王少一，于海波，蔣許鋒

(天津市測(cè)繪院，天津 300381)

天津市基礎(chǔ)環(huán)保地理信息公共服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王少一?，于海波，蔣許鋒

(天津市測(cè)繪院，天津 300381)

環(huán)境保護(hù)是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性工作，環(huán)境信息化建設(shè)的重要性日漸突顯。本文在天津市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，增加了環(huán)保行業(yè)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)和環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了天津市環(huán)保基礎(chǔ)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)。該平臺(tái)將為政府及環(huán)保部門提供污染源管理、環(huán)境質(zhì)量管理和節(jié)能減排等多項(xiàng)環(huán)保業(yè)務(wù)應(yīng)用支持，同時(shí)為探索地理信息資源互聯(lián)互通、共建共享提供了新的思路。

地理信息；公共服務(wù)平臺(tái)；環(huán)境保護(hù)；面向服務(wù)架構(gòu)

1 引 言

良好的生態(tài)環(huán)境是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的基本保證。加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)建設(shè)，構(gòu)筑生態(tài)文明，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境的和諧發(fā)展是環(huán)保部門的艱巨任務(wù)。天津市作為環(huán)渤海地區(qū)最為重要的經(jīng)濟(jì)地域，環(huán)境保護(hù)與生態(tài)建設(shè)尤為重要。環(huán)境信息85%以上與空間位置有關(guān)[1]，將空間信息引入環(huán)境保護(hù)工作，利用地理信息技術(shù)的空間表達(dá)和分析能力，可以更為直觀地管理各類環(huán)境信息，合理調(diào)配資源、輔助決策，提高環(huán)保日常管理工作的質(zhì)量和效率，提升環(huán)境監(jiān)督管理的層次[2～3]。

天津市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱公共服務(wù)平臺(tái))是天津市響應(yīng)國(guó)家測(cè)繪局《國(guó)家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃》(2009～2015)和《關(guān)于加快推進(jìn)國(guó)家地理信息公共平臺(tái)建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》(國(guó)測(cè)成字【2009】7號(hào))文件精神，通過(guò)構(gòu)建地理信息共享平臺(tái)在各政府部門之間、政府與公眾之間建立在線共享機(jī)制[4～5]，克服“信息孤島”[6]，避免重復(fù)建設(shè)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)地理信息應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在的總體規(guī)劃不足，共享機(jī)制不健全等缺陷，更加高效地利用地理信息資源為各類用戶提供多途徑多層次的地理信息服務(wù)[7～10]。

天津市環(huán)?；A(chǔ)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱環(huán)保平臺(tái))是公共服務(wù)平臺(tái)的重要示范工程，通過(guò)制定天津市環(huán)保地理信息應(yīng)用的技術(shù)體系規(guī)范，為政府及環(huán)保部門提供瀏覽查詢基礎(chǔ)地圖、環(huán)保專題地圖和環(huán)保專題信息的共享服務(wù)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)、模擬、分析和評(píng)價(jià)等應(yīng)用服務(wù)。

2 環(huán)保平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 總體思路

在公共服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，環(huán)保平臺(tái)依據(jù)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系和相關(guān)環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，結(jié)合環(huán)保行業(yè)特點(diǎn)制定環(huán)保專題數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)規(guī)范，增加環(huán)?；A(chǔ)空間數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)；拓展公共服務(wù)平臺(tái)在環(huán)保領(lǐng)域的專題應(yīng)用服務(wù)；在天津市環(huán)保部門建立以公共服務(wù)平臺(tái)為技術(shù)支撐，以解決環(huán)保部門實(shí)際業(yè)務(wù)需求為目標(biāo)的專題應(yīng)用系統(tǒng)，并搭建門戶網(wǎng)站。對(duì)公共服務(wù)平臺(tái)在其他行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用擴(kuò)展起到示范性作用，并為天津市政府部門之間的信息共享奠定基礎(chǔ)。

2.2 體系結(jié)構(gòu)

環(huán)保平臺(tái)建設(shè)依托公共服務(wù)平臺(tái)，融合地理信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，基于面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)方式，為環(huán)保各部門的業(yè)務(wù)處理提供信息檢索、專題數(shù)據(jù)交換、統(tǒng)計(jì)分析、疊加分析和污染物擴(kuò)散分析等多層次服務(wù)。與公共服務(wù)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)類似，環(huán)保平臺(tái)同樣由運(yùn)行支持層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用表現(xiàn)層四層結(jié)構(gòu)組成，如圖1所示。

