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宋关福：分布式GIS与空间区块链技术探索|GTC主会场报告（视频+PPT+速记）
宋关福：分布式GIS与空间区块链技术探索 | GTC主会场报告（视频+PPT+速记）超图集团前天“区块链、人工智能、大数据等新技术与GIS的融合，丰富了GIS技术内容，促进了GIS技术的创新。
在2020 GIS 软件技术大会主题大会上，超图集团总裁、董事宋关福博士作《分布式GIS与空间区块链技术探索》报告，介绍了超图分布式GIS技术体系，以及超图在空间区块链的最新探索。
现分享资料如下：演讲视频演讲PPT尊敬的徐冠华部长、郭仁忠院士，各位来宾，大家好！今年GIS软件技术大会的见面方式比较特别，是在北京、上海、广州、成都、武汉、西安六大城市与大家一起“分布式”见面。
今天，我要在会上讲分布式GIS，也是挺巧合的。
前几年，有一句话比较热：软件定义世界。
其实它还有下半句：数据驱动未来。
事实上，GIS软件技术发展的历史，就是一部程序员不断与增长的空间数据做斗争的历史。
我们不断研发新技术，来应对越来越大的数据量。
现在，随着数据采集技术的不断进步和新一代测绘技术的引入，新的数据不断产生，数据量更大，还有手机信令、互联网社交网络等产生的空间大数据，地理空间数据规模正在快速增长。
传统的GIS软件面临一个巨大的挑战：在传统的经典空间数据方面，随着数据量越来越大，它的处理性能越来越低。
比如，叠加分析是GIS经典分析功能，当分析对象变成1亿级别，数据量计算速度大幅度下降，且需要10个小时才能完成实验。
那么数据再大怎么办？更重要的是，GIS软件基本上无法管理像手机信令这样的大数据。
因此我们探索了新的技术，那就是分布式GIS，来解决高性能计算的难题。
所谓分布式GIS，就是利用多机分布式协同技术和计算资源可以横向扩展的能力，来集群式地处理大量并发的数据，或者分解完成单一复杂任务的GIS技术。
IT界谈狭义的分布式计算，指的是把大的任务做成小的任务。
两天之前我发现一个巧合，在刚才蒋文彪主任提到的《自然资源信息化建设总体方案》中，“分布式”出现了31次，巧合的是，“三维”也出现了31次。
所以我们说，自然资源信息化建设总体方案就是分布式的三维方案。
所以，“分布式GIS”不是一个新的概念，在20年前，就有学者提出了分布式GIS的概念。
但是一直没有真正商业化的分布式GIS技术体系和产品出来。
20年前，三维也出来了，但是今天谈的三维，跟20年前的已经不是一个概念了。
同样，今天分布式GIS跟20年前的分布式GIS也不可同日而语。
分布式GIS软件技术的演化经历了一个漫长的过程。
2004年，我们率先发布了WebGIS服务集群技术，我认为这是多阶分布式协同的萌芽。
后来2011年推出云GIS，做了智能集群。
现在我们发展出了云原生GIS技术。
这是第一条线索。
第二条线索是：2013年我们发布了GIS分发服务器，是借助互联网内容分发网络做法做的。
两三年以前我们推出了边缘GIS技术。
第三条线索就是狭义的分布式。
2017年我们发布了空间大数据分析技术，它的处理必须要有分布式的并行计算方法，反过来我们也可以把这种解决新问题的新技术，用来解决整个GIS的管理分析处理。
第四条线索是，要解决空间大数据分布式处理分析，首先要有分布式存储。
分布式空间数据存储技术，也可以提升整个GIS分布式存储的能力。
还有一新办法——空间区块链，其实它也是一个分布式的空间数据存储延伸技术。
分布式技术经过这么多年不断演化，线索有很多，但也有些零乱，各个产品技术之间没有完全打通。
2019年，我们在规划2020年研发年度工作时（从上一年10月到下一年9月是超图的研发年度），定了这样一个任务：用分布式贯穿所有的产品，用分布式技术贯穿所有的技术领域，在此基础上构建一个分布式GIS技术体系。
当然，这样的任务安排是我们在看到自然资源建设总体方案之前做的。
超图分布式GIS技术体系包含五大技术：分布式空间数据引擎技术、空间区块链技术。
在这个基础上，构建分布式空间分析与处理技术，再支撑云原生GIS技术和边缘GIS技术，最上面是端GIS技术。
接下来跟大家汇报一下这五个技术的一些进展和情况。
首先是边缘GIS技术。
要认识边缘GIS技术，我们先来看这个图。
章鱼是一个奇特的动物，它可以用腿来思考，它有40%的神经原在脑部，60%的神经原分布在在八个腿上。
它的腿不但能够感知，还能分析，做出决策判断。
边缘计算类似在云中心之外构建一些服务器。
端直接访问云，它的网络延时比较长。
我们在靠近端的边缘侧部署了边缘服务器，就近处理端的数据分发，包括计算，可以让网络延时降低，提高整个系统响应性能。
SuperMap iEdge边缘GIS软件可以提供：1、边缘服务聚合，2、边缘服务分发，3、边缘空间分析与处理。
所以形成了云、边、端分布式协同产品。
相比带宽消耗较高、实时性比较差的集中式的云GIS，边缘GIS在边缘的地方分解了带宽的压力，有着低带宽消耗、低网络延时的特点，大大提升了系统响应的速度，整体价值体现为：高性能。
今年SuperMap iEdge边缘服务器新增了对三维场景数据分发功能，包括地形瓦片、S3M瓦片、影像瓦片，可以通过它提升能力。
第二个是云原生GIS技术。
什么是云原生GIS技术？就是原生为云设计，可以充分发挥云的弹性和分布式优势的GIS技术。
云原生一共有五个要素。
其中，微服务、容器化和自动编排这三个是云原生GIS技术本身的三个要素。
但云原生要做一个应用解决方案，还需要另外两个要素，一个是持续交付，再一个就是DevOps，这两个是流程方法和系统，需要技术支撑，但本身不是技术。
微服务化和容器化是什么情况？传统的WebGIS架构是单体架构，如果某一个模块导致系统死机，那么整个系统就会崩溃，它的稳定性存在一些风险。
于是我们把它微服务化，分成若干个模块，可以独立运行在不同的容器里面，这些容器部署在不同的物理计算机上，实现了服务化的分布式。
它的粒度更细了，弹性更高了。
如果某一个模块访问量多了，就可以启动这个模块，而不用重启整个系统，节省资源。
第二个就是相互独立，故障隔离。
所以它有更好的稳定性和高可用性。
SuperMap GIS 10i(2020)版本提供了更微的GIS服务。
2018年我们发布的GIS微服务是GIS功能微服务化，但是GIS组件和C++内核没有解耦分包，实现了微服务治理。
2020年版微服务里，我们实现了更微的服务，组件和C++内核可以解耦分包。
2020版微服务是什么？首先是GIS组件有20个，GIS服务有30多个，GIS C++内核是4个，分得非常细。
这样做有什么好处？它可以让我们微服务资源消耗降得更低。
这张图中，部署包上的深色代表的是传统的单体架构，浅灰色是2018版微服务，橙色是2020版微服务，随着它的包越来越小，内存占用只有原来的50%，启动时间只有原来的28%。
可见，用2020版微服务，可以把性能提升2.5倍，从而实