地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)集成方案探討

陶 旸，唐 權(quán)，聶時(shí)貴

(江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心，江蘇南京210013)

一、引 言

近年來，隨著國家“天地圖”、“國家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)”等大型項(xiàng)目的開展，我國地理信息在線服務(wù)的服務(wù)提供模式越來越受到公眾關(guān)注［1-2］。該模式將從根本上改變地理信息傳統(tǒng)服務(wù)提供方式，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一共享地理信息平臺(tái)下多源、多尺度、多類型的地理信息資源的綜合利用、在線服務(wù)及跨地區(qū)跨部門地理信息資源的互聯(lián)互通和集成應(yīng)用［3-5］。

為了有效整合多源、異構(gòu)地理信息資源，充分發(fā)揮各類數(shù)據(jù)資源、軟件資源的優(yōu)勢，在線服務(wù)系統(tǒng)集成方案的研究和探索在大型地理信息共享平臺(tái)建設(shè)中占據(jù)了重要地位。本文就地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)集成內(nèi)容進(jìn)行分析，進(jìn)而以DCI-ESB服務(wù)總線和前段一體化框架的系統(tǒng)集成架構(gòu)為例，詳細(xì)探討了地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)的集成方案設(shè)計(jì)，期望對(duì)各類在線服務(wù)系統(tǒng)的集成建設(shè)提供借鑒。

二、地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)集成內(nèi)容分類

面向地理信息在線服務(wù)的系統(tǒng)集成過程主要分為地理信息數(shù)據(jù)集成、系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能集成和系統(tǒng)界面集成3個(gè)方面內(nèi)容。每個(gè)內(nèi)容的集成方案分類如下。

1.數(shù)據(jù)集成方案

地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成主要采用以下3種方式實(shí)現(xiàn)。

(1)數(shù)據(jù)遷移方式

該方式將原系統(tǒng)中的地理信息數(shù)據(jù)遷移至新建系統(tǒng)平臺(tái)中，新建系統(tǒng)建成后涵蓋原系統(tǒng)的全部功能，原系統(tǒng)可以停止使用。該方式適用于相對(duì)比較簡單的系統(tǒng)，新需求已經(jīng)涵蓋了這些系統(tǒng)的功能。

(2)基于數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的虛擬數(shù)據(jù)庫建立方式

該方式的主要特點(diǎn)是地理信息數(shù)據(jù)仍然存在原系統(tǒng)中，只是在其他系統(tǒng)中建立原系統(tǒng)數(shù)據(jù)的一個(gè)虛擬鏡像，并通過數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)訪問原系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。例如Oracle的透明網(wǎng)關(guān)就可以訪問Sybase、DB2、Informix、Microsoft SQL Server、Ingres、Teradata 等數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)的更新則由原系統(tǒng)負(fù)責(zé)。在核心系統(tǒng)和專業(yè)子系統(tǒng)集成時(shí)，核心系統(tǒng)通過這種方式可以直接訪問專業(yè)子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，就像訪問本地?cái)?shù)據(jù)庫一樣。

(3)基于數(shù)據(jù)副本的數(shù)據(jù)集成方式

該方式在不同的系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)副本，有副本的系統(tǒng)都可以訪問和更新這些數(shù)據(jù)，通過獨(dú)立于這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新機(jī)制來實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新。這種方式使數(shù)據(jù)訪問的效率提高，對(duì)于一些訪問量大、實(shí)時(shí)更新要求不高的數(shù)據(jù)建議采用這種方式來提高性能。

圖1 地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成的3種主要方式

2.系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能集成方案

地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)功能集成通常采用以下3種方式實(shí)現(xiàn)。

(1)基于進(jìn)程通訊機(jī)制的系統(tǒng)功能集成

在不同系統(tǒng)之間，通常采用松耦合的方式，在進(jìn)程間通訊機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。這樣多個(gè)系統(tǒng)在進(jìn)行集成時(shí)，無須考慮它們的運(yùn)行環(huán)境和操作系統(tǒng)，對(duì)原有系統(tǒng)基本上沒有影響，不需重新構(gòu)建。

(2)基于互操作的系統(tǒng)功能集成

該方式主要通過建立互操作的接口，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的緊密集成。這種集成方式是緊耦合的，需要不同的系統(tǒng)根據(jù)“一張藍(lán)圖”的統(tǒng)一框架，分別建立和實(shí)現(xiàn)互操作接口，只有按照同一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范建立的接口才能實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的互操作，實(shí)現(xiàn)功能的相互調(diào)用。

(3)基于Web服務(wù)的系統(tǒng)功能集成

該方式通過建立Web服務(wù)實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的功能集成。不同的系統(tǒng)只要裹上一層SOAP(simple object access protocol)協(xié)議的外衣，它們之間就可以很好地進(jìn)行通信。而且，請(qǐng)求服務(wù)的客戶方和被請(qǐng)求的服務(wù)方之間的關(guān)系是相對(duì)的和松散耦合的。這樣不同平臺(tái)、不同系統(tǒng)的服務(wù)可以在網(wǎng)上任意節(jié)點(diǎn)上分別實(shí)現(xiàn)并對(duì)外提供服務(wù)。

Web服務(wù)采用分布式處理技術(shù)，使得不同系統(tǒng)的集成更快、更容易、更便捷。進(jìn)行系統(tǒng)集成時(shí)可以在不改變?cè)邢到y(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建基于XML的系統(tǒng)間的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)和功能的互操作。

