政務地理空間大數據共享平臺研究與實踐

李繼領

(蘇州云聯智慧信息技術應用有限公司,江蘇 蘇州 215000)

0 引言

近年來,很多城市搭建了數字城市地理空間框架,并進行了不斷優化完善,實現了對轄區基礎地理數據的有效管理和更新。 但在智慧城市的建設過程中,由于歷史建設基礎不一、業務管理、保密安全等限制性要求,住建、規劃、國土等重要空間數據消費和貢獻的部門很難數據互通,缺乏綜合性基礎時空數據如房屋、土地權屬等;且目前各類數據的質量、標準以及時效性不同[1]。

為此,建設政務地理空間大數據共享平臺,可以為城市各委辦局智慧城市工作的銜接、智慧城市的建設提供時空信息服務支撐[2]。

1 業務分析

基于OGC 規范的政務地理空間大數據共享主要包括數據處理、數據服務發布、引擎建立、資源共享、數據調用幾個方面。 在引擎建立過程中,最主要的工作是將GIS 圖層目錄掛載到共享交換平臺,使GIS 引擎能夠和共享交換平臺相互交聯,而資源共享過程則需要執行基于共享交換平臺申請GIS 資源的任務。 更加詳細地描述共享數據流程,具體流程如圖1 所示。

圖1 平臺業務流程

在政務地理空間大數據共享過程中,參與者包括區各委辦局和區信息中心。 區各委辦局承擔平臺中數據提供者和數據需求者兩個角色,區信息中心則只作為數據發布者而出現在平臺之中。

本平臺在參與者之間負責數據信息的收集和發布工作,其業務流程可進一步劃分為3 個階段:首先,各委辦局對持有的矢量數據、柵格數據及文本數據等提供給區信息中心。 其次,由區信息中心統一進行處理并發布成符合OGC 規范的服務要求,區信息中心通過平臺對地理空間數據進行服務封裝,并與共享交換平臺對接進行目錄掛載。 最后,各委辦局通過共享交換平臺進行服務搜索、查詢、預覽、申請及調用經審批通過的服務。

以上流程統一構成了本平臺的全部設計目標。 在這些流程的協作之下,本平臺得以承擔連接各參與者、使之完成各自使命的任務。

2 總體框架

本平臺建設的主要目的在于匯集各單位空間數據資源,進行統一的管理和發布,為所需部門提供集中式的服務入口,提高部門之間數據共享程度。

從結構上描述,本平臺采用的是多層架構,其中自底向上包括基礎設施層、數據層、平臺服務層、應用層四大部分[3](見圖2)。 每層根據不同定位而承擔不同的任務,下層結構為上層結構提供服務,且僅在相鄰層之間進行交互不存在跨層的信息交流,這種結構能夠增加平臺的擴展性,降低層與層之間的耦合度,安全性高且有利于標準化和各層邏輯的復用,便于在將來進行以層為單元的升級迭代工作。 以下分別對本平臺的4 個層次進行描述:

圖2 平臺系統框

(1)平臺的基礎設施層主要負責提供平臺的網絡基礎服務,由平臺所依賴的網絡結構組成,其中還包括網絡硬件設備。 基礎設施層需要在具體部署過程中根據客戶網絡環境進行選擇,如采用政務外網作為平臺使用網絡環境。

(2)數據層類似于常見的持久層是真實數據的物理保存位置,其中的數據囊括對接到本平臺的各部門空間地理信息數據資源,包括電子地圖、遙感影像、行政區劃等城市基礎地理信息以及國土、規劃、旅游等相關部門的專題空間數據。 由于這些數據的總量龐大且種類繁多,如果不進行科學有效的管理,這些數據將很快淪為數據沼澤,難以查詢使用,故專門形成數據層統一管理。

