥感梁顺林》网络网盘pdf最新全集下载:
链接：https://pan..com/s/1QyMlaC4IMyMft3IY54Uidg

Ⅱ 海洋遥感论文

海洋不断向环境辐射电磁波能量，海面还会反射或
海洋遥感
散射太阳和人造辐射源（如雷达）射来的电磁波能量，故可设计一些专门的传感器，把它装载在人造卫星、宇宙飞船、飞机、火箭和气球等携带的工作平台上，接收并记录这些电磁辐射能，再经过传输、加工和处理，得到海洋图像或数据资料。遥感方式有主动式和被动式两种：①主动式遥感。先由遥感器向海面发射电磁波，再由接收到的回波提取海洋信息或成像。这种传感器包括侧视雷达、微波散射计、雷达高度计、激光雷达和激光荧光计等。②被动式遥感。传感器只接收海面热辐射能或散射太阳光和天空光的能量，从中提取海洋信息或成像。这种传感器包括各种照相机、可见光和红外扫描仪、微波辐射计等。按工作平台划分，海洋遥感可分为航天遥感、航空遥感和地面遥感3种方式。
海洋遥感技术，主要包括以光、电等信息载体和以声波为信息载体的两大遥感技术。
海洋声学遥感技术是探测海洋的一种十分有效的手段。利用声学遥感技术，可以探测海底地形、进行海洋动力现象的观测、进行海底地层剖面探测，以及为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息。
海洋遥感技术是海洋环境监测的重要手段。卫星遥感技术的突飞猛进，为人类提供了从空间观测大范围海洋现象的可能性。目前，美国、日本、俄罗斯等国已发射了10多颗专用海洋卫星，为海洋遥感技术提供了坚实的支撑平台。
编辑本段
基本原理

海洋不断地向周围辐射电磁波能量，同时，海面还会反射（或散射）太阳和人造辐射源（如雷达）照射其上的电磁波能量,利用专门设计的传感器,把这些能量接收、记录下来,再经过传输、加工和处理,就可以得到海洋的图象或数据资料。
编辑本段
基本性能

海洋遥感系统必须具备如下性能：①具有同步、大范围、实时获取资料的能力，观测频率高。这样可把大尺度海洋现象记录下来，并能进行动态观测和海况预报。②测量精度和资料的空间分辨能力应达到定量分析的要求。③具备全天时(昼夜)、全天候工作能力和穿云透雾的能力。④具有一定的透视海水能力，以便取得海水较深部的信息。
编辑本段
遥感方式

按照传感器工作方式，可以把海洋遥感划分为主动式和被动式两种。主动式遥感，传感器向海面发射电磁波,然后接收由海面散射回来的电磁波,从散射回波中提取海洋信息或成象。主动式传感器包括侧视雷达、微波散射计、雷达高度计、激光雷达和激光荧光计等。被动式遥感,传感器不发射电磁波,只接收海面热辐射能量或散射太阳光和天空光能量，从这些能量中提取海洋信息或成象。被动式传感器有各种照相机、可见光和红外扫描仪、微波辐射计等。按工作平台划分，海洋遥感则可分为航天、航空和地面三种遥感方式。
编辑本段
发展情况下

海洋遥感始于第二次世界大战期间。发展最早的是在河口海岸制图和近海水深
相关情况
测量中利用航空遥感技术。1950年美国使用飞机与多艘海洋调查船协同进行了一次系统的大规模湾流考察，这是第一次在物理海洋学研究中利用航空遥感技术。此后，航空遥感技术更多地应用于海洋环境监测、近海海洋调查、海岸带制图与资源勘测方面。从航天高度上探测海洋始于1960年。这一年美国成功地发射了世界第一颗气象卫星"泰罗斯-1”号。卫星在获取气象资料的同时，还获得了无云海区的海面温度场资料，从而开始把卫星资料应用于海洋学研究。美国1978年又发射了“海洋卫星-1”号（见海洋卫星）。苏联也于1979年和1980年先后发射了两颗海洋卫星“宇宙-1076”号和“宇宙-1151”号。
中国从1977年开始海洋遥感技术的研究，并先后在海岸带与滩涂资源调查、海洋环境监测、海冰观测、海洋气象预报、海洋渔场分析、大尺度海洋现象研究和基础理论工作中进行了遥感技术的试验，其中台风跟踪、海冰遥感和海洋环境污染航空遥感监测已进入实用阶段。
目前遥感技术已应用于海洋学各分支学科的各个方面。海洋遥感技术的应用，使得内波、中尺度涡、大洋潮汐、极地海冰观测、海－气相互作用等的研究取得了新的进展。如气象卫星红外图象，直接记录了海面温度的分布，海流和中尺度涡漩的边界在红外图象上非常清晰。利用这种图象可直接测量出这些海洋现象的位置和水平尺度，进行时间系列分析和动力学研究。但是，某些传感器的测量精度和空间分辨力还不能满足需要，很难做到定量测量；有的遥感资料不够直观，分析解译难度很大；传感器主要利用电磁波传递信息，穿透海水的能力较弱，很难直接获得海洋次表层以下的信息。因此，有待进一步改进。
编辑本段
相关情况

探索中国海洋遥感之路
海洋报记者张向冰（2004-10-15） 进入21世纪以来，遥感技术日益成为备受国际科技界关注的热点。从应用的领域来看，科学家们通过对现状的调查，总结出遥感科技主要有三个方面：一是陆地遥感；二是海洋遥感；三是气象遥感。其中，科技难度系数最大的当属海洋遥感。 “目前，我国海洋遥感技术与国际先进水平尚有较大差距，但有些部分是领先的。”10月12日，北京大学遥感与地理理信息系统研究所所长童庆禧院士，在第三届西北太平洋海洋遥感国际研讨会上，向本报记者介绍和分析了原因。一是起步较晚。我国在2002年才发射了第一海洋卫星，而发达国家早在几十年前就完成了这项任务；二是我国海洋遥感整体技术与先进国家有差距。原因是我国海洋遥感技术研究的基础非常薄弱，技术队伍不成熟；三是针对海洋遥感问题研究的深度和广度，以及对其机理研究还没有形成系统。童院士称，由于海洋是全球性系统，因此要从全球的范围进行科学研究。而我国主要还局限于近海研究和观测，监测的范围很小；四是对海洋遥感空间数据综合分析能力明显不足，主要是研究队伍与实际需要存在差距。因此，要不断扩大科研队伍的建设。
在差距面前，如何审视中国海洋遥感科技？童庆禧院士认为，我国十分重视海洋遥感技术的发展，特别是我国在海洋卫星研究方面有着自己的特色。目前，正在准备发射第二颗海洋卫星，将来还要研制和发射一系列海洋卫星，这将大大缩短与世界先进国家在海洋遥感技术上的距离。目前，我国海洋卫星遥感技术，以及刚刚装备的海洋监测飞机，已经在海洋环境监测等诸多方面发挥了重要的作用。同时还要通过遥感技术研究，建立我国独特的遥感海洋科学，使之达到世界先进水平。
据了解，当今世界一些濒临海洋的发达国家，都非常重视海洋遥感研究与发展。美国于1978年就发射了海洋卫星；日本在上世纪90年代初期也已发射了海洋卫星；俄罗斯有一系列卫星，其中“宇宙”系列卫星就包含了海洋遥感观测技术；欧洲资源卫星主要以海洋为目标，以法国为代表；北欧海洋遥感与观测技术的代表则首推挪威和瑞典。
那么，如何寻找到一条适应我国海洋遥感科技的高速发展之路？“拓展我国与国际间合作是必由之路。”国家海洋局第二海洋研究所潘德炉院士认为，我国海洋遥感虽然起步较晚，应用水平也不足，发展前景却十分广阔。只有通过加强国际间合作，才能促进我国海洋遥感事业不断前进。目前，我国正与日本、韩国合作，进行海洋遥感监测与速报技术的研究。如果获得成功，将使我国海洋卫星监测技术处于世界领先地位。到那时，我们获取海洋环境信息，就像我们现在听天气预报一样便利。
中国科学院南海海洋研究所博士生导师唐丹玲教授从事遥感技术研究整整十年。作为刚从日本回到祖国工作的“海归派”，她认为我国遥感技术与国外先进国家虽然有一定距离，但整体实力上我国进步很快，基本接近世界先进水平。但我国的海洋遥感技术研究，仍需进一步加强国际间合作。由于海洋遥感技术本身具有的特性，也要求了这是一项国际间合作性的学科。她回到国内后，很快建立了热带海洋环境动力学重点实验室，希望利用国内现有的条件，不断地把国外先进的海洋遥感技术“带进来“，带出一支实力派的海洋遥感科技队伍，为国家海洋遥感科学事业作出贡献。
国际间合作，无疑已成为我国海洋遥感发展的必由之路。但是，发展我国海洋遥感科学，缺少的仅仅是国际间合作，以及部分技术上的差距吗？国家卫星海洋应用中心唐军武博士对我国海洋遥感技术研究存在的问题，向记者做出了分析。他认为，国外海洋遥感技术的研究与发展很快，而且很有深度，区域性合作的观念很强烈，特别是全球性海洋观念很强。我们缺少的不仅仅是诸如遥感器等硬件技术上的距离，主要矛盾是我国学科分割现象太严重，导致不能够有效地进行学科整合。仅从这一点来说，我们就与日本存在着相当大的观念上的距离。日本在进行海洋遥感科学中，是建立在大学科和综合背景之中进行的，只要对该海洋遥感研究有帮助的学科，都可以“拿来”进行交叉和整合，避免了重复研究和科研投资。而这一点我们做的还远远不够。
“扩大国际间合作，重要的一点就是要实实在在地进行科学交流，而目前我们的思想观念还相对保守。”北京大学遥感与地理信息系统研究所副教授曾琪明，面对记者无奈地指出“瓶颈”之痛。他认为，在核心技术保密的情况下，应适当向国外专家开放一些实验室，以利于国际间学科的合作与交流，以利于学习、吸收国外一些新技术。这实际上是一个观念问题，科学发展观的理论支撑，离不开转变传统的思想观念。海洋遥感科学亦概莫能外。

