КиберГИС - CyberGIS

CyberGIS , или кибергеографическая информационная наука и системы , - это междисциплинарная область, сочетающая киберинфраструктуру , электронную науку и географическую информатику и системы (ГИС). CyberGIS уделяет особое внимание решению геопространственных задач с большим объемом вычислений и данных в различных областях исследований и образования. Потребность в ГИС вышла за рамки традиционных форм географического анализа и изучения, которые включают адаптацию к новым источникам и видам данных, ресурсам высокопроизводительных вычислений и онлайн-платформам, основанным на существующих и появляющихся информационных сетях. Название cyberGIS впервые появилось в литературе по географической информатике в 2010 году. CyberGIS характеризуется как цифровые геопространственные экосистемы. Эти системы разрабатывались и развивались в гетерогенных вычислительных средах (см. Ниже Суперкомпьютер CyberGIS), а также в средах человеческого общения и информации. CyberGIS можно считать новым поколением географических информационных систем (ГИС). Эти системы основаны на передовой вычислительной и информационной инфраструктуре, которая анализирует и моделирует геопространственные данные, обеспечивая пространственный анализ, моделирование и совместное решение геопространственных проблем с интенсивными вычислениями в ранее беспрецедентных масштабах.

Дальнейшие описания CyberGIS включают: «принципиально новую программную среду, включающую бесшовную интеграцию киберинфраструктуры, ГИС и возможностей пространственного анализа / моделирования», и «ГИС, отсоединенную от рабочего стола и развернутую в Интернете, со связанными проблемами аппаратного обеспечения, программное обеспечение, хранение данных, цифровые сети, люди, обучение и образование ». Более ранние научные исследования продемонстрировали проблемы интеграции пространственно-временных данных и аналитики из-за географической и пространственной сложности. CyberGIS пытается выйти за рамки традиционных научных и технических ограничений в рамках обычных ГИС, внедряя инновационные вычислительные и информационные киберсреды, используя пространственно-временные характеристики, присущие различным научным областям, и используя большие данные и высокопроизводительные вычислительные подходы для совместного решения проблем.

История

В 2004 году первые исследования промежуточного программного обеспечения , объединяющего ГИС с высокопроизводительными технологиями распределенных вычислений, заложили основу для последующих исследований и разработок киберГИС. Это промежуточное программное обеспечение было названо гео-промежуточным программным обеспечением, потому что оно было адаптировано для решения географических задач. Гео-промежуточное ПО было нацелено на совместное решение проблем и принятие решений за счет использования огромных вычислительных ресурсов, предоставляемых высокопроизводительной вычислительной инфраструктурой. Пространственно-временная аналитика и моделирование с большим объемом данных требуют значительных вычислительных мощностей, в то время как географический анализ часто должен учитывать влияние масштаба и пространственных отношений на различные сложные явления. Это означает, что cyberGIS сосредоточен на передовых достижениях ГИС, которые зависят от передовой киберинфраструктуры и высокопроизводительных вычислений вместо традиционных последовательных вычислений и подходов к ГИС. Используя огромные киберресурсы, киберГИС может решать более широкие научные задачи за счет поиска пространственно-временных знаний с большим объемом данных.

Сообщества научной киберинфраструктуры, геопространственных данных и ГИС активно работают над развитием области киберГИС. Ключевым событием сообщества стал семинар Национального научного фонда TeraGrid по киберГИС, который проходил совместно с Зимней встречей университетского консорциума по географической информатике в феврале 2010 года. В этом отчете семинара была изложена убедительная дорожная карта киберГИС, в которой сформулированы фундаментальные вопросы киберГИС для внедрения инноваций в киберинфраструктуру. ; в то же время отчет вносит вклад в развитие ГИС следующего поколения, которая объединяет высокопроизводительные вычисления , распределенные вычисления и возможности совместной работы на базе Интернета для геопространственных открытий и инноваций.

В 2010 году доктор Шауэн Ван описал первую платформу киберГИС для синтеза киберинфраструктуры, ГИС и пространственного анализа. С тех пор он был признан важной областью для передовых исследований в области киберинфраструктуры и ГИС. В рамках межведомственной и междисциплинарной инициативы, финансируемой Национальным научным фондом в 2010 году, начался шестилетний проект стоимостью 4,8 миллиона долларов «Интеграция программного обеспечения CyberGIS для устойчивых геопространственных инноваций». Эта крупная инициатива установила три взаимосвязанных столпа передовой программной среды cyberGIS: CyberGIS Gateway, CyberGIS Toolkit и промежуточное ПО GISolve.

Суперкомпьютер ROGER

КиберГИС Суперкомпьютер

В 2014 году Центр передовых цифровых и пространственных исследований CyberGIS при Университете Иллинойса в Урбане-Шампейн получил грант Национального научного фонда на крупное исследовательское оборудование, благодаря которому ROGER стал первым суперкомпьютером cyberGIS . ROGER, расположенный в Национальном центре суперкомпьютерных приложений , оптимизирован для работы с геопространственными данными и вычислениями и оснащен:

  • приблизительно шесть петабайт необработанного дискового хранилища с высокой пропускной способностью ввода / вывода;
  • твердотельные накопители для приложений, требующих высокой производительности доступа к данным;
  • передовые графические процессоры для использования массового параллелизма в геопространственных вычислениях;
  • интерактивная визуализация, поддерживаемая высокоскоростной сетью и динамически выделяемыми облачными вычислительными ресурсами.

Программное обеспечение и инструменты CyberGIS объединяют эти системные компоненты для поддержки большого числа пользователей, которые исследуют научные проблемы в областях, охватывающих бионауки, инженерию, науки о Земле и социальные науки.

Международные конференции

  • Первая международная конференция по космосу, времени и CyberGIS
  • Вторая международная конференция по CyberGIS и геодизайну
  • Третья международная конференция по CyberGIS и науке о геопространственных данных

Научные организации

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки