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第1章 大数据计算概述 1

1.1 大数据计算简介 1

1.1.1 发展历史 1

1.1.2 内涵定义 5

1.1.3 主要特征 7

1.2 大数据计算的发展现状 11

1.2.1 分布式数据集群 12

1.2.2 高性能计算机 14

1.2.3 大数据分析机 16

1.3 大数据计算的典型应用 18

1.3.1 NASA地球观测 18

1.3.2 欧洲大型强子对撞机 19

1.3.3 生物信息 20

1.3.4 医学影像 21

1.3.5 网络日志分析 22

1.3.6 商业智能分析 24

1.4 小结 24

第2章 大数据计算的技术体系 26

2.1 大数据计算的技术内涵 26

2.2 大数据计算的关键技术 27

2.2.1 大数据存储技术 27

2.2.2 大数据表达技术 28

2.2.3 大数据并行处理技术 31

2.2.4 大数据分析技术 34

2.2.5 大内存技术 34

2.3 大数据计算的技术平台 36

2.3.1 大数据计算的技术平台概述 36

2.3.2 Hadoop 38

2.3.3 HyperTable 39

2.3.4 EMC Greenplum数据计算装置 40

2.3.5 Oracle大数据机 41

2.3.6 IBM InfoSphere 42

2.3.7 HP Vertica 43

2.3.8 Microsoft Cosmos/Dryad/Scope 44

2.3.9 Google Dremel 45

2.3.10 其他 46

2.4 小结 47

第3章 传统空间信息基础设施 48

3.1 概述 48

3.2 传统空间信息基础设施的三个发展阶段 49

3.2.1 第一代——诞生 50

3.2.2 第二代——集成共享 50

3.2.3 第三代——平台化 51

3.3 传统空间信息基础设施的技术特征 51

3.3.1 传统数据表达模型 52

3.3.2 传统数据存储模型 52

3.3.3 传统数据计算模型 53

3.3.4 传统数据服务模型 54

3.3.5 传统应用开发模型 54

3.3.6 传统应用服务模型 55

3.4 传统空间信息基础设施的典型项目 55

3.4.1 地理信息系统举例 55

3.4.2 面向遥感应用的空间信息基础设施举例 59

3.4.3 面向GPS的空间信息服务举例 63

3.5 小结 66

第4章 新一代空间信息基础设施 67

4.1 概述 67

4.2 主要挑战 68

4.2.1 空间大数据处理规模的挑战 68

4.2.2 从分散到集成的挑战 69

4.2.3 从共享到协同的挑战 69

4.2.4 从封闭到开放的挑战 69

4.2.5 从离线孤立到持久在线云服务的挑战 70

4.2.6 从专享到普适的挑战 70

4.3 新一代空间信息基础设施架构 70

4.3.1 新架构的概念设计 71

4.3.2 新架构的技术体系 73

4.4 新架构的典型技术特征 76

4.4.1 泛结构化数据表达模型 77

4.4.2 高可靠、高可用、高扩展性的数据存储 77

4.4.3 基于计算模型即服务的按需计算服务模式 81

4.4.4 数据即服务的数据分发共享模式 82

4.4.5 空间信息应用即服务的开发模式 84

4.4.6 软件即服务的空间信息服务模式 85

4.5 小结 86

第5章 空间大数据处理的典型技术 87

5.1 空间大数据处理的技术内涵 87

5.2 空间大数据的语义建模技术 89

5.2.1 大数据语义建模的必要性 89

5.2.2 语义建模技术 90

5.2.3 空间大数据的语义建模和应用举例 91

5.3 空间大数据的存储技术 93

5.3.1 空间大数据存储需求 93

5.3.2 基于NoSQL的空间大数据存储方法 94

5.4 空间大数据的弹性分发技术 98

5.4.1 空间大数据分发需求 98

5.4.2 基于对等计算的弹性分发云架构及技术 98

5.5 空间大数据的服务发布技术 104

5.5.1 空间大数据服务发布需求 104

5.5.2 基于云架构的空间数据服务发布技术 104

5.6 空间大数据的异构融合技术 108

5.6.1 空间大数据异构融合需求 108

5.6.2 PB级异构对地观测元数据集成方法 109

5.7 小结 113

第6章 空间大数据处理的典型应用案例 114

6.1 国内外防灾减灾系统的发展现状 114

6.1.1 国内防灾减灾系统 114

6.1.2 国外防灾减灾系统 115

6.2 防灾减灾中的空间大数据 116

6.2.1 防灾减灾空间大数据的类型和获取方式 116

6.2.2 防灾减灾空间大数据的规模 117

6.3 面向防灾减灾空间大数据的新技术挑战 118

6.3.1 防灾减灾空间大数据存储 118

6.3.2 防灾减灾空间大数据的实时收集 119

6.3.3 防灾减灾空间大数据的应急弹性云计算 120

6.4 面向防灾减灾的空间大数据处理体系架构 120

6.5 小结 122

参考文献 123

索引 131