Ⅲ 农业信息技术的应用现状

评价农业信息化指标应包括：(1)农业信息化的基础设施建设。如：通讯网络、计算
机网络、宽带、分布情况、电话用户等；(2)农业f膏息技术装备。包括计算机的拥有量、网站数萎故其它通讯设备能否保证信息传播畅通；(3)农业信息资源的开发利用。包括农业数据库的种类和数量、农业信息资源获取量和网络、农业信息资源的再开发和利用；(4)农业信息技术的普及和应用。包括各种农业信息技术的用户数，按主要农业信息技术在各个行业的
应用，如农业专家系统的种类和实际应用的普及率；(5)农业信息化对农业发展的贡献率。包括农业信息技术的采用在农业生产总值中所起的增值作用，即在农业总产值中所占的比重。
国外农业信息技术应用现状
国外农业信息技术应用的现状主要体现在4个方面：第一，数据库与网络。农业信息量大、面广而分散，目前国际上最普遍、最实用的方法是将各种农业信息加工成数据库并建立农业数据库系统。
第二，精确农业。精确农业发源于美国，是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业，是21世纪农业的发展方向。主要由10个系统组成。包括全球定位系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其中，遥感技术已被欧洲、美国、日本、中国和澳大利亚等国家广泛应用于农业资源调查、农业生态环境评价、作物产量预报和农林牧灾害监测等各个方面。农作技术已精确定位到lOm2为单位的小块土地上，大大降低了作物生产成本。及至1999年，美国使用精确农业技术约达90%，英国、德国、法国、荷兰、西班牙、澳大利亚、加拿大等发达国家正在迅速发展精确农业，不少发展中国家也在酝酿实施这一项目。近年来，以航空为主的遥感技术开始应用于农田信息采集，虽处于起步阶段，但发展势头迅猛。
第三，专家系统。国外农业专家系统的应用始于20世纪70年代后期，最早是美国IL Linois大学的植物病理学家和计算机学家共同开发的大豆病害诊断专家系统PLANT/ds。20世纪80年代中叶有了迅速的发展，美国、英国、荷兰、澳大利亚、加拿大等国相继在作物栽培、畜禽饲养、农业经济效益分析、农产品市场销售管理等方面研制出不少的农业专家系统。据统计，1995年美国正在使用或准备使用的农业专家系统有1 000多个，日本有400多个。从开发总量看，美国占绝大部分，几乎占80%，其它国家(包括中国)只占20%。专家系统今后的研究重点：建立模型以描述农业生产中非结构化、非系统化的知识，最终建立以主要农作物、畜禽、水产为对象的生产全程管理系统和实用技术系统，促进农业生产的科学管理和
先进技术的推广利用。
第四．虚拟农业。虚拟农业是20世纪80年代中期问世的一种农业信息技术的高新产品，是作物生长模拟模型的进一步发展。它利用计算机虚拟现实技术、仿真技术、多媒体技术建立数学模型定量而系统地描述作物生长发育器官建成和产量形成等生理生态过程与环境、之间相互作用的数量关系，在此基础上，设计出虚拟作物、畜禽，从遗传学角度定向培育农作物，改变传统的育种和科研方式。目前’眭￡界上仅有少数几个研究机构在开展这
方面的研究，研究内容为虚拟主要农作物、畜禽的育种和管理。
国内农业信息技术应用现状
信息技术在我国农业领域的应用虽起步较晚，但发展很快。1979年从国外引进遥感技术并应用于农业，首开信息化农业的先河。1981年中国建立第一个计算机农业应用研究机构，即中国农业科学院计算中心．开始以科学计算、数学规划模型和统计方法应用为主的农业科研与应用研究。1987年农业部成立信息中心，开始重视和推进计算机技术在农业领域的试点和应用。1994年以来，中国农业信息网和中国农业科技信息网的相继开通运行，标志着信息技术在农业领域的应用开始迈入快速发展阶段。目前，信息技术农业应用研究与推广取得了一些成
果．建起了一批农业综合数据库和各类应用系统。其中以粮、棉、油为主的信息技术成果约占1/3。如利
用计算机技术，对农作物的选种、灌溉和施肥等不同管理环节进行优化处理后，向农民提供信息咨询，指
