肖建華，王厚之，彭清山，郭明武

(武漢市測(cè)繪研究院，湖北 武漢 430022)

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地理時(shí)空大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用云平臺(tái)建設(shè)

肖建華，王厚之，彭清山，郭明武

(武漢市測(cè)繪研究院，湖北 武漢 430022)

Research on the Construction of Cloud Platform for the Spatio-temporal Big Data Management and Application

XIAO Jianhua，WANG Houzhi，PENG Qingshan，GUO Mingwu

摘要：針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)地理時(shí)空大數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理與應(yīng)用面臨的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組織難、數(shù)據(jù)吞吐處理難、數(shù)據(jù)集成應(yīng)用難和數(shù)據(jù)生產(chǎn)全過(guò)程管理難等問(wèn)題，同時(shí)從地理實(shí)體產(chǎn)生消亡全過(guò)程管理與地理數(shù)據(jù)生產(chǎn)服務(wù)全過(guò)程管理兩個(gè)角度出發(fā)，研究了地理時(shí)空大數(shù)據(jù)全生命周期管理與應(yīng)用的相關(guān)方法；并基于云計(jì)算、GIS及SOA等技術(shù)，構(gòu)建了智能高效的云GIS管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了地理時(shí)空大數(shù)據(jù)全生命周期的高效管理與智能應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：云平臺(tái)；大數(shù)據(jù)；全生命周期管理；云GIS；時(shí)空

近年來(lái)，隨著人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的加劇及新型智能測(cè)繪技術(shù)裝備的不斷涌現(xiàn)，地理空間數(shù)據(jù)正呈爆炸式增長(zhǎng)，地理時(shí)空大數(shù)據(jù)正勢(shì)不可擋地取代傳統(tǒng)的靜態(tài)空間數(shù)據(jù)而成為地理信息社會(huì)化應(yīng)用的主要形式。與傳統(tǒng)的靜態(tài)空間數(shù)據(jù)相比，地理時(shí)空大數(shù)據(jù)除了包含空間及專(zhuān)題屬性信息外，還包含時(shí)間信息，并呈現(xiàn)出“4V”(Volume：體量大；Velocity：增速快；Variety：樣式多；Value：價(jià)值高)等特點(diǎn)[1]。地理時(shí)空大數(shù)據(jù)“4V”的特點(diǎn)讓其在生產(chǎn)管理與應(yīng)用上面臨著存儲(chǔ)組織與分析處理難、集成應(yīng)用難及數(shù)據(jù)全生命周期管理難等問(wèn)題。這些問(wèn)題都是傳統(tǒng)GIS無(wú)法解決的問(wèn)題[2-4]。

本文針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)地理時(shí)空大數(shù)據(jù)在生產(chǎn)管理與應(yīng)用中面臨的上述問(wèn)題，同時(shí)從地理實(shí)體產(chǎn)生消亡全過(guò)程管理及地理數(shù)據(jù)生產(chǎn)服務(wù)全過(guò)程管理兩個(gè)角度出發(fā)，研究地理時(shí)空大數(shù)據(jù)全生命周期管理與應(yīng)用的相關(guān)方法；并基于云計(jì)算、GIS及SOA等技術(shù)，研發(fā)出一套智能高效的地理時(shí)空大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用云平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)平臺(tái))，能滿(mǎn)足數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理部門(mén)對(duì)地理時(shí)空大數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程管理、加工處理、分發(fā)共享與集成應(yīng)用全生命周期管理的需要，同時(shí)也能滿(mǎn)足數(shù)據(jù)應(yīng)用部門(mén)對(duì)地理時(shí)空大數(shù)據(jù)集成化、實(shí)時(shí)化、時(shí)序化、動(dòng)態(tài)化、服務(wù)化、大眾化、智能化與人性化應(yīng)用的需要。

一、時(shí)空數(shù)據(jù)的組織管理與集成方法

1. 矢量時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)是用于存儲(chǔ)與管理位置或形狀隨時(shí)間變化的各類(lèi)空間對(duì)象。時(shí)空對(duì)象的變化情形主要包括以下6種情況：①屬性變化，圖形無(wú)變化；②新增；③消失；④合并；⑤拆分；⑥形變[5]。

