礦區基礎地理信息服務平臺的構建與應用

李太啟 孫尚宇 王崇倡 高榮久

(1.安徽省皖北煤電集團有限責任公司，安徽 宿州 234011；2.遼寧工程技術大學礦業學院，遼寧 阜新 123000；3.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山063012)

礦區基礎地理信息服務平臺的構建與應用

李太啟1孫尚宇2王崇倡2高榮久3

(1.安徽省皖北煤電集團有限責任公司，安徽 宿州 234011；2.遼寧工程技術大學礦業學院，遼寧 阜新 123000；3.中煤科工集團唐山研究院有限公司，河北 唐山063012)

主要論述了建設礦區基礎地理信息服務平臺的目的和意義，給出了服務平臺的數據內容與服務模式，對平臺基礎地理空間數據的發現、獲取、調用方法做了詳細的介紹，并以礦區土地復墾規劃信息管理系統作為應用案例展示服務平臺在數據集成、發布、共享等方面的優勢。

礦區 地理信息 公共服務平臺 數據共享 架構設計

礦區各種比例尺地形地貌數據、遙感影像數據、采礦工程設計、土地復墾等地理空間數據在煤礦日常生產、管理、規劃等方面發揮了巨大的作用。通常一個礦區下轄多個煤礦，每一個煤礦都有一整套的地理信息資料，并隨著采礦生產逐年增加，這些地理信息資料種類繁多、數量巨大、管理分散、查詢繁瑣、歸檔困難，給管理部門查詢、保管、使用、共享、交換信息帶來了巨大的障礙[1-3]。此外傳統的煤礦日常生產、管理、規劃資料管理基于紙質資料和電子表格，而這些資料都常常涉及到特定的地理位置，因此如果能夠在一張地圖上管理所有的資料，集成各種各樣的與煤礦日常生產、管理、規劃相關聯的數據，就能夠很大程度上解決存在的問題。因此整合地理信息資源，建設一個能夠集中存儲、管理、發布、共享煤礦各種地理空間數據的信息化平臺勢在必行。

1 礦區基礎地理信息數據庫的內容

礦區基礎地理信息數據庫應該包括礦區范圍內的多種尺度的基礎地理信息數據和與采礦相關的工程數據以及礦區社會經濟文化數據等，以井工開采煤礦礦區為例，基礎地理信息庫的主要數據內容如表1所示。

2 礦區基礎地理信息服務平臺的架構

地理信息服務平臺將地理空間數據與資源抽象為服務，通過采用一定的網絡協議、數據交換格式、采用公布服務接口的形式發布在網絡上，供客戶端用戶隨時調用，并且能夠通過服務的mash-up(聚合)將多種數據疊加在一起提供更豐富的信息[4-5]。礦區基礎地理信息服務平臺是一種基于網絡的服務系統，其總體結構如圖1所示。

地理信息服務平臺是礦區組織內部共享和獲取基礎地理信息與專題數據的一站式平臺，它集成了服務數據的發布、檢索、獲取、應用等功能。為了應付復雜的部署環境和使用環境，采用多臺服務器構建集群的方式部署地理信息服務平臺的軟件系統，地理信息服務平臺由數據服務器、GIS服務器、應用服務器組成[6-7]。數據服務器用于部署關系型數據庫與以文件格式存儲的各種類型的數據，如電子表格、掃描件等；GIS服務器通常由若干臺服務器構成，主要包括服務器對象管理器、服務器對象容器、運維系統等組件；應用服務器主要用于部署Web服務器、應用系統。平臺邏輯結構如圖2所示。

表1 基礎地理信息庫的主要數據內容一覽

圖1 體系結構

圖2 平臺邏輯結構

3 服務模式與數據訪問方法

地理信息服務平臺對外的服務模式主要包含2種，一種是基于門戶站點的服務聚合；另一種是基于服務的應用系統。Web服務以XML語言通過WSDL(Web服務描述語言)描述并且向UDDI(通用描述、發現與集成)進行注冊，采用服務聚合模式可以降低服務調用端獲取地理信息服務的復雜度，在一個集中的環境下瀏覽各種地理信息服務的元數據信息。由于Web服務具有開放的編程接口，因此可以通過編程的方式在客戶端系統中調用地理信息服務平臺發布的數據服務[8]。