导农民科学种田；对农作物病虫害、产量丰欠等进行预测预报，帮助农药企业合理安排生产，辅助农民科
学调整生产结构；对不同类型的农业经济系统、土壤一作物一大气系统等进行仿真。辅助农业管理者编
制农业规划和生产计划；根据各种动物营养需求，生产最佳的饲料配方，帮助生产厂家和养殖户获得最
大经济效益。近年来，部分科研院所开始探索计算机视觉及图像处理技术在农业领域的应用，有些已取
得显着的效果。农业部利用网络协议信息发布与查询等技术，建成的专业面涵盖较宽．信息存储、处理
及发布能力较强．信息资源丰富和更新量较大的中国农业信息网，现联网用户已发展到了3 000多家。
据中国农科院科技文献中心检索．到2001年3月中国大陆农业网站数量近2 200家，超过了法国、加拿
大等发达国家，如果加上台湾和香港的农业网站，中国农业网站数量可排在世界前10名以内。国家科技
4 3攻关计划开展了“农业决策支持信息系统研究”、“农业信息化关键技术的研究”。已经开始为国家宏观决
策和农业科技信息传播发挥作用。国家“863”计划开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”．在全国
建立了20个示范区，取得了显着成效。另外，开展了“网络农业”、“精确农业”、“虚拟农业”等的探索研
究。近年来，在农业研究信息系统、科技基础数据库、小麦～玉米连作智能决策系统、农业词表和机器翻
译系统、多媒体光盘应用系统、农场管理系统、畜牧营养数据库、土肥信息管理系统、草地信息系统等方
面取得了一系列进展和科技成果。
我国农业信息技术在应用方面存在的问题
(1)农民素质不高，信息化意识和利用信息的能力不强。(2)农业产业化程度不高。难以形成正常
的信息需求。农业产业化是农业信息化的基础，两者是相互依赖的。农业的产业化意味着生产规模的扩
大，农业生产以市场为导向，必然产生对信息的大量需求及提高效率的强烈愿望，在规模小时，以满足自
己需要时就不可能或不必要加大对信息技术的需求，因为采用信息技术需要一定的投入，如购买信息
技术设备，支付获取信息费用，这对于生产规模小，生产效益不高的农业生产来说，权衡之下，显然不可
能在信息方面有大的投入。(3)网络成本较高，阻碍了信息化的普及。表现在两个方面：一是大多数农民
买不起计算机，也就难以获取农业信息。现在平均每台计算机的价格约为5 000元至6 000元；二是农村
电话费若按0．3元/分钟计算，加上上网费用4元/小时，合计每小时上网费超过10元．农民难以支付
如此高的费用。(4)农业信息化基础工作水平低。表现在基层缺少收集信息、处理信息、传播信息的软硬
件设备。信息网络体系不健全；无信息服务中介组织，基层缺少能够主动、科学地进行信息管理的人
员；信息来源可靠性差．致使不少假信息和过期信息给农业生产带来损失；更为重要是缺乏大型实用数
据库。数据库建设数量不少，但质量不高，实用性差。(5)信息技术实用性差，没能给农民带来较好的经济
效益。作为农业生产地区存在不同程度的差异。要因地制宜地进行农业种植、生产，也就要求信息技术的
适应性要因地制宜。目前从事农业应用软件开发的人员比例较少，且开发的技术品种不多，适应性差，
加上目前农业应用软件出现供求之间的矛盾，更加阻碍了农业信息化的普及。(6)农业信息服务体系还
没有完成．电子商务给农产品销售带来的作用尚未较好发挥。农业信息化建设缺乏政府的宏观指导与
必要引导，信息服务尚未完全角成．另一方面，发展电子商务还处于初级阶段，其所需配套条件和市场
机制尚未形成。农产品的电子商务还处于起步研究阶段，难以发挥其重大的作用。(7)农业信息网络人
才缺乏。农业信息网络的建设需要一大批不仅精通网络技术。而且熟悉农业经济运行规律的专业人才，
能为农产品经销商提供及时、准确的农产品信息，对网络信息进行收集、整理、分析市场形势、回复网络
用户的电子邮件、解答疑问等。而由于对农业信息网络人才不够重视，投入经费少，加上培训机制的不完
善，目前农业信息网络人才相当缺乏，使得农业信息专业库的建设、更新速度缓慢。

