[发明专利]基于gRPC的分布式电子海图信息系统及信息交互方法

说明书

本发明公开了一种基于gRPC的分布式电子海图信息系统及信息交互方法，系统主要包括分布式海事时空数据引擎、海事数据服务端、服务注册中心、代理服务器以及电子海图应用客户端。针对各类海事时空数据，基于时空索引、NoSQL数据库、分布式内存计算引擎构建分布式时空数据引擎；电子海图应用客户端通过gRPC调用海事服务进程并获得调用结果；海事服务端是基于gRPC构建的服务端进程；海事数据服务端将服务注册于服务注册中心，并生成相应的服务注册表，电子海图应用客户端通过发现服务即可订阅到相应的服务地址。本发明能够实现海事时空大数据的分布式跨进程处理，极大提升海事时空大数据分布式分析能力，为海事部门高效监管提供有力的信息支持。

技术领域

本发明涉及电子海图技术领域，尤其是涉及基于gRPC的分布式电子海图信息系统及信息交互方法。

背景技术

电子海图显示与信息系统ECDIS是符合国际标准的海图显示系统，是专门用于显示官方电子航海图ENC(Electronic Navigation Charts)的应用系统，其中ENC作为标准海图数据格式存储文件，海图数据信息均由官方授权的权威航道测量单位制作。ENC不仅包含保证船舶安全航行的海图信息，而且包含其他必要的附加信息，对纸质海图的信息进行了补充。电子海图基于数学、符号系统、制图等手段表示了海洋区域的空间分布以及相互关系，形成了海洋信息的载体，保障海洋信息的有效传输、为海洋分析提供了依据。

现阶段由于编程语言框架的限制，海图应用程序跨进程与其他平台分析应用程序(例如基于TensorFlow的AIS轨迹预测程序、基于HBase的AIS轨迹数据库等)相互分离难以有机地构成整体，且AIS海量船舶轨迹、海洋地理信息等数据存储、分析程序日趋成熟。如何有效地将海图应用程序、各类分析应用程序两者构成有机整体，为用户提供以电子海图为核心、不同分析功能单元(即分析服务)以一种统一和通用的方式进行交互的电子海图显示与信息系统，成为亟须解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的发明目的在于提供一种基于gRPC的分布式电子海图信息系统及信息交互方法，能够实现海事时空大数据的分布式跨进程处理，并基于电子海图的直观优势进行大数据处理的展示，为海事部门高效监管提供有力的信息支持，是为海事大数据的时空分析、数据生产、可视化辅助决策提供服务化的信息系统。

为此，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种基于gRPC的分布式电子海图信息系统，包括：

通过gRPC调用海事服务进程并获得调用结果的电子海图应用客户端；所述电子海图应用客户端包括以电子海图为核心的海图应用程序或海图数据分析程序；

用于提供各种海事时空数据的分布式海事时空数据引擎；

用于基于所述分布式海事时空数据引擎中的海事时空数据提供各种海事服务的海事数据服务端；所述海事数据服务端是基于gRPC构建的服务端进程；以及，

用于所述海事数据服务端注册海事服务以及接受所述电子海图应用客户端申请并发现海事服务的服务注册中心。

进一步地，还包括：用于将所述电子海图应用客户端的调用海事服务请求代理至所述海事数据服务端以及将所述海事数据服务端的调用结果代理至所述电子海图应用客户端的代理服务器。

进一步地，分布式海事时空数据引擎的建立包括：

通过分析船舶的实际航行环境要素的组成将海事大数据分为ENC空间数据、ENC属性数据、船舶注册数据、AIS航行数据、水文气象数据和潮汐数据；

针对各数据类型设计索引，构建面向NoSQL的海事时空数据库；

基于Spark分布式内存计算引擎设计支持JTS拓扑的转换算子，从而构建海事时空数据操作函数，最终形成海事时空数据引擎。