李蕊，邵進達，李峰丞，姚蒙蒙

(南京工業(yè)大學，江蘇南京 210009)

1 引言

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

“數(shù)字日照”地理空間框架公共服務(wù)平臺的總體建設(shè)目標是:充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，特別是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、GIS/RS/GPS(簡稱“3S”)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和信息安全技術(shù)，整合已有的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的管理、應(yīng)用與分發(fā)共享為主要目標，互通、高效、集成、一體的公共服務(wù)平臺。加快日照市城市信息管理與服務(wù)工作的信息化進程，為以后業(yè)務(wù)流程的整合奠定基礎(chǔ)，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(xiàn)各類信息的資源共享，為政府各部門數(shù)字化、信息化建設(shè)提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，促進了地理信息的共建互享，避免各部門重復投資建設(shè)，為政府領(lǐng)導科學決策提供強有力的技術(shù)支撐。

2 總體框架

數(shù)字日照地理空間框架公共服務(wù)平臺的總體架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 “數(shù)字日照”總體框架

數(shù)字日照地理空間框架公共服務(wù)平臺作為一種分布式的服務(wù)提供形式，其目的是使分布在網(wǎng)絡(luò)上的不同地理位置和不同平臺的用戶可以獲得服務(wù)。平臺總體結(jié)構(gòu)主要由網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層四個部分組成。

網(wǎng)絡(luò)層是公共服務(wù)平臺的載體，依托國家電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、國土資源內(nèi)部網(wǎng)和現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施軟硬件環(huán)境建設(shè)。包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器集群系統(tǒng)、存儲備份系統(tǒng)等物理環(huán)境以及專用計算機機房環(huán)境等。

數(shù)據(jù)層是指通過服務(wù)層提供給應(yīng)用層的地理信息數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，是面向地理信息網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)需求，依據(jù)統(tǒng)一技術(shù)標準和規(guī)范而構(gòu)建的一體化地理信息資源體系。

服務(wù)層是根據(jù)多數(shù)用戶對地理信息應(yīng)用的共性需求而設(shè)計實現(xiàn)的系列標準服務(wù)接口以及在此基礎(chǔ)上建立的在線服務(wù)系統(tǒng)和運維管理系統(tǒng)。通過在線服務(wù)系統(tǒng)向應(yīng)用層提供所需的各種應(yīng)用服務(wù)，如數(shù)據(jù)服務(wù)、處理服務(wù)、表現(xiàn)服務(wù)、目錄服務(wù)、信息交換服務(wù)、業(yè)務(wù)訪問、業(yè)務(wù)集成、安全可信和可管理等通用性的服務(wù)。

應(yīng)用層面向平臺服務(wù)的對象——政府、企業(yè)、公眾。應(yīng)用層構(gòu)造了各種電子政務(wù)應(yīng)用，是電子政務(wù)系統(tǒng)中面向最終用戶的層面。

3 系統(tǒng)設(shè)計思想與關(guān)鍵技術(shù)

3.1 設(shè)計思想

為了實現(xiàn)平臺的跨部門、跨行政等級、跨網(wǎng)絡(luò)、跨平臺的數(shù)據(jù)共享以及高可用、高服務(wù)聚合的功能服務(wù)目標，平臺圍繞著高穩(wěn)定性、高容錯性、易維護、易擴展的特點進行設(shè)計，其基本思想如下。

(1)框架為基，業(yè)務(wù)為主

首先通過指定數(shù)據(jù)規(guī)范、實施規(guī)范、技術(shù)規(guī)范對平臺設(shè)計思想進行定位，由此搭建設(shè)計框架，通過模塊化進行業(yè)務(wù)開發(fā)，并最終集成平臺的最終成果，如圖2所示。

(2)共享數(shù)據(jù)庫建設(shè)

