“數字日照”地理空間框架公共服務平臺構想與實現

李蕊，邵進達，李峰丞，姚蒙蒙

(南京工業大學，江蘇南京 210009)

1 引言

隨著政府管理決策科學化、國家經濟與社會發展信息化以及和諧社會建設的不斷推進，各級政府部門和社會公眾對權威、可靠的地理信息服務的需求與日俱增，迫切要求實現多尺度、多類型地理信息資源的綜合利用與在線服務。

“數字日照”地理空間框架公共服務平臺的總體建設目標是:充分利用現代信息技術，特別是計算機技術、網絡通信技術、GIS/RS/GPS(簡稱“3S”)技術、系統集成技術和信息安全技術，整合已有的基礎地理信息數據庫，實現以基礎地理信息數據的管理、應用與分發共享為主要目標，互通、高效、集成、一體的公共服務平臺。加快日照市城市信息管理與服務工作的信息化進程，為以后業務流程的整合奠定基礎，提升管理能力，降低管理成本，增強信息利用率以及更新速度，實現各類信息的資源共享，為政府各部門數字化、信息化建設提供統一的基礎地理數據，促進了地理信息的共建互享，避免各部門重復投資建設，為政府領導科學決策提供強有力的技術支撐。

2 總體框架

數字日照地理空間框架公共服務平臺的總體架構，如圖1所示。

圖1 “數字日照”總體框架

數字日照地理空間框架公共服務平臺作為一種分布式的服務提供形式，其目的是使分布在網絡上的不同地理位置和不同平臺的用戶可以獲得服務。平臺總體結構主要由網絡層、數據層、服務層、應用層四個部分組成。

網絡層是公共服務平臺的載體，依托國家電子政務內網、互聯網、國土資源內部網和現有的基礎設施軟硬件環境建設。包括網絡系統、服務器集群系統、存儲備份系統等物理環境以及專用計算機機房環境等。

數據層是指通過服務層提供給應用層的地理信息數據庫內容，是面向地理信息網絡化服務需求，依據統一技術標準和規范而構建的一體化地理信息資源體系。

服務層是根據多數用戶對地理信息應用的共性需求而設計實現的系列標準服務接口以及在此基礎上建立的在線服務系統和運維管理系統。通過在線服務系統向應用層提供所需的各種應用服務，如數據服務、處理服務、表現服務、目錄服務、信息交換服務、業務訪問、業務集成、安全可信和可管理等通用性的服務。

應用層面向平臺服務的對象——政府、企業、公眾。應用層構造了各種電子政務應用，是電子政務系統中面向最終用戶的層面。

3 系統設計思想與關鍵技術

3.1 設計思想

為了實現平臺的跨部門、跨行政等級、跨網絡、跨平臺的數據共享以及高可用、高服務聚合的功能服務目標，平臺圍繞著高穩定性、高容錯性、易維護、易擴展的特點進行設計，其基本思想如下。

(1)框架為基，業務為主

首先通過指定數據規范、實施規范、技術規范對平臺設計思想進行定位，由此搭建設計框架，通過模塊化進行業務開發，并最終集成平臺的最終成果，如圖2所示。

(2)共享數據庫建設

共享數據庫的建設是建立在對所采集數據分析、加工的基礎之上，提取出能夠滿足平臺服務需求的數據并建立數據庫，結合三庫聯動更新的設計思路進行設計，用戶在使用的時候，只需要更新基礎地形，即可聯動更新政務版框架數據庫和公眾版框架數據庫。

(3)緊密集成、共享框架

在平臺的設計中包含有多種服務，它們圍繞著平臺設計的核心框架相輔相成。這樣可以統一管理，避免重復建設，節約數據建設和系統開發成本;能夠對現有系統資源、數據資源進行梳理和深入分析，促進數據標準規范的建設;通過集約化管理，有助于消除不同系統之間的信息孤島;通過理順信息資源共享交換機制，優化資源配置、提高科學管理和服務能力;在不同的系統間進行充分共享，可以豐富業務系統的內容。

圖2 平臺設計思想框架

3.2 關鍵技術

(1)靈活的資源編目技術

在地理信息公共服務平臺的建設初期，數據資源相對匱乏，為了盡可能去適應不同部門和行業的個性的編目方式，這就迫切需要提供一種靈活的編目方式，來解決將來數據資源豐富以及不同部門編目的個性化需求。

靈活編目技術的設計模式，以樹形結構來組織資源目錄樹，同時將資源目錄和服務目錄區分開來，通過資源目錄同服務中圖層建立對照關系的模式來完善資源目錄樹中的圖層樹節點。

(2)一體化框架設計

先進的設計思想是保證整個平臺順利開發的前提，需要有一種設計思想不僅能夠讓開發工作有條不紊的進行，還需要使后期的維護工作明確化、流程清晰化。

系統采用多層式企業應用構架，最底層為數據層，數據層又分GIS數據和業務數據，GIS引擎連接GIS數據庫后裝數據返回給服務層，業務數據則通過數據訪問組件返回給服務層。服務層分為兩部分，一部分為服務器框架，服務器框架管理所有的服務邏輯組件，另一部分為服務，它封裝了所有的服務單元。應用框架層與服務層之間通過SOAP協調通訊，服務層所有數據將通過接口通道返回給應用框架，應用框架層內的所有組件不直接連接服務層接口，而是通過框架數據管理部件統一管理。所有的應用層組件最后以配置的形成組裝成前端可見的應用。