圖1 體系結(jié)構(gòu)

(1)數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層按照用途包含空間數(shù)據(jù)和環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)兩大類。空間數(shù)據(jù)又可分為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和與環(huán)保業(yè)務(wù)相關(guān)的專題數(shù)據(jù)，其中，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)使用了全市范圍1∶1萬(wàn)、部分1∶2 000地形圖數(shù)據(jù)、公開(kāi)版電子地圖數(shù)據(jù)以及航空影像數(shù)據(jù)，充當(dāng)?shù)乩淼讏D和空間位置參考。環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)涵蓋了污染源、環(huán)境質(zhì)量、節(jié)能減排、環(huán)保資金審批等多類數(shù)據(jù)，分別來(lái)源于環(huán)境普查、環(huán)境統(tǒng)計(jì)、排污申報(bào)、監(jiān)督性監(jiān)測(cè)等多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)污染源唯一的企業(yè)代碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)。從數(shù)據(jù)的層面考慮，環(huán)保平臺(tái)的主要建設(shè)目標(biāo)就是將環(huán)保的專題空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，并通過(guò)Web服務(wù)的方式對(duì)它們進(jìn)行維護(hù)和統(tǒng)計(jì)查詢，輔助環(huán)保業(yè)務(wù)開(kāi)展，提供決策支持。

圖2 數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)

空間數(shù)據(jù)與一般業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相比最大的特點(diǎn)是與空間坐標(biāo)位置密切相關(guān)，且數(shù)據(jù)量大，處理復(fù)雜。因此在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，本文使用不同的數(shù)據(jù)存放策略分別管理空間數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)。其中，公開(kāi)版電子地圖、航空影像等基礎(chǔ)地理底圖采用文件系統(tǒng)方式存儲(chǔ)切片數(shù)據(jù)；專題矢量數(shù)據(jù)則分別通過(guò)空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎Spatial存放入SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)；而業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)則直接存放入SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與專題矢量數(shù)據(jù)通過(guò)ObjectID、污染源企業(yè)ID等字段關(guān)聯(lián)。

(2)服務(wù)層

服務(wù)層是整個(gè)環(huán)保平臺(tái)建設(shè)的核心，以符合OGC、REST兩種Web服務(wù)規(guī)范的地理信息服務(wù)為基礎(chǔ)，提供服務(wù)發(fā)布、管理、調(diào)用為一體的服務(wù)管理體系以及完整的安全管理和保障機(jī)制。為應(yīng)用表現(xiàn)層提供有力的功能支持，滿足用戶在線獲取地理信息以及快速分布式構(gòu)建環(huán)保專題應(yīng)用系統(tǒng)的要求。

圖3 服務(wù)層設(shè)計(jì)

根據(jù)環(huán)保業(yè)務(wù)部門的需求，在公共服務(wù)平臺(tái)服務(wù)層的基礎(chǔ)上加以擴(kuò)充，環(huán)保平臺(tái)服務(wù)層主要包括:地圖的發(fā)布服務(wù)、基礎(chǔ)信息查詢、輔助量算等基礎(chǔ)地理信息服務(wù)；空間數(shù)據(jù)分析、專題應(yīng)用出圖、組合查詢統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)編輯等專題地理信息服務(wù)；應(yīng)用表現(xiàn)層認(rèn)證、服務(wù)注冊(cè)管理、數(shù)據(jù)發(fā)布、二次開(kāi)發(fā)等運(yùn)維服務(wù)。

(3)應(yīng)用表現(xiàn)層

應(yīng)用表現(xiàn)層結(jié)合具體的環(huán)保業(yè)務(wù)需求實(shí)現(xiàn)門戶網(wǎng)站、平臺(tái)管理兩部分的建設(shè)，支持在線調(diào)用、嵌入調(diào)用、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)等多種使用方式。Silverlight是微軟富客戶端應(yīng)用的主要開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可提供多種特效顯示功能，具有良好的用戶體驗(yàn)。本文采用Silverlight技術(shù)組織開(kāi)發(fā)應(yīng)用表現(xiàn)層，通過(guò)服務(wù)層訪問(wèn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，Silverlight則集中負(fù)責(zé)前端Web頁(yè)面的展示。

