OpenGMS是什么？如何使用OpenGMS的建模与模拟工具（一）

标签：调用模型平台建模 OpenGMS 地理模拟

一、什么是OpenGMS

1、OpenGMS网站

2、OpenGMS团队

二、为什么我们需要OpenGMS

1、地理模拟实验的局限性区域性限制了科研应用的效率

作者：watermelo37

涉及领域：Vue、SpingBoot、Docker、LLM、python等

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温柔地对待温柔的人，包容的三观就是最大的温柔。

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OpenGMS是什么？如何使用OpenGMS的建模与模拟工具（一）

如果您急迫地想要了解如何使用OpenGMS的模型调用方法，请您直接从三、 OpenGMS的模型调用方法开始阅读。

一、什么是OpenGMS

1、OpenGMS网站

OpenGMS全称为Open Geographic Modeling and Simulation (OpenGMS)，是中国最大的综合性地理建模与模拟平台。它面向用户提供了模型库、数据资源库、模型服务、专题等内容，支持利用多源异构数据、在复杂场景和区域进行模拟，依托特色自研的模型服务容器和数据容器，能够保障不同类型的模型运行。现累积收录模型四千余条，并且仍在持续增加。

一言以蔽之，OpenGMS网站是提供给全中国乃至世界地理人的模型共享与服务调用的平台，致力于解决“一个团队一个模型，一个区域一个模型”的地理模型传播困难、用途单一的痛点。

网址：Open Geographic Modeling and Simulation (OpenGMS)

官网给出的解释是这样的：

OpenGMS 支持为地理应用共享建模和模拟资源。此外，该平台还为来自不同领域的研究人员之间的合作提供了一个虚拟社区。通过开放式网络分布式资源共享与协作，该平台进一步促进了开放式地理建模与模拟，使更多人能够参与和探索。

2、OpenGMS团队

开放式地理建模与模拟团队（OpenGMS）致力于推动地理建模技术的发展和应用，打造一个集模型开发、共享、应用于一体的开放科研平台。团队成员具有丰富的理论和实践经验，专注于理论研究与应用实践的结合，探索模型在气候变化、城市规划、环境保护等领域的应用。
团队通过开放网络环境实现模型资源的耦合集成，促进智慧共享和开放协作，不断提升模型的精度和可靠性，为相关领域提供支持。同时积极推动国产地理建模软件的发展，构建自主模型生态圈，提升国际影响力，并通过培训、国际合作等促进国产模型的国际化应用，贡献中国智慧和方案。

OpenGMS团队官网：OpenGMS Team Introduction

二、为什么我们需要OpenGMS

1、地理模拟实验的局限性区域性限制了科研应用的效率

在地质、大气、生态、水文、交通等领域的科学研究和应用开发，都离不开地理信息分析模型。过去，来自不同科研单位开发的成百上千种模型，资源非常分散，接口互不开放，数据存在壁垒，横向缺乏比较，使得科研应用的效率大打折扣。

有时候需要联系对方团队，也会面临信息查找困难，联系效率低不及时的问题。一个模型一个系统也会导致学习成本变高，并且缺乏统一的反馈收集渠道，总之就是慢慢慢！难难难！关关有痛点，处处是麻烦！

很多时候国内科研团队不得不借助美欧的地理分析模型共享平台，可国外的平台因为种种原因会面临网络问题、沟通问题、身份验证等等问题。如果能有一个中国人自己的共享平台，符合中国人自己的使用习惯，拥有针对中国人开发的用户友好界面呢？OpenGMS应运而生，该平台让模型开发者和科研应用者接入“一张网”，形成开放、合作、共赢的地理模拟资源整合与复用社区。

2、外界对于OpenGMS的评价

澎湃新闻在《打破模型孤岛，地理信息科研应用有了共享平台》一文中提到其为“全球三大地理信息模型平台之一”。

        目前，世界上有三大模型组织，分别是国际地表动态建模系统联盟（CSDMS）、开放式建模接口协会（OpenMI）以及我国的OpenGMS，前两者分别为用户提供模型源代码和模型接口，也会定期开展培训课程。

        但对于许多国内科研人员来说，前两个平台对使用者的专业性要求较高，且千里迢迢前往欧美参与培训难以实现，所以OpenGMS的出现为国内科研人员提供了一条便捷高效的途径。

        模拟复现工具、模拟比较工具……OpenGMS拥有软件及工具16项。“我们平台不仅拥有资源丰富、分类明确的地理分析模型库和运算工具，还提供多种运行程序方式，用户可以下载模型使用或在线上直接运行，也可以利用我们平台的终端，将数据调到我们这里进行运算。”陈旻介绍。