本文設(shè)計(jì)的矢量數(shù)據(jù)時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)如下：

1) 采用對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的表來(lái)管理時(shí)空數(shù)據(jù)。

2) 通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)的表中增加時(shí)間戳的方式來(lái)記錄地理實(shí)體隨時(shí)間的變化情況。時(shí)間戳以生成時(shí)間(字段名稱(chēng)為CT，字段類(lèi)型為DateTime型)與消亡時(shí)間(字段名稱(chēng)為DT，字段類(lèi)型為DateTime型)兩個(gè)字段來(lái)表示。

3) 通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)的表中增加字段“FroObj”與“ToObj”來(lái)標(biāo)識(shí)時(shí)空實(shí)體變化前后的衍生關(guān)系。FroObj標(biāo)識(shí)當(dāng)前實(shí)體由哪個(gè)實(shí)體(舊實(shí)體)演變而來(lái)，它記錄舊實(shí)體在表中對(duì)應(yīng)的ID；ToObj標(biāo)識(shí)當(dāng)前實(shí)體演變成了哪個(gè)實(shí)體(新實(shí)體)，它記錄新實(shí)體在表中對(duì)應(yīng)的ID。

4) 通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)表中增加字段“Case”標(biāo)識(shí)空間實(shí)體發(fā)生變化的情形，取值包含上述6種情形之一或兩種以上情形的組合。

5) 通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)表中增加字段“Event”標(biāo)識(shí)空間實(shí)體發(fā)生變化的事件。

圖1為某地塊發(fā)生變化的示意圖。相鄰的兩地塊101與102先合并為地塊201，然后地塊201又拆分為地塊301與302。

基于以上時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)對(duì)上述時(shí)空演變過(guò)程記錄見(jiàn)表1。

表1　時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)示例

圖1　時(shí)空演變實(shí)例

2. 柵格時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

對(duì)應(yīng)柵格數(shù)據(jù)的時(shí)空組織，采用柵格快照模型，將變化的柵格數(shù)據(jù)保存為一系列的時(shí)間快照。利用該方法，可反演出給定時(shí)刻地理實(shí)體的狀態(tài)。

3. 時(shí)空數(shù)據(jù)集成技術(shù)

(1) 多源異構(gòu)時(shí)空大數(shù)據(jù)的集成組織架構(gòu)

對(duì)多源異構(gòu)時(shí)空大數(shù)據(jù)采用分類(lèi)分級(jí)的層次結(jié)構(gòu)組織。首先依據(jù)數(shù)據(jù)尺度，將數(shù)據(jù)分大類(lèi)組織，每個(gè)大類(lèi)下又對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)要素層，每個(gè)要素層包括若干地理空間實(shí)體。每個(gè)地理空間實(shí)體由一個(gè)幾何對(duì)象和描述幾何對(duì)象的屬性或語(yǔ)義兩個(gè)部分構(gòu)成，它是數(shù)據(jù)集成組織的最小單元。每個(gè)要素層在數(shù)據(jù)組織和結(jié)構(gòu)上相對(duì)獨(dú)立，數(shù)據(jù)更新、查詢(xún)、分析和顯示等操作以要素層為基本單位[6-7]。

(2) 面向服務(wù)(SOA)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)集成

OGC制定的開(kāi)放地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范為在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下訪(fǎng)問(wèn)異構(gòu)地理數(shù)據(jù)和地理處理資源提供了一致性的接口定義。為了方便時(shí)空大數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的共享利用，本文采用面向服務(wù)(SOA)的方式，將所有的地理空間數(shù)據(jù)處理成遵循OGC規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)地理數(shù)據(jù)服務(wù)(Rest、WMS、WFS和WCS)來(lái)實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成共享，并將不同的時(shí)空數(shù)據(jù)服務(wù)分布式地部署在網(wǎng)絡(luò)云端[8-9]。

二、平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1. 平臺(tái)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了滿(mǎn)足時(shí)空大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理需要，同時(shí)也為了確保數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理與應(yīng)用的安全性，平臺(tái)基于私有云環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)與研發(fā)。基于私有云環(huán)境，平臺(tái)的邏輯結(jié)構(gòu)(如圖2所示)設(shè)計(jì)為3層，從下往上依次為：基礎(chǔ)設(shè)施層、中間層和數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用層[10]。其中，基礎(chǔ)設(shè)施層又包含物理層和虛擬層；數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用層又包含時(shí)空數(shù)據(jù)層、管理服務(wù)層和應(yīng)用層[11]。

圖2　平臺(tái)的邏輯結(jié)構(gòu)

1) 物理層：由均質(zhì)化的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等硬件資源組成,所有服務(wù)器采用相同品牌、相同型號(hào),滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)程序或硬件的兼容性,這樣才能實(shí)現(xiàn)遷移、負(fù)載均衡、容錯(cuò)等多項(xiàng)功能。

2) 虛擬層：利用虛擬化技術(shù)，對(duì)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用程序、服務(wù)器、存儲(chǔ)等資源進(jìn)行虛擬化，提供虛擬化的資源和技術(shù)。

3) 中間層：負(fù)責(zé)管理基礎(chǔ)設(shè)施層的虛擬化資源，提供自動(dòng)化管理服務(wù)，實(shí)現(xiàn)虛擬資源的自動(dòng)部署，包括主機(jī)管理、虛擬機(jī)管理、資源的動(dòng)態(tài)部署、動(dòng)態(tài)調(diào)度、服務(wù)運(yùn)行狀況監(jiān)控[12]。

4) 時(shí)空數(shù)據(jù)層：對(duì)應(yīng)平臺(tái)管理的各類(lèi)時(shí)空大數(shù)據(jù)。

5) 管理服務(wù)層：對(duì)應(yīng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)管理與訪(fǎng)問(wèn)相關(guān)的模塊與接口。除了時(shí)空數(shù)據(jù)服務(wù)外，還包括空間數(shù)據(jù)引擎服務(wù)、空間查詢(xún)服務(wù)、空間分析處理服務(wù)等。所有數(shù)據(jù)與功能服務(wù)遵循OGC標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，使得不同數(shù)據(jù)服務(wù)可以聚合與疊置，不同功能服務(wù)可以互操作。

6)應(yīng)用層：應(yīng)用層對(duì)應(yīng)基于平臺(tái)的數(shù)據(jù)服務(wù)及功能服務(wù)搭建的各類(lèi)GIS應(yīng)用系統(tǒng)。

云計(jì)算的建設(shè)、運(yùn)行、管理和維護(hù)都需要在一定的安全機(jī)制下進(jìn)行，并遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)。安全控制服務(wù)保護(hù)應(yīng)用程序免受外來(lái)攻擊，可以通過(guò)為虛擬機(jī)構(gòu)建虛擬防火墻來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，還需要開(kāi)放虛擬化格式(OVF)標(biāo)準(zhǔn)作支持。OVF對(duì)虛擬機(jī)和元數(shù)據(jù)的封裝進(jìn)行了規(guī)范，以保證在任何虛擬化平臺(tái)上都能夠自動(dòng)和安全地部署虛擬設(shè)備[13]。

2. 平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

按照云計(jì)算的相關(guān)理論，設(shè)計(jì)的平臺(tái)總體架構(gòu)由7個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。這7個(gè)系統(tǒng)分別對(duì)應(yīng)云GIS的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)層、軟件即服務(wù)(SaaS)層、平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)層與數(shù)據(jù)即服務(wù)(DaaS)層[14]。IaaS層相關(guān)服務(wù)由私有云基礎(chǔ)設(shè)施搭建與管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；SaaS層相關(guān)服務(wù)由數(shù)據(jù)生產(chǎn)全過(guò)程追蹤與管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源創(chuàng)建與管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)成果檔案建檔與管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；PaaS層相關(guān)服務(wù)由數(shù)據(jù)服務(wù)功能接口創(chuàng)建與管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)創(chuàng)建與管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序二次開(kāi)發(fā)API、功能模塊及功能服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；DaaS層相關(guān)服務(wù)由時(shí)空數(shù)據(jù)服務(wù)與數(shù)據(jù)資源檢索與服務(wù)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。7個(gè)系統(tǒng)均以托管服務(wù)的方式部署在云環(huán)境中，系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫對(duì)接、聯(lián)動(dòng)操作和單點(diǎn)登錄。平臺(tái)包含的7個(gè)系統(tǒng)的主要功能及實(shí)現(xiàn)方法如下：