Ⅳ 云计算模式及在地质资料集群化、产业化服务中的应用探讨

张兆代 王圣洁 刘京鹏 宋宏伟

（青岛海洋地质研究所）

摘 要 云计算继承和整合了虚拟化技术、海量数据存储、分布式并行计算框架、智能化与自动管理等多项关键技术，形成了具有高性能、可伸缩、低成本及面向服务的新的计算模式。目前学术界及产业界对云计算的研究和探讨均呈快速增长趋势，大量论文发表在计算机类和图书情报类期刊，研究的重点集中在云计算的基础理论、云计算的关键技术、云服务的应用领域、云计算与信息资源管理等多个方面。本文以 2000 ～ 2012 年发表在国内核心期刊上关于云计算的研究文献为统计样本，分析了云计算的研究热点及其演化方向，结合我国地质资料集群化产业化服务的发展状况，探讨云计算应用策略。

关键词 云计算模式 地质资料 信息共享和服务

1 前言

“云计算（Cloud Computing）”一词出现于 2006 年，是谷歌总裁埃里克 施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大会（SES San Jose 2006）首次正式提出的一个概念。它不仅揭开了谷歌搜索背后关键技术的神秘面纱，而且在短短的数年内就迅速超越“网格计算（Grid Computing）”并成为新的潮流（图 1）。

图 1 网格计算与云计算搜索量变化趋势图

2006 年后，在谷歌、亚马逊、IBM 等企业的推动下，“云计算”作为新兴的计算模式已经有了广泛应用。云计算作为一种基础设施与服务的交付和使用模式，正深刻地影响着互联网的发展。近年来，国内外掀起了关于云计算的研究热潮，涌现了大量的研究文献和应用案例，云计算已经成为学术界和产业界共同关注的热点。本文首先介绍了云计算的基本概念和关键技术，并通过对现有的云计算研究文献的综合分析，结合我国地质资料集群化产业化服务的发展状况，提出其在云计算应用中需要注意的问题。

2 云计算及其关键技术

2.1 云计算的基本概念

云计算的概念仍存在不同的定义。一般认为云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备^[1]。美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）也给出了云计算的定义，认为云计算是一种能够通过网络以便利的、按需使用的方式获取计算资源并显着提高可用性的方式，这些计算资源来自一个共享的、可配置的资源池，并能够以自动的方式获取和释放^[2]。

中国电子学会云计算专家委员会认为：云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式，其计算资源（计算能力、存储能力、交互能力）是动态、可伸缩、且被虚拟化的，并以服务的方式提供。这种新型的计算资源组织、分配和使用模式，有利于合理配置计算资源并提高其利用率，从而促进节能减排，实现绿色计算^[3]。

尽管云计算有不同的定义，但对于云计算的特点已有很多深入的讨论。下面五个基本特征可以用来判断一个计算服务是否是云计算。

（1）服务按需即取。云计算是把信息技术作为服务提供的一种方式。由于这种服务是从用户角度出发，按需即取的自助服务是其最重要的特征之一。用户可以自行获得计算能力，包括服务器的使用和网络存储的使用，而整个过程通常是自动进行的。

（2）便捷网络访问。云计算支持广泛和便捷的网络访问能力，用户可以使用多种设备，如手机、移动计算机或工作站等获取云服务。

（3）资源共享池。云计算带来的一个好处是能够提高资源的利用率，通过把资源集中到一个公共的资源共享池中，可以为大规模的用户群提供共享服务。由于资源池可以动态分配所有物理和虚拟资源，达到了通过共享提高资源利用率的目的。