人民网旗下媒体人民资讯在《地理建模“破壁者”：这个平台让全球地理学者在一个“聊天室”论道》一文中提到：OpenGMS平台入选中国地理学会发布的2021年度“中国地理科学十大研究进展”。

据悉，OpenGMS平台现已支撑了来自10多个国家384所高校及机构的1200余位师生在线应用；并基于OpenGMS平台构建了地理计算引擎，支撑了国家地球系统科学数据中心等我国自主数据中心建设。不仅如此，还设计了OpenGMS、CSDMS、OpenMI 国际三大模型组织间的模型互操作协议，服务于国际模型生态社区建设。

截至2021年底，OpenGMS模型条目总数达4709条，其中国内模型超过2810条，涵盖大气、交通、水文、林业等多个学科、行业及社会部门。近一年的模型访问量达38.1万次。

OpenGMS在国际上也收到了广泛好评，OpenGMS团队的领导人之一陈旻教授的主要社会兼职如下（数据来源：百度百科）：

国际华人GIS协会 President(2024-2025)
中国地理学会地理模型与地理信息分析专委会副主任（2023-）
国际环境建模与软件协会（iEMSs）Vice President（2020-）
国际地理联合会（IGU）地理系统建模委员会Chair（2020-）
国际数字地球协会（ISDE）青年创新网络Chair（2023-）
国际数字地球协会（ISDE）教育与数字地球能力建设委员会Co-Chair（2019-2023）
地表动态建模系统联盟（CSDMS）开放式建模平台工作组Chair（2019-）
亚洲地理学会青年科学家工作组Chair（2019-）
美国地理学会（AAG）亚洲地理工作组东亚区Director（2019-2020）
Annals of GIS（CPGIS会刊）执行编辑（2019-）
Environmental Modeling & Software（iEMSs会刊，JCR一区期刊）共同主编（2023-）
国际开放式建模联盟亚洲区联络人（2018-）
国际数字地球协会中委会虚拟地理环境专业委员会副主任委员（2017-）
美国地理学会（AAG）地理信息科学与系统专业委员会秘书（2016-2018）
国际环境建模与软件协会Fellow（2019，首位华人Fellow）
英国皇家地理学会Fellow（2019）

三、 OpenGMS的模型调用方法

注：这里只介绍模型的调用方法，具体使用什么模型，以及要准备哪些数据请查阅模型的详情信息或联系模型负责人。

1、注册账号

点击 Sign up 注册一个账号。

2、获取需要调用的模型

进入到OpenGMS模型库：Model Item Repository | OpenGMS

支持分类查阅、基于模型名称、关键词、内容和贡献者的特征词搜索。找到自己想要调用的模型之后，点击模型名进入模型页。

进入后能看到模型的简介、描述、分类等相关信息。如果要调用该模型，需要在模型内容与服务的计算模型中查看相关内容，这里有一个“OpenGMS模型服务封装包”，是可以在线调用模型的服务环境，还有一个是“可下载链接”，打开发现是模型说明的pdf文件。不同模型提供的计算模型不一样，但大多数模型都有“OpenGMS模型服务封装包”，支持在平台调用。

这里点击第一个“OpenGMS模型服务封装包”，在线调用该模型。

3、模型调用步骤

没注册现在一定要注册登录了，否则无法在线调用，然后点击invoke。

在这里能看到模型的预期输入与输出数据以及数据描述，如果输入数据是文件，就要上传文件，如果是参数，则直接输入参数值即可。

输入数据的文件上传步骤：

在输入数据框中绑定刚刚上传的文件，点击invoke开始调用服务。

点击查看模型调用结果。

等待模型调用结束，模型调用成功后，可以下载模型输出的结果数据。

以上便是一次完整的模型调用过程。

当下平台仍存在很多不足，这些不足往往是为了优化而产生的，比如OpenGMS采用了分布式服务器架构，这些模型服务包分别部署在不同的服务器上，通过门户网站调度器来查询和分配任务，这样对服务器性能的要求降低到了极限，只要能独立完成任何一个模型的计算，就能当做OpenGMS的计算节点之一。

但这样虽然提升了部署的效率，降低了部署难度和服务器性能需求，但是如果某个服务器出了故障，需要物理处理的时候可能无法及时联系到相关人员，相应的也会导致部分模型服务出现周期性地无法调用的问题。

在未来的优化计划中，OpenGMS将尝试使用Docker来进行模型部署。将模型部署在一个个容器中，再根据单个服务器的算力来分配部署的容器数量和类型。如果某个模型的调用频次在某个阶段突然增加或者某个服务器突然崩溃，就可以迅速的将含有对应模型的容器打包移植到其他服务器上，同时这种操作也适用于增加某些模型的计算节点数量，来应对不同时期的模型调用需求。