交通地理信息公共服務平臺設計與研究

黃夢雄，朱勤東

（福州大學福建省空間信息工程研究中心空間數據挖掘與信息共享教育部重點實驗室，福建 福州 350002）

0 引言

隨著交通行業和地理信息共享的飛速發展，如何做到交通地理信息共用共享已然成為交通信息化和智能化建設的重點之一。然而，目前交通部門普遍存在著“信息孤島”［1］這一現象。隨著交通行業內部應用系統的不斷建設，應用資源在各個業務系統中比較分散，面臨建設標準不統一以及重復建設等問題，各個業務系統難以做到信息資源的共享，不能滿足整個交通行業資源互操作的應用需求。因此，對交通地理信息共享的研究具有重要的現實意義。

交通地理信息公共服務平臺是為解決交通行業地理信息共享問題而提出的，它能有效地解決交通地理信息應用系統不斷建設中應用資源分散、標準不統一等問題，同時可提高信息資源的更新速度，為“智慧交通”［2］建設打下堅實基礎。本文對交通地理信息公共服務平臺的研究，旨在為建設共享的交通地理信息數據服務及功能服務平臺提供參考。

1 公共服務平臺設計

1.1 平臺定位

交通地理信息公共服務平臺是定位于交通行業應用的地理信息公共服務平臺［3］，是在統一標準、統一交通數據中心的基礎上，提供跨平臺、專業開發要求低的交通地理信息服務及GIS-T［4］功能服務的技術體系。平臺在整個交通地理信息建設中，處于一個承上啟下的關鍵位置，是交通信息化建設的重要基礎設施（如圖1所示）。同時，也是聯接交通數據中心和各類業務運用的橋梁，既能統一規范服務接口和調用模式，并進行強有力的監控和支撐，也能實現交通數據中心與業務系統的松耦合，即業務系統只關心業務本身，并能從數據中心獲取更多的交通信息服務。

圖1 交通地理信息公共服務平臺定位

1.2 數據體系架構

數據是平臺的“血液”，平臺本身不生產數據，但需要根據平臺涉及的數據類型及其應用模式設計體系架構。平臺數據體系構成分別為核心存儲區、交換區、前置交換區、工作區、共享區、發布區，具體流程如圖2所示。

圖2 數據體系架構

前置交換區是與省級地理信息公共服務平臺（天地圖）對接設立的交換區域，其存儲交換的基礎地理信息數據，數據存儲可以是瓦片、矢量，并實現基礎地理信息數據的更新。交換區是交通行業專題數據進入平臺的大門，解決的問題是元數據的交換、目錄的交換、數據更新。平臺數據更新通過前置交換區和交換區匯集到工作區進行數據的ETL處理，然后入庫和更新到核心存儲區中，在核心存取區中數據管理系統可直接進行管理。同時核心存儲區可以提取相關數據，經過工作區的處理，推送到發布區。發布區是用于存儲對外發布的交通數據產品，如自然庫交通專題信息產品，以及各級各部門向平臺申請使用的數據，都將存儲于該區。共享區主要是負責平臺對外發布數據，通過核心存儲區的自動化和流程化處理，形成交通行業版數據和交通公眾版數據。

1.3 平臺總體架構

交通地理信息公共服務平臺設計基于面向服務的架構（SOA），可分為四個層次：支撐層、數據層、服務層、應用層，其總體架構如圖3所示。

支撐層包括網絡硬件環境體系、標準規范體系和安全保障體系三個體系，該體系貫穿整個平臺。

圖3 平臺總體架構

數據層是整個平臺的基礎，交通地理數據經過數據監理入庫后，由交通地理信息管理系統進行統一數據抽取和管理，最終形成行業版交通地理信息數據庫和公眾版交通地理信息數據庫，這兩個數據庫共同構成交通地理信息公共服務平臺的共享數據庫。

交通地理信息公共服務平臺的核心是服務層。服務層將所提供的數據服務和功能服務封裝并發布為Web Server服務，通過服務管理模塊向各組件或業務應用系統提供服務。

應用層是交通行業部門和公眾用戶對平臺使用的集合，包含基于平臺服務建立的各種業務應用系統。

2 平臺關鍵技術

2.1 SOA的平臺架構

面向服務的架構（SOA）使用自治的平臺、獨立的松散耦合且可重用的服務作為基本元素來快速低成本地構建可互操作的可進化的分布式軟件應用，能夠靈活快速地應對業務的頻繁變化［5］。通過SOA開發者可以對不同的服務或功能進行組合以完成一系列的業務邏輯與展現，最終可讓用戶像使用本地桌面業務組件一樣方便地調用服務或功能等各種資源［6］。

交通地理信息公共服務平臺采用面向服務的軟件架構SOA，它將流程邏輯與業務邏輯相分離。業務邏輯作為服務提供，流程邏輯通過將這些服務連接在一起來構成，可以基于各種服務接口實現服務器端聚合和客戶端聚合，在一個開放的、靈活的、可擴展的架構上增強系統的服務能力。

