国际资讯|基于云平台的地理空间分析
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英文原文来源：www.gislounge.com
中文编译整理：慧天地国际站一鸣
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近年来，商业分析以及广泛的研究越来越多地转向基于云平台的服务。在地理空间分析方面，这种转变有些缓慢，但我们能看到这一步伐在逐渐地加快。各公司现在已经开始开发全新的平台，将地理空间分析集成到云平台中，并保证将其他已开发的功能也集成在内。
越来越多的挑战出现在更大的空间尺度上，研究人员不仅要在全球尺度上进行分析，他们的研究也需要细粒度的分析方法以及在多个时间和空间尺度上改进的可视化方法。通过对多个数据平台的访问，从卫星到不同地面传感器，意味着研究人员可以在大空间和小空间尺度上进行评估。而局限性在于缺乏对具有高吞吐量的计算资源，数据存储，可视化和分析的访问权限，这些计算资源能够使研究人员或分析师更容易进行地理空间分析[1]。位于新墨西哥州的笛卡尔实验室(Descartes Labs)创建了一个基于云的地理空间分析平台，专注于企业和实时数据编目和建模，方便用户进行基于云的地理空间分析。这样做的目的是为了方便数据访问和共享，以实现模型和分析的快速部署，否则这一过程将是非常困难的，因为可以用于分析的数据量越来越大。这些分析工具结合了PB级的地理空间数据、一个由各种可视化和建模工具(包括机器学习方法) 的工作台以及应用程序构建器，用以自定义用户驱动的分析和体验，从而实现新的评估形式[2]。
图1：Descartes Labs平台的屏幕截图
基于云平台的解决方案的迁移已经进行了有一段时间，空间分析也已经开始利用高性能计算(HPC)来进行。例如，虚拟火灾(Virtual Fire)平台的开发理念是：对给定区域的火灾概率感兴趣的产品经理和分析师需要简洁的模型输出，这些输出组合起来不能够太复杂，并且所需的计算能力要求不能太高。虚拟火灾(Virtual Fire)可以通过将相关分析转移到高性能计算机系统来实现这一点。但是，将数据转移到基于云的平台可以提高其能力，该平台允许存储和传输用于预测火灾移动和影响的分析的数据[3]。
最近一项针对景观生态学和人与环境相互作用导致的景观变化的研究使用了基于云的数据存储和分析方法，该方法可以实现在高精度的空间尺度（低至几米）下进行详细的可视化显示，还可以扩展到更大的国家/地区级可视化，例如整个美国。这是使用Amazon的EC2云资源完成的，分析、可视化和数据存储都集成在一个系统中，而不是像以前那样必须分割这些任务和应用程序[4]。数据传输的高速率造成了云和用户端之间的吞吐量和连接性问题。用于地理空间分析的云计算的新形式包括基于“雾”的计算(Fog-based computing)，它试图增加吞吐量并减少客户访问基于云的数据和分析的延迟。实际上，这有助于最大限度地减少由于客户端和带宽的连接而可能发生的数据传输缓慢。这是通过优化将哪些数据发送到云端来实现的，部分是通过机器学习来确定所需的数据包，并将数据传输减少到最有用的部分[5]。
图2：具有三个功能组件的整体景观分析框架：（1）数据预处理，（2）数据分析，（3）视觉分析。
（图片来源：Deng, Desjardins, & Delmelle,2019）
云被视为解决大量数据空间处理挑战的一种可能解决方案，同时也提供了从简单工作站进行可视化和分析的便捷性。笛卡尔实验室（Descartes Lab）等公司正在成为提供云平台解决方案的领导者，但用户也可以选择使用开源软件或其他软件。很有可能，在不久的将来，我们会看到更多的空间和地理信息系统工作迁移到基于云的平台上。可访问性或许将成为一个主要问题，因为研究人员希望能够越来越轻松地访问基于云的解决方案，而不必为使用这些功能强大的系统支付大量费用。
参考文献：
[1]For more on challenges in analyzing digital Earth ‘big data’, see: Li, Y., Yu, M., Xu, M., Yang, J., Sha, D.,Liu, Q., Yang, C., 2020. Big Data and Cloud Computing, in: Guo, H., Goodchild,M.F., Annoni, A. (Eds.), Manual of Digital Earth. Springer Singapore,Singapore, pp. 325–355. https://doi.org/10.1007/978-981-32-9915-3_9.
[2]For more on the Descartes Lab Platform for cloud-based geospatial analytics,see:https://medium.com/descarteslabs-team/introducing-the-descartes-labs-platform-dfe308a68364.
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