共享數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是建立在對所采集數(shù)據(jù)分析、加工的基礎(chǔ)之上，提取出能夠滿足平臺服務(wù)需求的數(shù)據(jù)并建立數(shù)據(jù)庫，結(jié)合三庫聯(lián)動更新的設(shè)計思路進行設(shè)計，用戶在使用的時候，只需要更新基礎(chǔ)地形，即可聯(lián)動更新政務(wù)版框架數(shù)據(jù)庫和公眾版框架數(shù)據(jù)庫。

(3)緊密集成、共享框架

在平臺的設(shè)計中包含有多種服務(wù)，它們圍繞著平臺設(shè)計的核心框架相輔相成。這樣可以統(tǒng)一管理，避免重復建設(shè)，節(jié)約數(shù)據(jù)建設(shè)和系統(tǒng)開發(fā)成本;能夠?qū)ΜF(xiàn)有系統(tǒng)資源、數(shù)據(jù)資源進行梳理和深入分析，促進數(shù)據(jù)標準規(guī)范的建設(shè);通過集約化管理，有助于消除不同系統(tǒng)之間的信息孤島;通過理順信息資源共享交換機制，優(yōu)化資源配置、提高科學管理和服務(wù)能力;在不同的系統(tǒng)間進行充分共享，可以豐富業(yè)務(wù)系統(tǒng)的內(nèi)容。

圖2 平臺設(shè)計思想框架

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

(1)靈活的資源編目技術(shù)

在地理信息公共服務(wù)平臺的建設(shè)初期，數(shù)據(jù)資源相對匱乏，為了盡可能去適應(yīng)不同部門和行業(yè)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(shù)據(jù)資源豐富以及不同部門編目的個性化需求。

靈活編目技術(shù)的設(shè)計模式，以樹形結(jié)構(gòu)來組織資源目錄樹，同時將資源目錄和服務(wù)目錄區(qū)分開來，通過資源目錄同服務(wù)中圖層建立對照關(guān)系的模式來完善資源目錄樹中的圖層樹節(jié)點。

(2)一體化框架設(shè)計

先進的設(shè)計思想是保證整個平臺順利開發(fā)的前提，需要有一種設(shè)計思想不僅能夠讓開發(fā)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(tǒng)采用多層式企業(yè)應(yīng)用構(gòu)架，最底層為數(shù)據(jù)層，數(shù)據(jù)層又分GIS數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，GIS引擎連接GIS數(shù)據(jù)庫后裝數(shù)據(jù)返回給服務(wù)層，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)則通過數(shù)據(jù)訪問組件返回給服務(wù)層。服務(wù)層分為兩部分，一部分為服務(wù)器框架，服務(wù)器框架管理所有的服務(wù)邏輯組件，另一部分為服務(wù)，它封裝了所有的服務(wù)單元。應(yīng)用框架層與服務(wù)層之間通過SOAP協(xié)調(diào)通訊，服務(wù)層所有數(shù)據(jù)將通過接口通道返回給應(yīng)用框架，應(yīng)用框架層內(nèi)的所有組件不直接連接服務(wù)層接口，而是通過框架數(shù)據(jù)管理部件統(tǒng)一管理。所有的應(yīng)用層組件最后以配置的形成組裝成前端可見的應(yīng)用。

這種框架的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在分離開發(fā)人員的關(guān)注、無損替換、降低了系統(tǒng)間的依賴和復用等方面。

(3)分層分塊開發(fā)技術(shù)

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

分層分塊技術(shù)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(jié)點轉(zhuǎn)移到多個，從而提高效率。分層分塊技術(shù)可以避免由于單個節(jié)點開發(fā)失效而使整個系統(tǒng)崩潰的危險。應(yīng)用開發(fā)工程師只需要關(guān)注應(yīng)用服務(wù)的開發(fā)，界面工程師只需要關(guān)注界面的設(shè)計與實現(xiàn)，他們只需要將自己設(shè)計的成果搭建到開發(fā)的框架當中進行組合。