2.2 數據監理

數據監理［7］是對數據按照一定的標準進行檢查與管理，以保證數據的生產滿足國家標準和行業規范。平臺的數據監理可分為前置數據監理和后置數據監理。前置監理主要是對地方采集的公路數據存在重復路段、飛點、長直線、打折、自相交、空間拓撲錯誤及存在屬性未按規范填寫的問題進行監理，然后通過交通專網進行數據錄入。后置監理是通過交通地理信息管理系統進行數據的二次監理，主要任務是對原圖精度檢查、屬性數據的準確性、數據的完整性等方面進行的質量控制。通過數據的前置和后置監理手段，能為平臺底層數據質量提供有力保障。具體數據監理流程如圖4所示。

圖4 數據監理流程圖

2.3 ArcGIS Server的底層服務支撐

ArcGIS Server是一個由多個可以分布于多臺機器的組件構成的分布式系統，它包含一個可共享的GIS軟件對象庫（ArcObjects），能在企業和Web計算框架中建立以服務器為中心、集中式管理并以網絡為核心支持多用戶的GIS應用，擁有制圖、查詢分析和地理編碼的全部功能［8］。

交通地理信息公共服務平臺基于底層ArcGIS Server進行服務發布，ArcGIS Server提供創建和發布REST/SOAP架構風格的Web服務功能?？梢允褂肁rcCatalog發布，或者直接進入ArcGIS Server Manager發布各種服務資源，包括數據、Geometry、Geoprocessing服務等，為平臺的上層應用提供支撐。

2.4 B/S、C/S 的混合開發模式

交通地理信息公共服務平臺是一種松散耦合的異構式環境，各交通部門對于數據交換平臺的訪問一般在政務網或專網內進行，應用請求和服務是一種分布式網絡環境。為保證平臺架構的可伸縮性，以及數據庫和網絡防火墻等方面的安全限制，這種訪問連接和服務部署不能采用傳統的兩層C/S結構模式，而應當采用B/S和C/S相結合的混合模式建設。

這種混合模式是根據不同的部門對空間地理信息應用的特點和網絡的狀況，在客戶端和服務器端進行空間處理功能的分配。這種混合模式將基于常用的Web協議和數據格式，諸如HTTP、JSON來進行信息的交互和傳輸，這樣有助于實現交通行業各級各部門間異構程序和平臺之間的互操作性，從而使存在的應用能夠被廣泛的用戶所訪問。

3 平臺服務模式

交通地理信息公共服務平臺可以在保持服務靈活性和擴展性的前提下，實現交通地理信息數據的整合、管理和網絡化共享的在線服務模式，并與不同部門業務應用系統的數據實現共享與交換，可對各業務系統提供空間數據服務以及功能服務，同時降低使用門檻，以滿足交通業務系統對數據服務和GIS-T功能服務的需求。

無論是弱GIS部門還是強GIS部門，對平臺的使用都可以基于以下四類服務模式：

a）可以直接登入平臺門戶網站進行相關操作，如公交查詢、地圖標會、全文檢索查詢、數據統計展示等；

b）在交通行業已經存在的C/S架構業務系統中，通過開通底層數據訪問權限，對空間數據引擎接口進行對接；對于B/S架構的系統，除使用上述對底層數據庫的訪問外，還可通過遵循相同的服務接口標準，與平臺實現對接；

c）可以將第三方服務注冊到平臺中，服務可以包括數據服務和業務開發中的平臺沒有的功能服務接口，注冊進來的服務經過管理員審核和入庫后，可以供其他業務系統開發調用；

d）能通過平臺提供的數據服務和GIS-T功能服務接口，進行快速二次開發，搭建自己的業務系統。

4 結語

隨著交通信息化建設的不斷發展，交通地理信息共享的問題已經成為信息化建設部門關注的焦點。本文根據交通地理信息公共服務平臺在交通地理信息建設中的定位，設計了平臺的數據交換體系和總體架構體系，同時對平臺建設中的關鍵技術和服務模式進行闡述和探討。隨著各省交通云計算平臺的建設，如何把交通地理信息公共服務平臺融入到交通云計算平臺是下一步研究的重點。本文的研究旨在為建設共享的交通地理信息數據服務及功能服務平臺提供參考。

［1］肖蘇勇，吳俐民，劉文軍.基于云計算的地理信息公共服務平臺應用與研究［J］.測繪通報，2012，（9）：78-80.

［2］邢帆.智慧交通：一場智力的革命［J］.中國信息化，2011，（15）：22-23.

［3］李峰丞，李蕊，黃鴻，等.南昌市地理信息公共服務平臺建設［J］.工程勘察，2012，（9）：78-82.

［4］郭鵬，孫艷玲，馬壽峰，等.GIS-T中交通事件的動態表達［J］.公路交通科技，2011，（28）：119-124.

［5］朱志良，苑海濤，宋杰，等.SOA與云計算：競爭還是融合［J］.計算機科學，2011，（38）：6-11.

［6］陳少雄，盧尚龍，丁健勛.數據監理在基礎信息系統數據入庫中的應用［J］.地理空間信息，2008，（6）：32-34.

［7］黃厚，夏蘭芳.SOA架構在城市地理信息公共服務平臺建設中的應用研究［J］.上海地質，2010，（2）：26-29.

［8］吳功和，叢明日.基于ArcGIS Server的分布式GIS應用［J］.測繪科學與技術學報，2006，（23）：52-55.