边缘计算GIS技术篇——边缘GIS再升级,满足云-边-端架构GIS应用多重需求

发布时间:2020 年 01 月 15 日  文/云产品研发中心 饶庆云 周靖
导读:SuperMap iServer 10i和SuperMap iEdge 10i在边缘内容分发和边缘分析计算方面的能力进一步增强,能更好地满足云-边-端GIS应用系统的构建需求。

  边缘GIS,是将边缘计算的各种特征用于支撑GIS应用的各要素,包括GIS内容分发,GIS服务的代理和加速以及分析、计算,以一种更加灵活的方式,高效率、低成本地使用地理信息资源。

  边缘GIS涉及边缘前置代理、边缘服务聚合、边缘内容分发和边缘分析计算等关键技术。SuperMap iServer 10i和SuperMap iEdge 10i在边缘内容分发和边缘分析计算方面的能力进一步增强,能更好地满足云-边-端GIS应用系统的构建需求。

  边缘内容分发能力再升级

  边缘内容分发包括两个步骤。首先是云GIS中心和边缘节点协同配合,将GIS数据从云GIS中心推送到边缘GIS服务器;其次是边缘GIS服务器将接收到的GIS数据在边缘端进行发布。为了更好地构建三维和空间大数据的GIS应用,SuperMap iServer 10i和SuperMap iEdge 10i对边缘内容分发机制进行了改造升级。

  ● 灵活又高效的内容分发机制

  部署在云GIS中心的SuperMap iServer 10i按需将瓦片数据分发到部署在边缘节点的SuperMap iEdge 10i,支持按区域、定时分发,避免产生不必要的资源占用,实现资源和时间的合理利用。同时SuperMap iEdge 10i既可被动接收SuperMap iServer10i推送的数据,也可主动从SuperMap iServer 10i拉取数据,还可以在空闲时定时下载瓦片和切图,实现了全程无人值守的瓦片数据更新。

  ● 健全的瓦片数据边缘发布能力

  SuperMap iEdge 10i增强了瓦片数据的边缘发布能力。在支持地图瓦片发布的基础之上,新增了对矢量瓦片和三维瓦片的支持。

  SuperMap iEdge10i支持发布多种格式、多种存储方式的地图瓦片包。既支持文件存储的SuperMap V5瓦片、SMTiles瓦片包、OGC规范的GeoPackage瓦片包以及第三方的TPK瓦片包,也支持数据库存储的地图瓦片,包括MongoDB 地图瓦片,FastDFS地图瓦片等。

  在矢量数据发布方面,SuperMap iEdge 10i新增支持发布矢量瓦片数据为矢量瓦片服务,通过矢量瓦片技术,在边缘端对云GIS中心的地图和数据服务进行代理和加速,有效提升用户的访问体验。SuperMap iEdge 10i支持发布文件存储的MVT瓦片包、第三方的VTPK瓦片包以及MongoDB存储的矢量瓦片库。

  鉴于三维数据普遍较大,部署在云GIS中心的三维服务更容易受出口带宽的影响,导致服务响应时间较长和服务不稳定。为此,SuperMap iEdge 10i新增支持直接发布多种格式的三维瓦片,包括OSGB和S3M模型瓦片包。通过将三维瓦片数据前置到边缘节点,允许一线用户直接访问边缘节点的三维服务,有效规避云GIS中心出口带宽的限制,提升三维服务的使用体验,为终端用户提供丝滑的浏览体验。

  

图1 分发三维瓦片

  

图2 分发矢量瓦片

  

图3 分发栅格瓦片

  边缘分析计算能力再升级

  为满足实时业务以及安全方面的一些需求,SuperMap iEdge支持基于边缘节点的计算、存储、网络和数据资源,提供边缘动态出图、边缘数据查询、边缘处理分析等多种边缘GIS分析计算能力。

  SuperMap iEdge 10i对边缘动态出图能力进行了大幅增强。为了满足对大体量矢量数据的边缘出图需求,新增支持对HBase存储的分布式矢量数据进行动态出图。同时,为了满足对大体量栅格数据的边缘出图需求,新增支持对HDFS存储的分布式栅格数据进行动态出图。

  ● 新增HBase矢量数据边缘动态出图能力

  随着用户对边缘GIS计算理念的逐步认可,越来越多的用户愿意将不同类型、不同体量的GIS数据前置在边缘节点就近发布。面对较大体量矢量数据的存储和发布需求,有必要引入分布式存储技术来实现GIS数据的存储,如HBase数据库技术。

  SuperMap iEdge 10i新增支持接入存储在HBase中的矢量数据,并将其发布为地图服务和矢量瓦片服务,从而在边缘端对较大体量的矢量数据提供动态出图和动态矢量瓦片的能力。基于矢量金字塔技术,有效提升了小比例尺场景出图性能,基于分布式字段索引技术,有效地提升了专题地图的出图性能,实现百万量级数据动态出图,毫秒级响应。基于矢量瓦片技术,实现在客户端(web端、移动端)自定义地图风格,可有效满足智慧城市、国土调查等应用的可视化需求。

  

图4 HBase矢量数据动态出图

  ● 新增HDFS栅格数据边缘动态出图能力

  近年来栅格数据的质量显著提升,但有时更高的数据质量同时也意味着更大的数据体量,日益增大的数据体量为服务的出图性能带来较大的挑战。针对这一问题,SuperMap iEdge 10i新增支持将存储于HDFS分布式文件系统中的栅格数据发布为地图服务,发布时无需切片,可有效减少数据处理的资源投入;发布时支持通过样式文件为默认地图指定样式;百亿级栅格数据,可动态浏览,毫秒级响应。

  

图5 海量栅格数据动态出图

  全新的SuperMap iEdge 10i基于日臻完善的边缘GIS 技术,如更全面的边缘内容分发技术(支持发布更多类型的栅格、矢量、三维数据),更强大的边缘分析计算技术(海量矢量、栅格数据可动态出图),助力客户构建更高效、更灵活、更安全可靠的云-边-端架构GIS应用系统。

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