(3)平臺服務層是本平臺的重要結構,主要實現數據資源的服務化,并通過空間資源目錄實現空間地圖服務的標準化管理,同時為部門應用層提供便捷的資源申請和審核通道。 此外,平臺服務層還提供完整的用戶體系管理和統一安全認證服務,對外部第三方系統提供標準的SOA 服務接口和安全驗證機制,從而為不同單位、不同行業的集成應用提供高質量的時空地理信息共享服務能力。 各部門結合自身業務需求,選用合適的GIS 產品和框架,公網應用常選擇高德或百度平臺,業務內部管理常選擇ArcGIS 或SuperMap 平臺,從而調用選取GIS 平臺API 和組件進行二次開發。平臺服務層在本平臺中出于中堅位置,向下連接數據層以索取所需的數據,向上連接具體的為本平臺所用的應用進行各種各樣的任務,由使用者借以完成各種各樣的業務邏輯。 由此可得平臺服務層是連接實際數據和具體應用的一種結構,是平臺得以承接具體應用的關鍵。

(4)應用層又可稱為服務器端組件層是系統具體應用的核心,負責業務規則的制定和業務流程的實現等與業務有關的系統設計,與欲使用本平臺的具體場景中所執行的業務邏輯直接相關,因而在平臺中具有較大的靈活度,表現為比較高的可替換性。 而這種由平臺服務層所賦予的靈活性正是本平臺欲實現的主要目標之一,即通過系統的設計來統一不同業務邏輯訪問數據的方式、以最大限度方便不同的具體用戶表達對本系統的使用體驗。

3 平臺功能建設

政務地理空間大數據共享平臺包括時空大數據資源目錄管理系統、資源一張圖系統、資源共享及安全運維管理系統。

3.1 時空大數據資源目錄管理系統

時空大數據資源目錄管理即空間資源目錄管理系統,實現了按照資源類型、所屬部門等進行分類管理,實現了數據資源的統一查詢、在線瀏覽等,實現了時空大數據信息資源的便捷化管理。 其中,資源目錄管理系統包括資源目錄、資源詳細信息、資源預覽、搜索資源、資源申請。

3.2 資源一張圖系統

資源一張圖可視化展示了以空間地理方式綜合呈現城市動態信息,為空間數據資源的推廣應用提供便捷化的管理手段,資源一張圖包括二維和三維一張圖。

3.3 資源共享及安全運維管理系統

資源共享及安全運維管理系統用于資源注冊、資源申請審批、用戶管理等,功能包括流程處理、我的空間、集群管理、資源注冊、資源成果、Token 管理、組織機構管理、工作組、個人中心。

4 平臺應用價值

4.1 基于統一時空基準,實現政務數據的大融合

基于統一時空基準(國家大地2000 坐標系),以位置為紐帶動態關聯事物或事件的多時態、多主題、多層次、多粒度信息,可實現多源政務數據的大融合,推動數據資源協同應用。

4.2 堅持共建共享理念,支撐部門業務應用建設

通過匯集各部門空間數據資源,進行統一的管理和發布,能為所需部門提供集中式的OGC 標準服務入口,提高部門之間地理空間數據的共享程度,實現跨部門、跨領域的業務協作。

4.3 結合基礎功能組件,降低GIS 開發準入門檻

平臺基于ArcGIS 平臺框架提供16 類基礎功能組件服務能力,涵蓋GIS 平臺地圖引擎、POI 搜索和定位組件、地圖展示組件、地圖編輯組件、地圖渲染組件、畫圖組件,為各業務部門GIS 相關的應用開發提供基礎功能組件服務支撐。

5 結語

政務地理空間大數據共享平臺是一個系統性強、復雜性高的政務地理空間大數據共享服務平臺,其有助于攻堅克難,尋求有效途徑和方式,積極實踐,在數據歸集獲取、數據核實、數據清洗、轉換、空間化、服務發布及共享等方面建立起一套完善的機制,形成可復制、可推廣的城市政務地理空間大數據共享服務成果,有助于推動政務地理空間大數據共享工作繼續前進。