按照業(yè)務(wù)需求劃分，門戶網(wǎng)站包括以下應(yīng)用子系統(tǒng):污染源管理、環(huán)境質(zhì)量管理、固廢管理、輻射管理、節(jié)能減排管理、資金審批、應(yīng)急管理。其中，污染源管理在有機(jī)地融合污染源普查、環(huán)境統(tǒng)計(jì)、排污申報(bào)等多個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)源的基礎(chǔ)上，提供了污染源的基本信息展示功能，并分別通過(guò)時(shí)間軸的縱向數(shù)據(jù)對(duì)比及不同數(shù)據(jù)來(lái)源的橫向數(shù)據(jù)對(duì)比等數(shù)據(jù)分析手段，結(jié)合專題地圖將環(huán)保信息更加立體地表現(xiàn)出來(lái)。環(huán)境質(zhì)量管理則是從大氣、水、噪聲、輻射四個(gè)方面，分別以分布圖、專題圖的形式將環(huán)境質(zhì)量信息直觀地展現(xiàn)出來(lái)，并提供了基于緩沖區(qū)的溯源分析功能，為污染超標(biāo)企業(yè)快速定位等環(huán)境執(zhí)法工作提供了決策依據(jù)。

環(huán)保平臺(tái)管理包括安全管理、運(yùn)行維護(hù)和數(shù)據(jù)交換等功能。作為服務(wù)訪問(wèn)的入口，采用單點(diǎn)登錄、統(tǒng)一身份認(rèn)證的方式，面向政府、環(huán)保部門及公眾用戶提供多層次的地理信息服務(wù)；對(duì)整個(gè)門戶網(wǎng)站的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保障平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定性；提供環(huán)保專題數(shù)據(jù)的上傳、下載等數(shù)據(jù)交換功能。

圖4 應(yīng)用表現(xiàn)層功能設(shè)計(jì)

3 應(yīng)用成果

本文完成了天津市環(huán)保平臺(tái)的搭建，驗(yàn)證了上述平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性和合理性，并實(shí)現(xiàn)了門戶網(wǎng)站的開(kāi)發(fā)。污染源管理和環(huán)境質(zhì)量管理是環(huán)保平臺(tái)的典型應(yīng)用。環(huán)保平臺(tái)提供了多種污染源信息查詢服務(wù)，用戶可通過(guò)組合條件查詢定位污染源企業(yè)分類信息(圖5)；環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)與發(fā)布是環(huán)保部門的重要職能，環(huán)保專題地圖更加直觀形象地展示了環(huán)境質(zhì)量信息(圖6)。

圖5 污染源信息查詢

圖6 空間質(zhì)量日?qǐng)?bào)

4 結(jié) 語(yǔ)

天津市環(huán)?；A(chǔ)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)有效地提高了基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)和環(huán)保行業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的利用率，提高了政府和環(huán)保部門利用地理信息技術(shù)開(kāi)展環(huán)境執(zhí)法的科學(xué)決策能力，推動(dòng)了天津市環(huán)保信息化進(jìn)程。與傳統(tǒng)的環(huán)境地理信息系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)勢(shì):

(1)由于沒(méi)有協(xié)調(diào)統(tǒng)一的管理和地理信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)支持，以往環(huán)境地理信息系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)格式存在較大差異。環(huán)保平臺(tái)結(jié)合公共服務(wù)平臺(tái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定了數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)規(guī)范，并建立了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)和環(huán)保專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)，提供了數(shù)據(jù)交換服務(wù)。

(2)采用基于面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)方式，符合Web服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，具有良好的松散耦合性，便于環(huán)保業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快速搭建和擴(kuò)展，同時(shí)也避免了軟件平臺(tái)不同造成的重復(fù)建設(shè)等現(xiàn)象。

(3)依托公共服務(wù)平臺(tái)，環(huán)保平臺(tái)的建設(shè)與投入運(yùn)行促進(jìn)了政府部門信息資源的互聯(lián)互通和共建共享，改變了天津市傳統(tǒng)測(cè)繪成果的服務(wù)模式，全面提高了測(cè)繪服務(wù)大局的能力和水平，為探索地理信息資源共享模式提供了新的思路。

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國(guó)家測(cè)繪地理信息局副局長(zhǎng)宋超智一行蒞臨天津市測(cè)繪院指導(dǎo)工作

2011年8月23日，國(guó)家測(cè)繪地理信息局副局長(zhǎng)宋超智攜司長(zhǎng)葉銀虎、副司長(zhǎng)翟義青一行來(lái)天津市測(cè)繪院指導(dǎo)工作，天津市規(guī)劃局副局長(zhǎng)沈磊、測(cè)管處處長(zhǎng)王汝海陪同，天津市測(cè)繪院領(lǐng)導(dǎo)班子全體成員出席會(huì)議，院黨委書記劉俊衛(wèi)主持會(huì)議。