(4)可插拔式組件化設(shè)計

日照市地理信息共享服務(wù)平臺建設(shè)是一個長期的過程，需求的改變必然會導致軟件流程實現(xiàn)的改變，為了延長軟件產(chǎn)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(shè)計保證軟件實現(xiàn)隨需求改變。

(5)可定制的界面擴展引擎技術(shù)

可定制的界面擴展引擎采用Ajax和組件化技術(shù)，配置精心設(shè)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(shù)的優(yōu)勢，不同的用戶有不同的關(guān)注點，可定制的界面擴展引擎可以根據(jù)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(shù)

基于B/S的拖拽技術(shù)目前處在領(lǐng)先水平，拖拽技術(shù)運用了Ajax技術(shù)，經(jīng)過人性化的配置，用戶不必再手動配置權(quán)限，只需要在服務(wù)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(jié)省了操作和運行時間，設(shè)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(jù)不同用戶分配不同的資源目錄樹。

4 系統(tǒng)平臺成果

系統(tǒng)平臺的成果包含有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、公共服務(wù)平臺以及天地圖日照。

4.1 框架數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

框架數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，實現(xiàn)平臺相關(guān)數(shù)據(jù)的一體化管理，主要涉及的數(shù)據(jù)種類包括:矢量框架數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、公共專題信息、元數(shù)據(jù)等。框架數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)包括七個功能模塊:數(shù)據(jù)更新入庫、數(shù)據(jù)管理維護、元數(shù)據(jù)管理、GIS應(yīng)用管理、地圖切片管理、安全維護管理、系統(tǒng)配置模塊。框架數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)了對公共服務(wù)平臺空間地理數(shù)據(jù)進行集中和一體化管理;在制定的元數(shù)據(jù)標準基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對核心元數(shù)據(jù)與相應(yīng)空間數(shù)據(jù)的更新維護;對地圖進行切片與緩存、GIS數(shù)據(jù)與圖片庫的聯(lián)動增量更新、切片局部更新等功能;提供數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、公共專題信息的疊加管理功能。

4.2 政務(wù)版公共服務(wù)平臺

數(shù)字日照地理空間框架公共服務(wù)平臺基于SOA思想，采用“一體化框架+插件”多層式企業(yè)軟件架構(gòu)開發(fā)實現(xiàn)，遵循國際OGC、國家公共平臺、數(shù)字城市、電子政務(wù)等相關(guān)標準，提供數(shù)據(jù)的共享交換，跨部門、跨行政等級、跨網(wǎng)絡(luò)、跨平臺的服務(wù)共享以及簡單易用的二次開發(fā)接口，具有各組成模塊可插拔，界面風格可配置，數(shù)據(jù)交換個性化，服務(wù)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(shù)據(jù)中心、服務(wù)中心和運維中心。

4.3 天地圖日照網(wǎng)站

天地圖日照網(wǎng)站通過調(diào)用平臺提供的各種面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)的數(shù)據(jù)接口服務(wù)及功能接口服務(wù)，結(jié)合自身應(yīng)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(wǎng)站實現(xiàn)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(wǎng)站還提供一整套為社會企業(yè)調(diào)用的API。

5 結(jié)語

數(shù)字日照地理空間框架建設(shè)具體由日照市國土資源局承辦，建設(shè)內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系、服務(wù)管理體系、運維環(huán)境體系和典型應(yīng)用示范體系等部門，建設(shè)成果主要用于市政府各部門決策與公共服務(wù)。同時，作為“數(shù)字中國”“數(shù)字山東”地理框架的組成部門，納入國家、省級基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)工程成果三級共享。

據(jù)悉，數(shù)字日照地理空間框架公共服務(wù)平臺目前在國土、公安、應(yīng)急、旅游、衛(wèi)生、數(shù)字城管等領(lǐng)域得到初步應(yīng)用，并取得良好的運行效果和效益。

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