（4）高可扩展性及弹性服务。云计算具有快速及可伸缩地提供服务的能力。根据需求变化，云计算所提供的服务可以自动并快速地扩展或收缩。

（5）服务可度量。云系统通过自动监控资源的使用，可以提供定量的运行报告，从而保证云服务处于应有的水平。

2.2 云计算的体系架构

计算机技术的发展经历了传统主机计算模式到个人普及计算模式及分布式网络计算模式的转变^[4]。云计算作为一种新的计算模式，既是分布式计算、并行计算和网格计算等技术快速演化的结果，也是信息社会中信息需求的必然选择。社会化、集约化与专业化的信息服务通过各种云计算得以体现，其中既包括了各种通过网络提供给用户的互联网应用、软件或计算资源服务，也包含了用来支撑这些服务可靠和高效运行的软硬件平台。

美国国家标准与技术研究院的技术报告给出了关于云计算体系架构的完整模型（图 2），该顶层模型定义了云计算模式中的角色（Actors）、行为（Activities）和功能（Functions）^[5]。云计算的核心角色有云用户（Cloud Consumer）、云服务商（Cloud Provider）、云审计者（CloudAuditor）、云代理商（CloudBroker）和云运营商（Cloud Carrier）共五类（表 1）。在该模型中，云用户可以获得包括 ERP、CRM、HR 等商业智能或信息、通讯、协作、存储、备份以及软件、硬件托管等多种服务，云服务商则通过云计算中心的建设、运行和管理提供在线的软件服务（SaaS）、平台服务（PaaS）和基础设施服务（IaaS），云运营商通过提供网络接入、通讯系统等保障云计算的提供和使用，云审计者和云代理商的参与则保证了云计算和云服务的稳定性、持续性和透明度及服务水平。

图 2 云计算体系架构参考模型（引自 NIST）

表 1 云计算模式中的主要角色及定义

2.3 云计算的关键技术

云计算是计算机技术发展的产物，其中虚拟化技术、海量数据存储、分布式并行计算框架、智能化与自动管理被认为是实现云计算的关键技术^[6]。

2.3.1 虚拟化技术

虚拟化（Virtualization）技术是将各种计算及存储资源充分整合和高效利用的关键。虚拟化技术包括两个方面：物理资源池化和资源池管理。物理资源池化是把物理设备由大化小，将一个物理设备虚拟为多个性能可配置的最小资源单位；资源池管理是对集群中虚拟化后的最小资源单位进行管理，根据资源的使用情况对资源进行灵活分配和调度，实现按需分配资源。虚拟化技术主要应用在服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化三个方面。

2.3.2 海量数据存储

海量数据存储是云计算的主要任务。为了保证可用性、可靠性和经济性，云计算采用分布式存储的方式来存储数据，由于采用了分布式冗余存储的方式，数据既有高可靠性，也能并行地为大规模用户提供服务。云计算的数据存储技术主要有谷歌的分布式文件系统（GFS，Google File System）和 Hadoop 的HDFS（Hadoop Distributed File System）。

2.3.3 分布式并行计算框架

并行计算是云计算的核心。云计算采用 Map-Rece 的编程模式实现分布式并行计算。Map-Rece通过“Map”和“Rece”这样两个过程来简化并行计算，所有应用只需要提供 Map 函数以及 Rece 函数就可以在集群上进行大规模的分布式数据处理。Map-Rece 不仅仅是一种编程模型，同时也是一种高效的任务调度模型，该模型的使用使计算任务高度并行及分布式实现成为现实。

2.3.4 智能化与自动管理技术

云计算具有高度自治的特点，智能化与自动管理是云计算模式的重要技术支撑。通过对集群系统各节点的全面监控、自动反馈、智能调配，实现了包括设备、虚拟资源、通讯与服务等的动态管理和自动迁移。以第四代大规模数据中心为基础的云计算，既能灵活扩展部署，也能满足服务计算和多粒度计算的要求。

