北斗林业应用云平台框架与技术

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北斗林业应用云平台 框架与技术 报告人 : 刘鹏举 中国林业科学研究院资源信息研究所 中国林学会计算机应用分会 ---- 林业大数据学术研讨会 （ 2016 ） 目录 • 一 北斗简介 • 二 林业卫星导航需求 • 三 林业北斗应用云平台技术 • 四 林业北斗应用模式 • 五 林业北斗应用展望 一 北斗卫星导航技术简介 • 1 北斗卫星导航系统﹝ BeiDou Navigation Satellite System ，英文缩写 BDS﹞ 是中国正在实施的 自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。 • 2 2000 年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导 航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和 公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在 2008 年北京奥运会、汶川抗震 救灾中发挥了重要作用。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北 斗卫星导航系统建设 • 3 北斗卫星导航系统建设系统建设体规划： – 2012 年左右，系统将首先具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力； – 2020 年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。 – 2016 年 6 月 30 日第 23 颗北斗导航卫星发射 • 4 北斗卫星导航系统致力于向全 球用户提供高质量的定位、导航 和授时服务，包括开放服务和授 权服务两种方式。 – 开放服务是向全球免费提供定位、测速和 授时服务，定位精度 10 米，测速精度 0.2 米 / 秒，授时精度 10 纳秒。 – 授权服务是为有高精度、高可靠卫星导航 需求的用户，提供定位、测速、授时和通 信服务以及系统完好性信息。 一 北斗卫星导航技术简介 一 北斗卫星导航技术简介 5 北斗地基增强服务 • 以“互联网 + 位置（北斗）”为理念，通过北斗地基增强全国一张网的整合与建设， 基于卫星定位、云计算和大数据技术，构建位置服务开放平台，提供米级至厘米 级的高精准位置服务，以满足国家、行业、大众市场对精准位置服务的需求。 3 毫米级：基于 RTK 的差分 定位原理，依托于遍布全国的 卫星定位地基增强站，支持多 系统（ BDS/GPS/GLONASS ），融合各类定位技术，及后 处理的高精定位差分算法，面 向特定需求的行业和应用系统， 以互联网的方式提供毫米级精 度的位置纠偏数据服务。 1 亚米级：基于 RTD 的差 分定位原理，依托于遍布全 国的卫星定位地基增强站， 融合各类定位技术，以互联 网的方式提供 7x24 小时高 可用差分播发服务，面向全 国范围内的各类终端和应用 系统，提供全国范围内无缝 漫游的亚米级精度的位置纠 偏数据服务。 2 厘米级：基于 RTK 的 差分定位原理，依托于遍 布全国的卫星定位地基增 强站，融合各类定位技术， 以互联网的方式提供 7*24 小时高可用差分播发服务， 面向全国 18 个省份范围 的各类终端和应用系统， 提供厘米级精度的位置纠 偏数据服务。 目录 • 一 北斗简介 • 二 林业卫星导航需求 • 三 林业北斗应用云平台技术 • 四 林业北斗应用模式 • 五 林业北斗应用展望 二 林业卫星导航需求 • 1 应用现状 • 应用早，发展快。目前，在我国林业行业用户量已达到 10 万以 上，并在迅猛发展。 • 潜力大，市场广。