基于Portal的地理信息門戶發展與應用

奚 萌 劉 洋 姜曉爽 楊 超

（1.山東正元數字城市建設有限公司，山東 煙臺264670；2.易智瑞（中國）信息技術有限公司，北京100028；3.中國人民大學公共管理學院，北京100872）

1 引言

當前是一個社會快速發展和科學日益革新的時代，數據和信息的獲取能力、速度和總量得到了空前的提高和巨大的飛躍。為了能科學、高效地存儲、管理、檢索、操作、分析和應用這些數據和信息，社會各個部門依據自身的需求發展了諸多的信息系統、業務平臺和服務窗口。一直以來，這些系統極大地促進了社會各部門的進步與發展并在日常生活中發揮著重要的作用。然而，伴隨著經濟、社會全球化的發展和互聯網、物聯網、信息技術時代的到來，社會各部門已有與將要建設的系統平臺的不足將越發突顯。社會各部門對已有系統平臺的相互訪問、操作、數據與信息共享的需求愈加強烈，但已有的系統平臺在建設之初存在很大差異，人們不得不登錄不同的系統來獲取所需的信息。而新建設的系統平臺也難免會出現不兼容和系統功能重復等問題，最終造成信息孤島與系統臃腫，嚴重制約了基礎設施信息化建設和社會發展進程。

約85%的信息與地理空間位置相關，地理空間信息是社會發展的最基礎信息之一，其重要性體現在日常生活的各個方面，普通人群對其需要也日益強烈。然而，對于擁有地理數據、信息的政府、企業、科研單位等的少數主要部門，其所有的數據和信息幾乎也是相互孤立的。即便對于單一部門，因其內部存在不同的系統、平臺和服務，數據和信息的共享程度依然非常有限。

為了滿足數據共享和信息傳遞的需求，可由兩個方向入手。一種方式是建設一個統一的系統平臺替換已有的應用，但這一設想是不切實際的；另一種方式是提供一個科學高效的信息門戶，整合需要系統業務到一起，最大程度上實現數據和信息的共享。Portal技術提供了一種高級別的集成環境，能有效地改善這些情況。本文正是以此為出發點，研究了基于Portal的地理信息門戶發展與應用，以期推動地理信息產業的持續進步。

2 Portal理論技術基礎

2.1 Portal概述

Portal一詞首次出現在Merrill Lynch 1998年的一份報告中。企業信息門戶是一個個性化的信息窗口，可以高效地整合企業內部資源和外部信息，從而為企業戰略發展提供發展科學依據和決策支持［1］。此后，Portal出現了很多表達。包括：高度集成化的桌面環境；集中的商業環境、電子市場；信息社區等。可統稱為一種高級別的集成環境。

Portal指的是基于Web的應用程序，一般包括單一登錄、提供個性化設置、提供持續的服務、信息安全保障、可以整合不同來源信息資源等功能，并能將這些功能和信息呈現在網絡平臺上［2］。平臺能依據相關使用人員的權限級別做出最恰當有效的響應，使之高效地獲得對應的信息。Portal注重各部分銜接和整體效率，堅持用戶中心原則，通過各個部分的統一集成界面實現信息的整體化訪問、無縫傳遞、跨總部門工作的高級別集成環境［3］。

Portlet是一種基于 Web組件的Java技術，通過Portlet Container進行管理［4］。作為Portal的界面可視化組件，Portlet處理請求并動態返回結果。一方面，Portlet遵循 MVC原則設計，是完整的應用程序，可以由一個或多個Portlet復合構成。Portlet一般是一個Java類并且與平臺無關，編譯后可以動態加載在 Web服務器上運行。Portlet都是完全相互獨立的，因其開發、部署、管理和顯示不受其他Portlet的影響，所以其功能也是獨立的［5］。借助Portlet這種獨立性與功能性，Portal的使用人中能夠方便實現個性化設置，充分提高信息檢索與操作的效率。另一方面，Portlet是使用人員Portal頁面中可見的活動組件，每個Portlet占據Portal窗口的一部分并能根據需要顯示特定信息［6］。但是，Portlet不能獨立存在，它必須在Portal的基本架構上檢索使用人員的信息、響應窗口和操作事件并與其他Portlet進行通信互動。

2.2 Portal的關鍵技術

Portal不是單一的技術應用，而是一種服務、功能的復合系統。在分布式網絡環境下，為不同的使用人員提供單一的入口訪問，實現不同信息節點的高級別集成［7］。其主要技術特點包括以下幾個方面。

單次登錄，統一訪問。所有使用人員可以經PC端、移動終端等不同設備登錄，并且這其中不會有任何差別；所有使用人員的用戶信息只保存在身份認證中心，以身份認證中心為基礎，各部分系統到認證中心驗證用戶登錄信息登錄之后，使用人員能夠訪問與其權限級別相對應的各部分所有結構化、非結構化資源、信息和服務。

提供個性化設置。使用人員可以根據自身喜好和需求決定網站的布局、內容、樣式、控制圖標、風格等。門戶網頁針對不同使用人員的個性化設置，幫助其創建方便的工作環境，進而幫助使用人員快速獲取所需信息資源。這種個性化有利于提高使用人員的滿意度、工作效率和數據信息資源的集成程度。

提供持續的服務。支持不同終端設備協同工作，使用人員可以隨時隨地獲取服務。

信息安全保障。可以部屬在使用單位的安全防火墻之后，也可以部署在私有的、托管給其他運行平臺環境之中。

整合不同來源信息資源。Portlet是基于XML進行構建的。源于Web半結構化的標記語言XML（Extensible Markup Language）可以從根本上解決應用系統間信息交換的問題。XML將數據內容和其表達形式分離。結構和非結構化的各種數據源，統一用XML格式呈現給使用人員，最終實現了不同來源信息資源的完全整合。

3 Portal for ArcGIS平臺

步入服務地理信息系統時代，地理信息共享多以網絡為基礎，通過地理信息服務的形式實現。隨著國家空間基礎設施的提出、建設和實施以來，目前許多地理信息資源存在于社會各個部門，但這些分布在空間以及網絡上的各種服務資源未能夠得到及時有效的集成和管理，進而造成了“我們被數據淹沒，卻仍找不到信息”的困境。為了更好地實現地理信息的GIS資源快速整合、GIS應用快速搭建、資源協同共享以及在線智能制圖功能，基于Portal的地理信息門戶應運而生。著名GIS廠商ESRI公司于2004年提出了GIS Portal的概念，幾經發展，Portal for ArcGIS產品日臻成熟。

3.1 Portal for ArcGIS平臺的內容

Portal for ArcGIS是一款私有的、可協同的地理空間內容管理系統。它集地圖、程序、群組、服務以及資源于一身。它為組織機構提供了一個平臺，組織人員按照不同分工，可以使用它進行資源的集中組織管理、并且在部門間實現資源靈活共享，通過web地圖實現在一張圖上的協同辦公，進行資源的高效搜索，輔助領導科學決策。

可以說，Portal for ArcGIS開啟了企業內部GIS應用的新模式，提供了一個直觀的即用型工作空間。在不打破原有業務系統運行的情況下，它為企業提供了一個統一的多部門協同工作的平臺，將全部的流通信息都整合在一個平臺中。使用人員可以創建組并邀請組織內其他用戶參與到興趣相同的項目中來。組分為私有組或公共組，組成員可以迅速高效的與其他人員共享地圖、數據以及其他信息，極大地方便了部門間進行協同工作，提高了工作效率。同時數據仍由本部門管理，所要做的只是簡單的把專題結果以服務方式注冊到Portal平臺上再一鍵式的共享出去，分享范圍以及分享方式都由本部門決定。Portal for ArcGIS同時是一個應用開發支撐平臺，為使用人員提供了包括：即拿即用的地圖服務與GIS工具服務；“一鍵式”在線創建 Web應用；豐富、強大、開放的APIs，能夠構建各種應用程序并實現業務數據整合。

Portal for ArcGIS又是資源管理平臺。提供了完善的資源管理方案。以便于使用人員管理組織內部龐大繁多的地理資源。使用人員可以將自己的成果按照不同分類保存進相應的目錄當中，并能設定資源標簽方便搜索和定位。

3.2 Portal for ArcGIS平臺的功能

發布、管理及共享內容。使用人員可通過Portal for ArcGIS上傳地圖、服務和應用程序等多種形式的資源，包括地圖服務、影像服務、要素服務、數據文件、移動工程、web map、application、KML服務、OGC服務等。

管理群組。Portal for ArcGIS支持以組的形式來組織、管理使用人員，方便使用人員對內容進行有效的分享和管理。管理人員既可以定向地邀請特定使用人員加入該組，也可以審批其他使用人員要求加入該組的請求。單個使用人員可以創建多個群組，也可以是多個群組的成員，加入別組的申請一旦被批準，就可使用該組成員共享的成果。使用在線資源時，可添加對資源的評論，給予評級。

定制組織主頁。針對Portal for ArcGIS訂閱賬戶，允許企業使用人員定制企業的主頁，包括設置主頁的界面風格，企業名稱、描述、logo等基本信息，和內部分組設置，地圖內容顯示等動態內容的設置，還包括系統安全性條件等系統參數的設置，讓企業可以快速定制出有自己獨特風格的主頁。

使用Web制圖。作為Mashup技術在GIS方面的典型應用，用戶可在Portal for ArcGIS上搜索、發布、疊加各類專題地圖，使用ArcGIS Explorer Online或Arc GIS JavaScript Viewer瀏覽、切換底圖，搜索其他網絡共享資源進行專題圖的疊加。特別在ArcGIS Explorer Online上還可進行地圖的簡單繪制、分析等。

托管服務。Portal for ArcGIS通過和組織中ArcGIS for Server的集成，為組織用戶提供了服務托管的功能。由組織的管理員搭建好ArcGIS for Server并與Portal for ArcGIS集成后，用戶就可以通過加載或者拖拽自己的地理數據至Portal for ArcGIS當中并直接發布為GIS服務，而且用戶還能對這些服務進行管理和共享。

Portal for ArcGIS還實現了與Esri Map for Office的集成。Esri Map for Office是Esri為微軟Office辦公套件制作的一個專業地圖制作插件，目前可以在Excel與Power Point中使用。通過這個插件，可以將Excel中包含地理信息的表格進行地理可視化，使數據能夠在地理底圖中標注出來并發布為GIS服務。而Power Point則能讀取這些GIS服務，并在演示中使用。

ArcGIS Explorer Online是Portal for Arc-GIS的資源瀏覽器，也是一個運行在瀏覽器中的免費的應用程序，使用 Microsoft Silverlight構建，因此需要安裝Microsoft Silverlight Runtime插件才能運行。使用ArcGIS Explorer Online，使用人員只要一個瀏覽器就可以高效地制作和展示地圖，如打開地圖添加用戶關注的內容，實現在線導航，通過地圖找到問題的答案，共享地圖等等。使用人員還可以利用Portal for ArcGIS的資源，讓公眾和其它用戶群組可以搜索和整合網絡上的各類地圖服務。

使用Portal for ArcGIS，可以對使用人員單位的地理信息資源進行管理；訪問ArcGIS Online提供的地理底圖、GIS工具和分析服務；在線創建地圖、Web應用；可以在使用人員單位內外部，分享地圖和 Web應用；將本地、現有的Arc-GIS for Server服務注冊進來進行管理；基于群組實現日常工作的協同辦公。

4 應用案例分析

以某省水利廳新的信息共享模式為例，介紹Portal for ArcGIS的行業應用。

當前，該部門有越來越多的水利信息需要進行協同管理、分析及共享。而傳統的共享平臺只是一個技術平臺，系統的運行主要依賴管理人員。其他相關人員期望一個全新的工作模式，以實現現有水利信息共享方式的拓展和擴充。包括：系統內容是由各使用人員主導生成；實現“多對多”的聯系形式，促進各方（人、部門）、人與部門之間的交換與協同；創新數據重組，豐富的水利應用成果。根據水利廳的期望和業務需求，基于Portal的水利平臺的核心架構應該包括三大中心，分別是“資源中心”、“共享中心”和“應用中心”，如圖1所示。

其中資源中心實現了四大基本功能。成果展示，方便在線瀏覽各來源水利資源和數據分析成果；托管服務，使業務操作更加簡單方便，大大減少對系統管理人員的依賴，上傳、發布可自助實現；管理操作，設置了組別權限，責任到人，資源信息不僅有安全保障而且能靈活共享、協同利用；存儲檢索，可快速存放、搜索水利相關的所有信息資源。

共享中心可以無縫集成所有水利信息資源，包括地理時空數據、文本、圖片、聲音、多媒體信息、應用程序、其他相關類型資源等，支持并發操作和多對多的共享交換模式。

應用中心包括四種基本應用。智能地圖，實現了所見、所得、重組分析、保存共享的各個環節；行業支撐，提供了水利行業常見的信息訪問途徑-桌面、瀏覽器、移動終端等；基礎模板，系統已存在大量案例模板，實現了零修改的快速應用和服務發布；辦公集成，與常用辦公軟件如Excel、PPT集成，方便日常業務處理和分析。

隨著Portal水利平臺的投入使用，該信息中心有力地整合了各種水利地理信息，打破了原來各系統、流程和部門之間的障礙，參與其中的行業機構和人員都獲益匪淺。這不僅使得共享和協同更加高效和實際，而且把水利地理信息轉換成了產品，降低技術門檻，實現了隨時、隨地、不限終端設備的操作，擴展了行業應用和發展前景。

5 結論

地理信息產業是戰略性新興產業，在國家經濟社會發展中的作用日益顯現。盡管地理信息系統相關學科已取得了長足的進步，然而領域內外仍存在基礎數據源獲取能力不強，信息共享程度低，地理信息服務不能有效利用等問題。因此，構建一個地理信息數據獲取、處理、共性技術開發共享服務和提供地理信息的平臺迫在眉睫。基于Portal地理信息門戶可有效解決當前社會各部門在空間數據共享和信息傳遞的過程中相關問題，促進了地理信息服務的發展。Portal for ArcGIS產品應運而生，并且其內容和功能日益完善、成熟，代表著當前地理信息服務的發展方向，為實現分布式的結構和非結構化地理空間信息資源的無縫高效集成、分析、應用、服務提供了范例和重要參考，推動地理信息產業的持續進步和發展。