3.1 服務發現方法

地理信息服務平臺的服務以服務目錄的形式公開，通過組合服務器名稱、實例名稱、文件夾等參數構建一個可以訪問平臺服務目錄的URI，定義格式如下[5]：

http:∥{server name}/{instance name}/rest/services/{folder}

具體實現為通過向Web服務器提交URI地址，服務平臺會以HTTP、XML或JSON格式返回響應結果，返回結果中包含了服務平臺版本、文件夾、目錄結構等元數據信息。

3.2 服務API調用方法

由于服務平臺上所有的資源和對資源的操作都被抽象為URI地址，因此，如何構建REST的URI地址、提交請求、接收響應、解析和使用響應構成了整個服務API調用的全部內容。

(1)構建請求URL。URL由服務的端點加參數構成。請求方法定義如下：

http:∥{server name}/{instance name}/rest/services/{folder name}/{service name}/{service type}/{operation}?{parameter1}={some values}¶meter2={some values}

(2)提交URL請求到服務平臺。提交請求的方式有多種，最簡單的方式是將URL發送到瀏覽的地址欄，也可通過編程的方式發送。

(3)接收服務平臺的響應。服務平臺的響應分為同步和異步2種方式，異步服務提交請求后無需用戶等待，接收到響應后由系統調用回調函數對結果進行處理。

(4)解析和使用響應。

4 應用案例

礦區基礎地理信息服務平臺承載了基礎地理信息數據、礦區專題數據并以服務的方式將資源發布到組織內部的網絡上供客戶端發現、獲取和使用。以地理信息服務的方式共享礦區基礎地理信息和專題信息打破了以往以單機數據部署、重復投資、無法協作的缺陷，為數據共享提供了解決方案。

利用服務平臺提供的服務，采用調用服務提供的編程接口的方式開發了某礦區土地復墾規劃信息系統，為礦區征遷管理部門掌握全礦區土地復墾、村莊搬遷、河堤修復以及復墾規劃信息提供了強有力的輔助。系統集成了土地復墾現狀數據、煤層開采結題數據、復墾規劃數據、沉陷預測數據以及統計數據、復墾工程協議等文件，經過統一的處理、入庫，并發布到地理信息服務平臺上供系統調用。

該系統基于B/S(瀏覽器/服務器)模式開發，客戶端無需部署，能夠適應分布式環境下的應用，客戶端計算機只需打開瀏覽器就能登陸系統。系統實現了地圖瀏覽、地圖切換、量測、要素識別、查詢、圖層管理、打印等基礎GIS工具，同時還實現了針對復墾數據的專業查詢工具和報表輸出功能，系統功能界面如圖3、圖4所示。

圖3 基本功能與界面

圖4 信息提取功能

5 結 論

本研究著眼于在礦區組織內部共享基礎地理信息數據、專題數據，通過提出建設礦區基礎地理空間框架這一存儲、發布數據的基礎平臺，使得分散著的與煤礦生產相關的多種信息有效地集成在一起，使得在網絡上簡單快捷地發現、獲取、使用基礎地理信息和專題信息成為現實，消除了部門之間產生的信息孤島。同時基于公共服務平臺發布的服務，針對礦區土地復墾的實際業務需求開發了土地復墾規劃信息管理系統，集成了來自于服務平臺豐富的數據，解決了礦區土地復墾實際工作過程中資料管理、輔助決策的問題，提升了部門信息化管理水平。依此類推，礦區的土地、房產、規劃及生產部門都可以在此平臺基礎上，快速搭建基于地圖平臺的各種應用系統，從而提升礦區地理信息的共享應用，具有重要的推廣應用價值。

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(責任編輯 石海林)

Construction and Application of Service Platform for Basic Geographic Information in Mining Area

Li Taiqi1Sun Shangyu2Wang Chongchang2Gao Rongjiu3

(1.WanbeiCoal-electricityGroupCo.，Ltd.，Suzhou234011，China;2.CollegeofMiningEngineering,LiaoningTechnicaluniversity，Fuxin，Liaoning123000,China; 3.TangshanResearchInstitute，ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupCorp，Tangshan063012，China)

The purpose and significance of the service platform for basic geographic information in mining area are mainly discussed，and the data content and service mode of the service platform are given.A detailed introduction to discovery，acquisition，calling method of basic geography spatial data for the platform is made.Then，its advantages of data integration，publishing，sharing are shown with the mine land reclamation planning information management system as a case.

Mining area，Geographic information，Public service platform，Data sharing，Architecture design

2015-02-04

李太啟(1964—)，男，高級工程師，碩士。

TD88，TD178

A

1001-1250(2015)-04-246-04