大數(shù)據(jù)時(shí)代基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的地質(zhì)信息化研究

肖飛

摘 要

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，云計(jì)算機(jī)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在地質(zhì)信息技術(shù)研究中獲得到了廣泛的應(yīng)用。由于當(dāng)前的大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)于數(shù)據(jù)的需求更加廣泛，而且物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)在日常生活和工作中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。尤其是在地質(zhì)信息的測(cè)繪、管理、查詢、儲(chǔ)存、分析等領(lǐng)域應(yīng)用逐漸增多。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 云計(jì)算 大數(shù)據(jù)時(shí)代 地質(zhì)信息

1地質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)路線

物聯(lián)網(wǎng)并不是當(dāng)前社會(huì)現(xiàn)有技術(shù)的顛覆性革命，而是在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上有機(jī)結(jié)合并在地質(zhì)領(lǐng)域中應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同樣如此。根據(jù)目前地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域日益提高的需求，這需要對(duì)GPS、WSN、RFID、Internet、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)交換、高性能計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息融合等核心技術(shù)進(jìn)行深入的研究和探討，并將這些核心技術(shù)運(yùn)用到地質(zhì)工作中，從而形成一個(gè)完整的綜合解決措施或方案。

物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)復(fù)雜而龐大的綜合系統(tǒng)，涉及的領(lǐng)域和技術(shù)都比較多，但是其中的網(wǎng)絡(luò)層、感知層、應(yīng)用層是核心技術(shù)。感知層部署了各類的傳感器、RFID等感知設(shè)備，對(duì)地質(zhì)的觸覺感知具有良好的作用；網(wǎng)絡(luò)層和感知層可以進(jìn)行單向或雙向?qū)υ?，網(wǎng)絡(luò)層可以將感知層獲取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳送給地質(zhì)信息存儲(chǔ)存綜合處理中心，也可以將信息和指令發(fā)送給感知層的設(shè)備，保證其及時(shí)性的同時(shí)提高效率；應(yīng)用層則是將網(wǎng)絡(luò)層傳輸過來的各項(xiàng)地質(zhì)參數(shù)或數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、處理、統(tǒng)計(jì)和分析，可以利用海量儲(chǔ)存、高性能計(jì)算、IPv6等各種中間軟件技術(shù)，開發(fā)出針對(duì)性的地質(zhì)應(yīng)用組件，開發(fā)出專用或者通用功能的軟件，以滿足日益提高的地質(zhì)工作需求。對(duì)上述核心技術(shù)進(jìn)行良好的利用可以形成高效的、準(zhǔn)確的、智能的地質(zhì)服務(wù)系統(tǒng)。

2 物聯(lián)網(wǎng)地質(zhì)信息資料管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1 地質(zhì)資料標(biāo)識(shí)技術(shù)

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)地質(zhì)信息資料進(jìn)行標(biāo)識(shí)管理過程中需要經(jīng)過分類、匯交整理之后進(jìn)行資料登記入庫，標(biāo)識(shí)過程中需要對(duì)每檔的地質(zhì)資料進(jìn)行登記，并貼上RFID標(biāo)簽。設(shè)置RFID時(shí)，可以為一檔電子資料中的不同資本增加FRID，因此在實(shí)現(xiàn)借閱過程中滿足借閱者一次借閱多本資料的情況。

2.2 地質(zhì)資料借閱

對(duì)于地質(zhì)資料的借閱要進(jìn)行分檔，增加RFID電子標(biāo)簽之后，則可以進(jìn)行借閱；在歸還地質(zhì)資料的時(shí)候可以通過手持式或者固定的閱讀器對(duì)RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別。

2.3 地質(zhì)資料定位

傳統(tǒng)的條形碼對(duì)地質(zhì)資料管理與RFID電子標(biāo)簽對(duì)地質(zhì)資料管理的功能一樣，但是傳統(tǒng)的條形碼則無法確定出某個(gè)編號(hào)內(nèi)的地質(zhì)資料。采用RFID電子標(biāo)簽對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行庫存標(biāo)記，既可以實(shí)現(xiàn)在庫存盤點(diǎn)過程中可以確定某個(gè)地質(zhì)資料是否在庫中，而且還可以確定出地質(zhì)資料的準(zhǔn)確位置。

2.4 地質(zhì)資料的理架和盤點(diǎn)