圖2 地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)功能集成的3種主要方式

3.系統(tǒng)界面集成方案

地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)界面集成可以采用兩種方式：一是利用本系統(tǒng)的界面定制工具或者二次開發(fā)接口，與其他系統(tǒng)進(jìn)行界面集成;二是在不同系統(tǒng)之間建立相應(yīng)的鏈接，系統(tǒng)通過統(tǒng)一的入口(門戶和身份認(rèn)證)來訪問不同的系統(tǒng)。

三、基于DCI-ESB的在線服務(wù)系統(tǒng)集成方案設(shè)計(jì)

基于以上分析，本文基于廣州城市信息研究所有限公司(城信所)研發(fā)的DCI-ESB服務(wù)總線，結(jié)合前端一體化展示框架和插件式功能模塊，探討地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)的集成。

1.基于DCI-ESB服務(wù)總線的系統(tǒng)集成

城信所DCI-ESB作為一個(gè)功能服務(wù)的請(qǐng)求者和服務(wù)功能提供者的橋梁，以松耦合的方式實(shí)現(xiàn)服務(wù)與服務(wù)之間的集成，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的地址透明化和協(xié)議透明化。服務(wù)總線的拓?fù)湓O(shè)計(jì)如圖3所示：

城信所DCI-ESB總線設(shè)計(jì)遵循SOA標(biāo)準(zhǔn)，架構(gòu)于微內(nèi)核體系之上，基于消息中間件，并可與主流的應(yīng)用服務(wù)器無縫結(jié)合，具備面向服務(wù)、事件驅(qū)動(dòng)、面向消息的特性，是一個(gè)在SOA架構(gòu)中充當(dāng)服務(wù)間智能化集成與管理中介的靈活敏捷的基礎(chǔ)平臺(tái)。DCI-ESB服務(wù)總線以面向服務(wù)的方式實(shí)現(xiàn)異構(gòu)、分布式應(yīng)用系統(tǒng)之間的靈活、敏捷的應(yīng)用集成，能夠賦予應(yīng)用系統(tǒng)快速應(yīng)變、快速重構(gòu)的能力。

圖3 基于DCI-ESB服務(wù)總線的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)

2.前端一體化展示應(yīng)用終端集成

基于后臺(tái)DCI-ESB總線，平臺(tái)前端采用一體化框架進(jìn)行子系統(tǒng)集成(如圖4所示)。主要思路是將各個(gè)子系統(tǒng)功能進(jìn)行邏輯劃分、歸類，形成相應(yīng)的功能組件放到相應(yīng)的框架容器中，通過一體化框架集成實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的用戶認(rèn)證與登錄，從而實(shí)現(xiàn)前端功能的應(yīng)用聚合與一站式管理。

集成框架在全局上采用“微內(nèi)核+可擴(kuò)展的插件體系結(jié)構(gòu)”進(jìn)行構(gòu)架。采用插件體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行搭建后，基礎(chǔ)集成框架運(yùn)行時(shí)的核心就僅是一個(gè)微內(nèi)核，該微內(nèi)核來進(jìn)行管理各種各樣的插件(包括插件的生命周期、插件的依賴組件加載等)。該方案需要有一個(gè)契約以保證插件能夠和插件的容器通信，這個(gè)契約定義為一個(gè)API規(guī)范和配置規(guī)范(規(guī)范化的接口和配置)。

圖4 DCI集成框架和分層架構(gòu)的一體化邏輯圖

四、結(jié) 論

如何有效整合多源、異構(gòu)地理信息資源，充分發(fā)揮地理信息在線服務(wù)的優(yōu)勢，更好地為公眾和專業(yè)部門提供“鮮活、統(tǒng)一、高效”的地理信息服務(wù)，是每一個(gè)測繪地理信息工作者追求的目標(biāo)。地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)的集成技術(shù)是有效整合各類地理信息數(shù)據(jù)資源、軟件資源，提高地理信息在線服務(wù)質(zhì)量的核心技術(shù)之一。本文就現(xiàn)有地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)集成的內(nèi)容進(jìn)行分類，結(jié)合DCI-ESB服務(wù)總線和前段一體化框架的系統(tǒng)集成架構(gòu)，探討了地理信息在線服務(wù)集成架構(gòu)的設(shè)計(jì)。后續(xù)研究將重點(diǎn)圍繞多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成和快速更新問題、不同軟件架構(gòu)下地理信息功能、服務(wù)的集成問題等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入探索。

［1］蔣捷.應(yīng)對(duì)地理信息在線服務(wù)需求，建設(shè)國家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)［J］.地理信息世界，2009(3)：6.

［2］翟永，楊曦.地理信息服務(wù)網(wǎng)站服務(wù)器集群負(fù)載均衡技術(shù)應(yīng)用研究［J］.地理信息世界，2010(6)：20-23.

［3］胡春凌.數(shù)字城市地理信息系統(tǒng)集成研究［D］.上海：華東師范大學(xué)，2004.

［4］張健挺.地理信息系統(tǒng)集成若干問題探討［J］.遙感信息，1998(1)：14-18.

［5］張健挺，萬慶.地理信息系統(tǒng)集成平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)研究［J］.遙感學(xué)報(bào)，1999(1)：78-84.