电子海图云服务是一种新兴的技术应用，旨在实现全球电子海图大数据的高效管理，提供个性化、弹性化的高可用性服务，是一个较为复杂的系统工程。本文在已有云平台基础上，立足大规模电子海图网络服务的特点，对电子海图云服务的框架结构、技术方法、数据模型、存储策略、索引机制以及可视化方案等关键技术做了比较详细的研究，主要工作及成果如下：1．提出了电子海图云服务的概念，确定了本文的研究核心。通过对当前计算机技术发展特点的分析，指出地理信息软件产品不再享受硬件提升所带来的免费性能提升，GIS的设计需要一个新的思维模式；通过对电子海图服务发展的背景分析，尤其是对国际电子海图标准的变化分析，指出一个新的海洋地理大数据时代即将来临，电子海图服务需要一个新的技术平台；在对云服务相关概念深入研究的基础上，对国内外研究现状进行了详细分析，指出了GIS在高性能计算领域的研究特点及存在的不足，明确了本文的研究目标、内容与方法。2．创建了基于SC2012+L2H的MGCS模型架构。在详细比较当前云服务平台的基础上，指出了SC2012+L2H技术平台的优势，提炼出了电子海图云服务技术支撑的两个关键问题：框架构建问题与应用实现问题。创建了MGCS模型的云平台架构，分析了架构中的硬件虚拟化与应用虚拟化的核心技术以及服务模板管理与资源动态扩缩的关键机制；研究了云计算环境下的面向服务技术，着重分析了云服务中L2H的编程模式以及DSC存储结构的数据查询、集合创建及相关算法接口。3．设计了云环境下的海图集合论数据模型。根据云计算环境的特征要求，通过对海图要素概念与结构的定义，实现各种复杂海洋地理现象的拆分与组合，设计了一种具有共性的要素结构，用这种要素结构的组合构成海图集合，以表达所有海图内容；通过对海图集合元素属性关系与空间关系的逻辑分析，提出了海图集合论，指出海图集合数据模型是基于笛卡尔积映射的属性模型与点集拓扑映射的空间模型的有机结合。在此理论基础上，对IHO S-57标准中的组合要素与聚合要素进行重定义，确定了海图属性集合具有187种关系模式；分析了海图空间集合的模式结构，给出了点线面及几何聚集的集合定义、约束以及操作算子的形式化表示方法，以适应云计算环境中的数据处理。4．提出了海图集合的云存储策略。实现全球电子海图源数据文件集合到海图要素集合的映射，形成云服务环境中海图数据的基础集合；面向不同的海图服务应用，实现了属性集合、空间集合、图幅信息集合以及地理要素集合的存储映射。重点研究了地理要素集合的数据划分算法，提出了基于外切八面体投影的全球格网划分方案与基于Hilbert变阶编码的集合划分算法。在4.3.1实验环境下，对7886幅全球电子海图共17.8G数据进行了载入划分实验，载入耗时17.28分钟，划分耗时9.81分钟，并通过对比试验，验证了算法的有效性。5．建立了云环境下的空间索引模型，包括索引空间的分解与索引规则的制定，利用层次Hilbert编码关键字构建了Cloud-B树索引，结合云计算环境的特点建立了主索引与二级索引机制，研究了基于Cloud-B树索引的多种空间查询算法以及索引节点的插入删除等基本算法，并通过实验测试了不同索引规则参数对海图地理要素集合查询性能的影响，结果表明在4.5节的测试环境下，取最大单元数参数为16，首级网格单元数为32*32其余各级为64*64所建立的索引性能最高，不加比例尺控制的查询平均耗时在5秒以内。6．提出了全球电子海图的云可视化服务方案，将可视化服务分解为数据服务与渲染服务的聚合，研究了多尺度海图要素的自适应选取算法，满足了全球电子海图多尺度显示的要求；提出了海图要素可视化集合的映射机制，实现了海图数据与海图符号的分离、可视化参数与具体用户的绑定，使得云计算环境下能够根据不同用户参数可视化同一海图集合；设计了基于可视化目录与图片叠加机制的符号并行渲染方案，保证了实时可视化对性能的要求；设计了客户端的并行访问实验，结果表明服务响应时间基本保持在1秒以内，验证了海图云可视化服务方案的可行性，形成了一个完整的云+端服务平台。7．研究了云计算环境下电子海图网络服务的部署方法，包括电子海图私有云的创建、相关服务算法的模板化封装、电子海图云服务的硬件监控与服务监控，以及资源节点动态扩缩对数据集合存储影响的实验分析，并对海图集合数据服务的个性化与云可视化服务在B/S、C/S等系统中的应用做了简要介绍。