(1) 私有云基礎(chǔ)設(shè)施搭建與管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)為搭建、管理與維護(hù)高性能的時(shí)空大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理云環(huán)境提供有效的支持，解決了時(shí)空大數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理與應(yīng)用過(guò)程中IT資源不足的瓶頸問(wèn)題，主要負(fù)責(zé)平臺(tái)運(yùn)行的私有云基礎(chǔ)設(shè)施層的管理、虛擬化、資源監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)彈性調(diào)度等[11]。系統(tǒng)功能分為5個(gè)模塊，分別為基礎(chǔ)資源管理、站點(diǎn)管理、系統(tǒng)監(jiān)控、資源度量、系統(tǒng)管理。

該系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，并通過(guò)VMware vSphere SDK for .NET二次開(kāi)發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)硬件集群及資源池的建立與管理；基于VMware vCloud SDK for .NET的二次開(kāi)發(fā)接口實(shí)現(xiàn)資源池上的虛擬機(jī)建立和站點(diǎn)的配置，并對(duì)資源池的使用狀況、站點(diǎn)的負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

(2) 數(shù)據(jù)生產(chǎn)全過(guò)程追蹤與管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)生產(chǎn)全過(guò)程“項(xiàng)目登記、作業(yè)過(guò)程管理、費(fèi)用管理、合同管理、質(zhì)量管理、資料管理、產(chǎn)值管理”等環(huán)節(jié)的規(guī)范化、科學(xué)化、系統(tǒng)化與智能化的追蹤與管理；基于B/S架構(gòu)，并綜合采用AJAX、CAS、JQuery等技術(shù)開(kāi)發(fā)而成。

(3) 地理數(shù)據(jù)資源創(chuàng)建與管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要對(duì)地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空編輯處理、轉(zhuǎn)換入庫(kù)、服務(wù)創(chuàng)建及更新維護(hù)等。針對(duì)地理空間數(shù)據(jù)格式較多、存儲(chǔ)方式各異，處理轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)服務(wù)創(chuàng)建與更新維護(hù)復(fù)雜等問(wèn)題，該系統(tǒng)面向行業(yè)內(nèi)主流GIS數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了海量地理數(shù)據(jù)服務(wù)分布式、“一鍵式”與智能化的創(chuàng)建及更新維護(hù)。在進(jìn)行時(shí)空數(shù)據(jù)的更新維護(hù)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)維護(hù)時(shí)間戳及時(shí)空索引。

由于目前最常用的地理空間數(shù)據(jù)主要包括ArcGIS數(shù)據(jù)和DWG數(shù)據(jù)，因此，本系統(tǒng)提供了處理這兩類(lèi)數(shù)據(jù)的環(huán)境，即GIS環(huán)境和CAD環(huán)境。GIS環(huán)境主要對(duì)ArcGIS中的SHP、GeoDatabase等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；CAD環(huán)境主要實(shí)現(xiàn)DWG數(shù)據(jù)格式與SHP的轉(zhuǎn)換、DWG數(shù)據(jù)創(chuàng)建地圖服務(wù)等。系統(tǒng)基于A(yíng)rcGIS Engine、CAD二次開(kāi)發(fā)控件開(kāi)發(fā)。

(4) 數(shù)據(jù)成果檔案建檔與管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要對(duì)地理數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的電子資料進(jìn)行數(shù)字化檔案管理，其目的是為了規(guī)范檔案資料的管理，實(shí)現(xiàn)檔案資料的綜合利用。其功能模塊主要包括收集積累、驗(yàn)收歸檔、案卷整理、變更管理、檔案編目、檔案?jìng)浞?、檔案鑒定、檔案統(tǒng)計(jì)、發(fā)布查詢(xún)、檔案利用、檔案編研、元數(shù)據(jù)管理等。該系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，并綜合采用AJAX、CAS、JQuery等技術(shù)開(kāi)發(fā)而成。