這種框架的優勢主要體現在分離開發人員的關注、無損替換、降低了系統間的依賴和復用等方面。

(3)分層分塊開發技術

平臺采用的一體化框架式設計的開發理念，擯棄傳統的C/S技術，采用更加便捷、表現力豐富的B/S技術，通過服務框架和應用框架兩條主線來構建整個平臺。一方面，服務端應用開發工程師可以把開發完成的應用服務丟入到服務框架輕松實現對平臺服務的擴展;另一方面，客戶端應用開發工程師使用簡便的配置和開發，對應用框架進行擴展，快速實現客戶端應用系統的搭建。在日照市地理信息公共服務平臺采用分層分塊的軟件技術。

分層分塊技術可以將分布在各處的資源綜合利用，而這種利用對用戶而言是透明的。還可以將負載由單個節點轉移到多個，從而提高效率。分層分塊技術可以避免由于單個節點開發失效而使整個系統崩潰的危險。應用開發工程師只需要關注應用服務的開發，界面工程師只需要關注界面的設計與實現，他們只需要將自己設計的成果搭建到開發的框架當中進行組合。

(4)可插拔式組件化設計

日照市地理信息共享服務平臺建設是一個長期的過程，需求的改變必然會導致軟件流程實現的改變，為了延長軟件產品的生命周期，在避免修改軟件程序主體且保持記好擴展性的前提下，通過一體化框架下的插拔式組件設計保證軟件實現隨需求改變。

(5)可定制的界面擴展引擎技術

可定制的界面擴展引擎采用Ajax和組件化技術，配置精心設計的界面供用戶進行選擇，隨意添加用戶所需要的組件，使界面更加人性化。

可定制的界面擴展引擎技術的優勢，不同的用戶有不同的關注點，可定制的界面擴展引擎可以根據用戶的需求定制用戶所喜歡的界面，滿足用戶的不同品位。

(6)B/S拖拽配置技術

基于B/S的拖拽技術目前處在領先水平，拖拽技術運用了Ajax技術，經過人性化的配置，用戶不必再手動配置權限，只需要在服務資源目錄中選取需要配置的模塊拖放到所需要的用戶類中。便于管理員的運行和維護，節省了操作和運行時間，設計更加人性化。而且可以通過資源目錄管理對需要的地理信息資源進行靈活編目，根據不同用戶分配不同的資源目錄樹。

4 系統平臺成果

系統平臺的成果包含有數據庫管理系統、公共服務平臺以及天地圖日照。

4.1 框架數據庫管理系統

框架數據庫管理系統采用C/S架構，實現平臺相關數據的一體化管理，主要涉及的數據種類包括:矢量框架數據、影像數據、高程數據、公共專題信息、元數據等。框架數據庫管理系統包括七個功能模塊:數據更新入庫、數據管理維護、元數據管理、GIS應用管理、地圖切片管理、安全維護管理、系統配置模塊。框架數據管理系統主要實現了對公共服務平臺空間地理數據進行集中和一體化管理;在制定的元數據標準基礎上，實現對核心元數據與相應空間數據的更新維護;對地圖進行切片與緩存、GIS數據與圖片庫的聯動增量更新、切片局部更新等功能;提供數據入庫的檢查、建立、維護、更新等功能，包括電子地圖入庫，地理實體入庫，地名地址入庫;提供對地名數據、高程數據、影像數據、公共專題信息的疊加管理功能。

4.2 政務版公共服務平臺

數字日照地理空間框架公共服務平臺基于SOA思想，采用“一體化框架+插件”多層式企業軟件架構開發實現，遵循國際OGC、國家公共平臺、數字城市、電子政務等相關標準，提供數據的共享交換，跨部門、跨行政等級、跨網絡、跨平臺的服務共享以及簡單易用的二次開發接口，具有各組成模塊可插拔，界面風格可配置，數據交換個性化，服務定制個性化，運維管理可分層分級等特點。主要功能模塊有展示中心、我的空間、數據中心、服務中心和運維中心。

4.3 天地圖日照網站

天地圖日照網站通過調用平臺提供的各種面向服務架構(SOA)的數據接口服務及功能接口服務，結合自身應用需要，面向社會大眾，提供一整套方便大眾日常生活的平臺。網站實現了分類查詢、二維地圖瀏覽、三維地圖瀏覽、信息查詢、公交查詢、公交換乘、在線標注、路徑分析等功能，此外網站還提供一整套為社會企業調用的API。

5 結語

數字日照地理空間框架建設具體由日照市國土資源局承辦，建設內容主要包括基礎數據體系、服務管理體系、運維環境體系和典型應用示范體系等部門，建設成果主要用于市政府各部門決策與公共服務。同時，作為“數字中國”“數字山東”地理框架的組成部門，納入國家、省級基礎地理信息系統，實現工程成果三級共享。

據悉，數字日照地理空間框架公共服務平臺目前在國土、公安、應急、旅游、衛生、數字城管等領域得到初步應用，并取得良好的運行效果和效益。

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