在我国林业资源调查、林业防火、野生动植物 保护等方面中发挥了非常重要的作用 二 林业卫星导航需求 • 2 应用需求 林业五大职能，涵盖 20 类业 务。其中森林资源监测、森林 防火监控与应急指挥、野生动 植物保护 , 应用北斗技术，具 有基础性、应用迫切性和带动 性的特点，选择这三个业务进 行北斗示范应用，有利于北斗 在林业的全面推广。 二 林业卫星导航需求 • 2 应用需求 • 能 够 直 接 管 理 普 通 林 业 导 航 终 端 应急指挥型 • 具 有 多 种 通 信 方 式， 可 满 足 人 工 巡 护 和 车 辆 巡 护 需 求 巡护型 • 具 有 3S +C 功 能， 可 满 足 勘 界 测 量 业 务 需 求 调查型 • 满 足 通 信、 小 型 化、 低 功 耗 的 需 求 跟踪监控型 林业手持型 林业车载型 林业微型 林业应急指挥型 林业勘界测量型 二 林业卫星导航需求 • 2 应用需求 林业终端型谱功能表 终端型谱 主要功能特点 用途 与需求分析的 对应关系 林业应急指挥型 具有管理普通型终端能力、北斗 RDSS 通信、移动通信、 GIS 功能 林业灾害应急响应，包括森林防 火扑救指挥、沙尘暴等灾害应急 响应与指挥 涵盖了需求分析中对应急指挥任 务对于终端的需求 林业 手持型 3S+C 调查 巡护型 具 有 3S+C 功 能 ( 卫 星 导 航 、 遥 感、 GIS 、移动通信功能 ) ，北斗 RDSS 通信 ( 可选 ) 、对讲机通信 ( 可 选 ) 森林资源调查、动植物调查、林 区野外巡护等业务 涵盖了需求分析中对野外调查、 林火巡护、动植物调查等任务对 于手持终端的需求 手机巡护型 与手机集成，具有移动通信功能 自然保护区与重点公益林巡护、 森林旅游、野外人员监控等业务 林业车载型 北斗 RDSS 通信 ( 可选 ) 、移动通信、 GIS 功能 车辆导航、林区巡护、通信盲区 的林火扑救车辆调度、车辆监控 涵盖了需求分析中对林火巡护等 任务对于车载终端的需求 林业勘界测量型 定位精度达亚米级、具有接入北斗地 基增强网功能、 GIS 功能 森林资源勘测、林地征占用调查 涵盖了需求分析中对于高精度勘 界测量终端的需求 林业微型 高灵敏度北斗 RNSS 定位 ( 兼容 GPS 定位功能 ) 、低功耗 ( 锂电池供电 ) 、 移动通信功能 野生动物资源调查、珍惜物种专 项调查 涵盖了需求分析中对于珍贵野生 动物保护调查对终端的需求 二 林业卫星导航需求 • 3 机遇与挑战 • 缺乏标准与规范：不同终端、不同应用 • 缺乏高精度支持：地基增强、差分信号 • 缺乏适用终端：林区信号、林区通信 • 缺乏统一平台支撑：低水平重复建设 • 缺乏与业务融合：综合性应用，主导性应用 • 与其他技术的融合：互联网 + ，北斗 + • ？？？？？？ 林业卫星导航终端 潜在需求达 300 万， 现在配备不足 10 万，问题何在，如 何推动？ 目录 • 一 北斗简介 • 二 林业卫星导航需求 • 三 林业北斗应用云平台技术 • 四 林业北斗应用模式 • 五 林业北斗应用展望 三 林业北斗应用云平台技术 1. 总体架构  以林业信息化建设框架为指导；  采用四横两纵体系结构；  充分利用现有软硬件、数据资源；  实现业务融合及资源共享。 （ 1 ）北斗林业应用系统建设 （ 2 ）北斗林业应用综合管理服务平台建设 （ 3 ）北斗林业综合管理支撑数据库建设 （ 4 ）北斗林业专用导航终端建设 （ 5 ）北斗林业应用标准和规范 2. 建设任务 林业生态建设与保护示范系统总体架构图 国家林业局 省市县林业厅局 其他相关用户 体障保全安用应业林 系 规和准标用应业林斗北 范 应用实 现层 北斗森林资 源监测系统 北斗森林防火监控 和应急指挥系统 北斗野生动植物保 护与管理信息系统 自然保护区 涉及本项目建设内容 充分利用其它建设基础 数据资 源层 北斗林业应用支撑数据库 应用支 撑层 单点登陆与统一授权服务 林业地理信息服务 多级数据交换与共享服务 林业业务协同建模服务 基础设 施层 北斗林业 专用导航 终端 森林资源 数据库 林业政 务外网 北斗地基 增强系统 北斗位置 服务网 其他基础 设施 林业政 务内网 林业基础 数据库 森林防火 数据库 生物多样性 数据库 北斗林业应用综合管理服务平台 其它相关服务 其它专题 信息系统 其它专题 数据库 三 林业北斗应用云平台技术 • 2 基于云平台服务架构 1 、基础设施服务层 (IaaS) ， 提供集群管理服务。 2 、平台支撑层（ PaaS ）提供 基础服务，为上层应用提供支 撑。 3 、应用开发层（ SaaS ）为云 端服务族，典型业务系统建设 4 、安全体系包括用户安全、 应用安全、网络安全三个方面。 5 、运维体系包括平台交付、 平台监控、平台运维三个方面。 1 、基础设施服务层 (IaaS) ， 提供集群管理服务。 2 、平台支撑层（ PaaS ）提供 基础服务，为上层应用提供支 撑。 3 、应用开发层（ SaaS ）为云 端服务族，典型业务系统建设 4 、安全体系包括用户安全、 应用安全、网络安全三个方面。 5 、运维体系包括平台交付、 平台监控、平台运维三个方面。 三 林业北斗应用云平台技术 • 3 云服务平台特点 • 统一配置网络、存贮、计算、数据资源 • 动态资源分配与可伸缩的资源配置 • 规范化数据采集、处理、分析、处理 • 一站式数据处理功能集成与个性化用户服务 • 统一应用系统支撑与服务 • 集成数据生产者与消费者、应用生产者与消费者、业务处理系统与决策支持的生 态链管理 • ........ 如何扩展云？ 如何混用云？ ........... 目录 • 一 北斗简介 • 二 林业卫星导航需求 • 三 林业北斗应用云平台技术 • 四 林业北斗应用模式 • 五 林业北斗应用展望 四 林业北斗应用模式 • 1 高精度测量应用 利用北斗地基增强系统及差 分技术，提高北斗林业专用 终端的定位精度 应用场景：高精度调查与勘测设计 涉及北斗卫星导航系统、北斗林业 终端、地基增强系统、林业业务 网以及移动通信网络等。 四 林业北斗应用模式 • 2 林业野外巡护应用 ① 业务特点：对终端定位精度要求不高、实时性要求较高、平台依赖度高，系统安全要求不高，应用 数量大； ② 系统特点：基于 Web 服务架构，简捷 APP 应用，适合集中统一数据管理与分析功能； 应用场景：公益林巡护与野生动植物保护巡护 四 林业北斗应用模式 • 3 林业应急指挥应用 应用场景：林火应急指挥 ① 业务特点：对终端定位精度 要求不高、实时性要求高、 平台依赖度高，系统安全要 求高，需求迫切； ② 系统特点：基于专用网络 Web 服务架构，简捷 APP 应 用，强大网络通信集成能力， 平台数据管理与分析功能强 大； 四 林业北斗应用模式 • 4 林区位置服务 应用场景：利用平台数据资源，提供与位置相关的林业信息服务，提高导航精度，在此基础上实现 林业的位置信息服务。 国家位 置服务 网 林业应 用信息 北斗导 航信息 气象信息 通讯网络 覆盖信息 其它行业 信息 企业信息 人口信息 交通信息 四 林业北斗应用模式 • 5 林业综合决策支持 ① 业务特点：多种来源数据、数据量大，数据共享交换需求大、用户量大、多种通信方式，多种安全 需求； ② 系统特点：基于 Web 服务架构，通信服务集成度高，平台数据管理与分析功能强大、系统开放度 高，资源整合能力强、可扩展性强 ； • 建设策略：采用集中管理的云服务架构；集成已有数据资源与网络服务；规范数据交换接口规范； 构建开放的公共资源共享与管理服务；采用统一门户与分级管理； 目录 • 一 北斗简介 • 二 林业卫星导航需求 • 三 林业北斗应用云平台技术 • 四 林业北斗应用模式 • 五 林业北斗应用展望 五 林业北斗应用展望 • 1 林业北斗云平台与大数据 • 林业数据采集器 • 林业数据汇聚平台 • 林业应用支撑平台 • 林业数据共享平台 • 林业数据分析平台 • 林业决策支持平台 林业大数据管理与分析平台 什么林业大数据？ 林业需要大数据分析？ 林业大数据的未来在哪里？ 谢谢大家，欢迎批评指正！ 请在此输入您的副标题