(5) 數(shù)據(jù)服務(wù)功能接口創(chuàng)建與管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)GIS功能模塊與功能服務(wù)的管理，方便功能模塊與功能服務(wù)的重復(fù)利用與組合搭建，為GIS應(yīng)用系統(tǒng)的定制奠定基礎(chǔ)。該系統(tǒng)綜合采用了ArcGIS Engine、Python、工作流等技術(shù)開(kāi)發(fā)而成。

(6) 數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)創(chuàng)建與管理系統(tǒng)

由于當(dāng)前GIS應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)存在專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)難度大、投資成本高、擴(kuò)展定制難等問(wèn)題，這讓一般數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理部門(mén)或數(shù)據(jù)應(yīng)用部門(mén)按需定制自己GIS應(yīng)用系統(tǒng)的愿望難以實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的主要目的是降低GIS應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)的門(mén)檻，讓非專(zhuān)業(yè)人員根據(jù)自己的需要快速定制時(shí)空大數(shù)據(jù)集成應(yīng)用GIS系統(tǒng)。

系統(tǒng)基于模塊化、先分后合和軟件復(fù)用等思想，先對(duì)GIS應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成要素(數(shù)據(jù)、功能、業(yè)務(wù)邏輯、用戶(hù)界面和用戶(hù)權(quán)限等)進(jìn)行離散化、通用化與模塊化劃分，并構(gòu)建構(gòu)件庫(kù)，讓GIS應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)件元素之間相互獨(dú)立、相互分離，同時(shí)又彼此互留接口；最后采用組合搭建的方法，讓用戶(hù)以裝配式的可視化、零代碼或近似零代碼方式搭建GIS應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，并綜合采用了XML、Web Service、ASP.NET及ArcGIS Server開(kāi)發(fā)而成。

在沒(méi)有進(jìn)行擴(kuò)展的情況下，數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)創(chuàng)建與管理系統(tǒng)搭建的用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)具備時(shí)空大數(shù)據(jù)集成應(yīng)用的常見(jiàn)基本功能，用戶(hù)還可以在此基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的需要進(jìn)行功能擴(kuò)展。這些基本功能可概括為8個(gè)能：①能看：能對(duì)海量時(shí)空大數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽及查看；②能查：能對(duì)海量時(shí)空大數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)定位；③能加：用戶(hù)能疊加顯示本地?cái)?shù)據(jù)SHP、DWG等數(shù)據(jù)；④能下：能進(jìn)行電子檔案資料的下載；⑤能算：能基于空間或?qū)傩詫?duì)地理空間要素進(jìn)行定制化的統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算、面積長(zhǎng)度的計(jì)算等；⑥能比：能將不同形式的時(shí)空數(shù)據(jù)雙拼聯(lián)動(dòng)比對(duì)，還能基于時(shí)間軸或時(shí)間幀對(duì)時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)可視化的歷史回溯；⑦能繪：能進(jìn)行地圖標(biāo)繪，并將標(biāo)繪的圖形輸出成SHP或DXF；⑧能定制：能從數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)展示方式、要素操作方式、功能、用戶(hù)權(quán)限等方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定制與維護(hù)。

(7) 數(shù)據(jù)資源檢索與服務(wù)系統(tǒng)

由于平臺(tái)中的數(shù)據(jù)服務(wù)均發(fā)布在云端，為了方便普通用戶(hù)快速查找并利用基于本平臺(tái)發(fā)布在云端中的各類(lèi)地理數(shù)據(jù)服務(wù)，該系統(tǒng)為普通用戶(hù)提供了數(shù)據(jù)服務(wù)檢索及瀏覽的接口。用戶(hù)查找到數(shù)據(jù)服務(wù)后，可以在A(yíng)utoCAD、ArcGIS或其他GIS應(yīng)用系統(tǒng)中調(diào)用對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)。為了在A(yíng)utoCAD下調(diào)用OGC地圖服務(wù)，本文還基于A(yíng)utoCAD for ArcGIS API在A(yíng)utoCAD下開(kāi)發(fā)了調(diào)用地圖服務(wù)的功能接口。

3. 基于平臺(tái)的時(shí)空大數(shù)據(jù)全生命周期管理與應(yīng)用流程

本文設(shè)計(jì)的基于平臺(tái)進(jìn)行時(shí)空大數(shù)據(jù)全生命周期管理與應(yīng)用的流程如圖3所示。

圖3　時(shí)空數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理與應(yīng)用的全生命周期管理流程