3 我国云计算研究热点分析

3.1 国内外云计算搜索量变化趋势比较

搜索量的大小通常反映关注度的高低，使用 Google Trends 工具还可以分析一些长期的趋势和变化。这里选择“Cloud Computing”和“云计算”分别作为世界和我国在云计算领域的指标性关键词，从分析结果可以看出以下几个特点（图3）：①世界上对于云计算的关注开始于 2007 年，我国则自 2008 年才开始关注该领域。因此，我国仍属于学习—跟随型研究模式。②自 2007 年后，世界上关于“Cloud Computing”的搜索量出现迅速增长趋势，目前，已超过“Grid Computing”成为新的信息技术热点，我国对此的关注则较为平缓和滞后。③如果把搜索量代表的关注度看做是“海上的冰山”，那些“水下的部分”，包括基础理论、关键技术、应用实践等方面，国内外存在更大的差距。

图 3 国内外云计算搜索量变化趋势比较

3.2 国内云计算研究文献的计量分析

本文利用中国知网 CNKI 学术期刊数据库，检索 2000 年 1 月至 2012 年 3 月发表的有关云计算研究的核心期刊文献 852 篇（表 2）。我国对于云计算的研究始于 2007 年，之前罕见相关研究。2008 ～2011 年，云计算的研究开始引起广泛关注，论文数量开始急剧上升，同时发表云计算论文的期刊数量也同步快速增多，显示出云计算研究领域的广泛性。由于只统计到 2012 年 4 月的部分数据，从表面看检索到的 2012 年的成果不多，实际并未改变论文数量快速增加的趋势。

表 2 云计算论文发表时间分布表

对于检索到的 852 篇论文，对其关键词进行了计量分析，其中涉及关键词 1376 个，累计出现频次3020 次。按频次从大到小排列，排在前十位的关键词有：云计算（645）、虚拟化（115）、图书情报（115）、云服务（94）、安全（65）、存储（42）、物联网（33）、MapRece（24）、档案（20）、数据中心（13）等。从关键词分析可以看出，云计算的研究涉及基础理论、关键技术、应用领域、信息资源管理等诸多方面，对于虚拟化、存储、MapRece 等关键技术有较多论述；但整体来讲，多数仍为综述性、展望类的论文。就应用领域来讲，图书情报界对云计算进行研究和借鉴的趋势比较明显[7]，而地质资料界对云计算的关注和应用研究仍较少。

4 云计算与地质资料服务

4.1 地质资料数据与服务现状

地质资料是国家重要的基础资料。新中国成立以来，通过实行地质资料统一汇交制度，积累了大量的地质资料。我国现有全国性基础地质与战略性矿产地质数据资源 12 大类 50 余种数据库，数据量达10TB 以上，涉及区域地质、矿产地质、水文—工程—环境地质、农业地质、海洋地质、基础地质、地球化学、地球物理、地学科研、地质资料、遥感等领域^[8]。

我国目前实行的是二级监管、三级保存的地质资料管理框架。由于条块分割等原因，地质资料的共享与服务尚存在很大差距，突出表现在数字化程度低，信息孤岛现象严重，地质资料不能及时、有效地满足国家建设与社会需求。

2002 年，国务院颁布了《地质资料管理条例》，2003 年，国土资源部发布了《地质资料管理条例实施办法》，地质资料的管理与共享服务得到了前所未有的重视。国土资源部又相继推动地质资料汇交、地质资料委托保管、地质资料集群化、产业化服务等，地质资料的管理与服务开始出现一个新的局面。由于管理与服务模式的转变是一个较长期的过程，地质资料工作的重要性仍未完全显现，社会对地质、矿产等的关注度仍远落后于“土地”“海洋”“气象”，仅稍高于“测绘”（图 4）。

4.2 云计算是改变地质资料服务模式的契机

从云计算的产生和发展过程来看，云计算是在继承和整合了虚拟化技术、海量数据存储、分布式并行计算框架、智能化与自动管理等多项关键技术的基础上，形成的具有高性能、可伸缩、低成本及面向服务的新的计算模式。云计算正在推动着信息产业实现社会化、集约化、专业化的大转型。

社会化：互联网计算正成为社会基础设施，建立集中的、各种各样的云计算中心实现规模化的社会服务，是当前发展的趋势。

图 4 地质等搜索量变化趋势比较

集约化：归并分散、粗放的软件开发与应用，软件模块构件化，提高平台利用率，使计算资源以虚拟化组织和配置、弹性伸缩，通过软件的重用和柔性重组，进行服务流程的优化与重构。