地質(zhì)資料庫存盤點(diǎn)是一項(xiàng)浩大的工程，工作量大，地質(zhì)資料需要一份一份拆開進(jìn)行手工核對(duì)，特別是對(duì)數(shù)萬個(gè)資料進(jìn)行整理時(shí)，耗費(fèi)的人力、時(shí)間都很大，這不僅影響正常的工作，盤點(diǎn)的準(zhǔn)確性還會(huì)受到影響。使用RFID地質(zhì)資料就可以避免上述情況，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、不拆盒、準(zhǔn)確、高效的完成庫存盤點(diǎn)。盤點(diǎn)的方式可以采用手持式、車載式、全自動(dòng)式和車載自動(dòng)式。手持式就是指盤點(diǎn)人員手持RFID閱讀器對(duì)柜架一排一排、一層一層的進(jìn)行掃架，通過RFID實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的核查和保存；車載式主要是應(yīng)對(duì)高層柜架上的資料，將RFID閱讀器放置在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)、可伸縮的小車上，管理人員邊推小車邊進(jìn)行盤點(diǎn)工作；全自動(dòng)式指的是在庫房中多個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置閱讀器并固定在指定的位置，每個(gè)閱讀器負(fù)責(zé)一個(gè)區(qū)域的地質(zhì)資料；車載自動(dòng)式指將閱讀器放置在一個(gè)智能的小車上，小車根據(jù)資料庫的空間、編排自動(dòng)尋址，以達(dá)到掃架的目的。

3 云計(jì)算的儲(chǔ)存與實(shí)現(xiàn)

3.1 環(huán)境搭建

目前，利用本單位的TB級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)云儲(chǔ)存的環(huán)境進(jìn)行搭建，利用HP、IBM等服務(wù)器生成儲(chǔ)存池，實(shí)際的云儲(chǔ)存設(shè)備主要是通過數(shù)據(jù)儲(chǔ)存采用分區(qū)、快速文件、大型物理儲(chǔ)存設(shè)備等方式，在進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問時(shí)對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。除此之外，考慮到未來的發(fā)展趨勢(shì)和未來對(duì)內(nèi)、外提供服務(wù)，儲(chǔ)存云主要分為了兩個(gè)部分：一是私有儲(chǔ)存云，二是共有儲(chǔ)存云，其中的私有儲(chǔ)存云主要對(duì)內(nèi)進(jìn)行服務(wù)，公共儲(chǔ)存云主要對(duì)外進(jìn)行服務(wù)。

3.2 地質(zhì)云計(jì)算的平臺(tái)設(shè)計(jì)

整個(gè)地質(zhì)云計(jì)算平臺(tái)主要通過GCCSC來管理，它是整個(gè)平臺(tái)的核心，能構(gòu)造出整個(gè)地質(zhì)云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心，并將平臺(tái)的基礎(chǔ)設(shè)備有效的串聯(lián)起來，從而形成一個(gè)龐大的虛擬資源池，為整個(gè)地質(zhì)學(xué)工作服務(wù)。通過SOA、WCF等對(duì)平臺(tái)的資源進(jìn)行管理，利用Web服務(wù)，基于HTTP或TCP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信，非空間服務(wù)利用Web Services實(shí)現(xiàn)并發(fā)布，GIS服務(wù)器利用ArcGIS Server實(shí)現(xiàn)。無論是空間服務(wù)還是非空間服務(wù)，都統(tǒng)一的注冊(cè)在GCCSC上，服務(wù)的內(nèi)容包含有計(jì)算服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等，計(jì)算服務(wù)可以是直接對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，也可以是數(shù)據(jù)服務(wù)消費(fèi)者，還可以是計(jì)算組件封裝的以標(biāo)準(zhǔn)Web Services形式發(fā)布的新組件，數(shù)據(jù)服務(wù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)云存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。GCCSC可以通過URI對(duì)不同粒度地學(xué)服務(wù)資源進(jìn)行訪問，服務(wù)中可以進(jìn)行相互調(diào)用、聚合，包括了RIA技術(shù)的實(shí)現(xiàn)客戶端連接GCCSC。通過REST、SOAP和其他的服務(wù)進(jìn)行交互消費(fèi)，使地質(zhì)數(shù)據(jù)虛擬化，使數(shù)據(jù)可跨平臺(tái)、跨語言、跨數(shù)據(jù)庫共享和集成，從而形成一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)中心。

4 結(jié)束語

經(jīng)過本次對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的研究，認(rèn)識(shí)了在大數(shù)據(jù)背景下采用信息技術(shù)更加便于管理，值得開發(fā)和應(yīng)用。本文就針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)以及云計(jì)算技術(shù)在地質(zhì)信息的應(yīng)用上進(jìn)行討論，為他們?cè)谶M(jìn)行地質(zhì)信息管理中提供相應(yīng)的建議。

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作者單位

中石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院 湖北省武漢市 430223endprint