(1) 數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程管理

數(shù)據(jù)生產(chǎn)管理部門(mén)對(duì)所有數(shù)據(jù)生產(chǎn)項(xiàng)目通過(guò)數(shù)據(jù)生產(chǎn)全過(guò)程追蹤與管理系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)登記、任務(wù)分配、過(guò)程管理、成果提交及質(zhì)量檢查等。管理中，成果數(shù)據(jù)以電子資料的形式通過(guò)該系統(tǒng)上傳與流轉(zhuǎn)。成果檢查合格后，對(duì)應(yīng)的電子資料就是最終的成果資料，并被自動(dòng)推送到數(shù)據(jù)資源創(chuàng)建與管理系統(tǒng)。

(2) 數(shù)據(jù)處理及電子歸檔

數(shù)據(jù)管理員根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及應(yīng)用需要，利用數(shù)據(jù)資源創(chuàng)建與管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫(kù)或服務(wù)創(chuàng)建，或者兩項(xiàng)操作都進(jìn)行。完成數(shù)據(jù)更新入庫(kù)后，形成了時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)。完成服務(wù)創(chuàng)建(更新)后，就形成了發(fā)布在云端的數(shù)據(jù)服務(wù)。完成這兩項(xiàng)操作后，數(shù)據(jù)資源創(chuàng)建與管理系統(tǒng)將電子資料推送到數(shù)據(jù)成果檔案建檔與管理系統(tǒng)，檔案管理人員檢查、歸類(lèi)及登記操作后就完成了數(shù)據(jù)生產(chǎn)資料的數(shù)字歸檔。

(3) 時(shí)空數(shù)據(jù)的應(yīng)用

通過(guò)上述3個(gè)系統(tǒng)后，將所有時(shí)空數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的檔案資料轉(zhuǎn)換成了數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和電子檔案這3種形式的成果。用戶(hù)可以根據(jù)自己個(gè)性化的需要，利用數(shù)據(jù)服務(wù)功能接口創(chuàng)建與管理系統(tǒng)創(chuàng)建功能模塊或功能服務(wù)；然后結(jié)合創(chuàng)建好的數(shù)據(jù)服務(wù)與功能服務(wù)，利用數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)創(chuàng)建與管理系統(tǒng)快速定制自己的GIS應(yīng)用系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)空大數(shù)據(jù)及其相關(guān)的電子檔案資料的集成應(yīng)用。

此外，用戶(hù)還可以利用數(shù)據(jù)資源檢索與服務(wù)系統(tǒng)，快速查找基于本平臺(tái)發(fā)布在云端的海量時(shí)空數(shù)據(jù)服務(wù)，然后將這些數(shù)據(jù)服務(wù)加入用戶(hù)的管理系統(tǒng)(如ArcGIS、AutoCAD或其他GIS應(yīng)用系統(tǒng))中進(jìn)行應(yīng)用。

三、結(jié)束語(yǔ)

目前，本文的研究成果已經(jīng)成功應(yīng)用于武漢市土地利用和城市空間規(guī)劃研究中心、長(zhǎng)沙市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、昆明市測(cè)繪研究院等單位項(xiàng)目中。隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，地理信息服務(wù)的內(nèi)容、領(lǐng)域、方式也在發(fā)生深刻的變革。云平臺(tái)支撐下的時(shí)空信息服務(wù)將是地理信息應(yīng)用的主要形式。因此，本文的研究成果將具有巨大的應(yīng)用潛力與良好的應(yīng)用前景。

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中圖分類(lèi)號(hào)：P208

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：0494-0911(2016)04-0038-05

作者簡(jiǎn)介：肖建華(1963—)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事城市勘測(cè)技術(shù)與行政管理工作。E-mail：xjhwhkc@163.com

基金項(xiàng)目：精密工程與工業(yè)測(cè)量國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金(PF2012)

收稿日期：2015-08-10； 修回日期： 2015-11-17

引文格式： 肖建華，王厚之，彭清山,等. 地理時(shí)空大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用云平臺(tái)建設(shè)[J].測(cè)繪通報(bào)，2016(4)：38-42.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0117.