专业化：面向多租户使服务更为精细、规范，并对服务透明使用，按需租用^[9]。

地质资料服务及信息共享是一种典型的数据密集型计算服务，这恰与云计算模式的基本特点相符合。因此，引入云计算是推进地质资料信息服务集群化产业化的天然契机。从技术层面上来讲，国家地质资料数据中心建设十分重要，建议规划为提供完整 SPI（软件即服务 SaaS、平台即服务 PaaS、基础设施即服务 IaaS）服务的地质资料专业云，全面涵盖二级监管、三级保存及社会化服务，这种集中式的部署方式既降低了技术难度，也有利于提高投入和使用效率。其次，国家地质数据中心也可以规划为“逻辑统一、物理分布”的三级数据中心体系，这种社区云的部署方式符合我国地质资料行业现状，组织实施均较为简单。需要注意的是，无论哪种方式，统一的体系架构、成熟技术的采用、一致的标准和安全性都是需要重点考虑的问题。

5 结语

与网格计算相反，云计算更多地经历了从实践到理论的过程，从研究者关注云计算开始，其实已经大量出现云计算的实例。我国在云计算领域的基础研究仍然落后，但图书情报界对云计算的跟踪和应用却十分突出，一些基于知识的服务已经达到专业化和产业化服务水平。相信云计算模式的引入，将会极大地推动地质资料服务向集群化产业化方向转型，以更好地实现地质资料和成果的全社会共享。

参 考 文 献

[1] 维基网络.云计算.http：//zh.wikipedia.org/wiki/ 云计算，2012.

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

[3] 李德毅，林润华，郑纬民等.云计算技术发展报告 [M[.北京：科学出版社，2011.

[4] 杨春霞，王圣洁，王春民.谈计算模式的演变及其对海洋地质数据处理的影响 [J].海洋地质动态，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] 张正禄.我国图书情报界云计算研究述评 [J].国家图书馆学刊，2010，（3）：73 ～ 76.

[8] 国土资源部矿产资源储量司.推进地质资料信息服务集群化产业化 [M].北京：地质出版社，2011.

[9] 李德毅.云计算支撑信息服务社会化、集约化和专业化 [J].重庆邮电大学学报，2010，22（6）：698 ～ 702.

Ⅳ 什么是二向性反射

在利用多波段、多时相、高光谱的遥感数据来提高遥感对地物识别能力的同时，人们注意到角度信息在遥感图像识别和分类中所起的影响和贡献，即地物在2π空间上的三维光谱特征。常用两种方法用来刻画地物的角度信息，第一种是基于遥感应用的方法，假定目标地物的反射光谱在2π空间内分布是一致的，即所谓的朗伯体，忽略地物的方向性信息；另一种方法是强调地物在不同光线入射天顶角、探测天顶角和探测方位角等角度信息，二向性反射分布函数(BRDF)就是基于这种思想发展起来的。在反射、散射和透射电磁辐射的过程中，地表或大气中的目标地物将产生与它们自身性质有关的偏振特性。偏振遥感信息在表达暗目标(或低照度)和人工建筑目标方面有更丰富的内涵，并且有着其本身的探测优势，偏振完全可以作为遥感的另一维更有价值的信息来源。多角度对地观测能获得更为详细可靠的地面目标三维空间结构参数，使定量遥感成为可能，对地物的多角度偏振信息探测成为定量遥感的一种新手段。 偏振反射是伴随着目标的二向性反射而产生的，在探测目标地物的二向性反射的同时，可以通过偏振器获得目标地物偏振态的三维空间分布。本文从理论上证明了光倾斜入射到地物表面时，其反射光存在偏振现象，并进一步推导了偏振度与太阳高度角之间的函数关系，总结出其中的变化规律；并从多角度偏振遥感机理的角度出发，研究了偏振化二向性反射与二向性反射之间存在的定量关系，并从实验上验证了二向反射、45度偏振、偏振均值三者在2π空间的相应探测方位角、入射天顶角、探测天顶角以及通道上的反射比均相等，通过研究偏振方向反射与二向性反射之间的定量规律，可以为偏振遥感解译提供重要参数，对地物的精确识别和反演有重要的现实意义。根据二者的关系，本文提出一种太阳耀光剥离的新方法，从多角度遥感与偏振光遥感的角度，找出偏振特性与太阳高度角的函数关系，利用偏振方位角和偏振光在布儒斯特角时的特性对耀光进行偏振剥离，为水色遥感消除太阳耀光影响提供技术参考；然后建立了一个新的土壤偏振化二向性反射模型，即BPDF模型，以提高土壤的分类精度和反演精度。