劉俊衛(wèi)書記對(duì)國(guó)家測(cè)繪地理信息局各位領(lǐng)導(dǎo)親臨天津市測(cè)繪院指導(dǎo)工作表示歡迎，并表示在國(guó)家測(cè)繪地理信息局和天津市規(guī)劃局的指導(dǎo)下，天津市測(cè)繪院無(wú)論是在基礎(chǔ)測(cè)繪、人才建設(shè)、文化建設(shè)上都取得了一些成績(jī)，在“十二五”的起步階段，能夠來(lái)到天津市測(cè)繪院，是對(duì)天津市測(cè)繪院工作的肯定，也對(duì)天津市測(cè)繪院之后的發(fā)展具有很大的激勵(lì)作用。

院長(zhǎng)馬華山就天津市測(cè)繪院的具體情況做了匯報(bào)。主要介紹了天津市測(cè)繪院“十一五”期間在基礎(chǔ)測(cè)繪、測(cè)繪保障服務(wù)、地理信息服務(wù)、科技進(jìn)步、人才培養(yǎng)、經(jīng)濟(jì)效益等方面取得的主要成績(jī)和存在的問(wèn)題，并對(duì)2011年所開(kāi)展的工作進(jìn)行了介紹。今年，天津市測(cè)繪院要加大改革力度，完成天津市基礎(chǔ)地理信息綜合服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)工作，加快“天地圖·天津”的建設(shè)工作，開(kāi)展地理市情監(jiān)測(cè)，開(kāi)展三維地理信息系統(tǒng)平臺(tái)推廣應(yīng)用工作，開(kāi)展天津市地下空間設(shè)施三維信息采集工作等等。

宋超智副局長(zhǎng)對(duì)天津市測(cè)繪院取得的成績(jī)給予了充分的肯定，基礎(chǔ)測(cè)繪工作、保障服務(wù)工作、文化建設(shè)、人才建設(shè)、人員收入等都有了很大的進(jìn)步，增強(qiáng)了員工的凝聚力，整個(gè)院的發(fā)展態(tài)勢(shì)很好。

宋超智副局長(zhǎng)也對(duì)天津市測(cè)繪院的發(fā)展提出了寶貴的建議，即“一三一”建議:

“一”是強(qiáng)化一個(gè)基礎(chǔ)，天津市測(cè)繪院是天津市的基礎(chǔ)測(cè)繪隊(duì)伍，是為天津市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供測(cè)繪服務(wù)保障的主力軍，基礎(chǔ)測(cè)繪工作還要進(jìn)一步強(qiáng)化，測(cè)繪的保障服務(wù)能力也要跟上去。

“三”是指三個(gè)平臺(tái)——數(shù)字城市、天地圖、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)。國(guó)家測(cè)繪局提出強(qiáng)化三個(gè)平臺(tái)的目的，就是為測(cè)繪成果的社會(huì)化應(yīng)用選好三個(gè)抓手。天津市推進(jìn)數(shù)字城市建設(shè)的條件很好，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較豐富，技術(shù)也比較成熟，起點(diǎn)比較高，可以避免推進(jìn)數(shù)字城市建設(shè)當(dāng)中的其他城市所走的一些彎路。天地圖的建設(shè)上，天津是個(gè)節(jié)點(diǎn)，天津市測(cè)繪院要依靠市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)研究，為國(guó)家測(cè)繪局確定一種很好的運(yùn)行模式。地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的目標(biāo)是要從以往的靜態(tài)的生產(chǎn)地形圖向動(dòng)態(tài)的提供地情圖轉(zhuǎn)變，那么這個(gè)轉(zhuǎn)變就意味著我們的思想觀念、生產(chǎn)方式和服務(wù)方式都要跟上去，要勇于實(shí)踐，勇于探索。

后面一個(gè)“一”就是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，大力發(fā)展地理信息新型服務(wù)業(yè)態(tài)，把地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為一個(gè)新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。天津怎么樣去探索這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，主要還靠市場(chǎng)的力量和大家的努力。

最后，沈磊副局長(zhǎng)感謝國(guó)家測(cè)繪地理信息局對(duì)天津測(cè)繪行業(yè)的重視和支持，并表示天津測(cè)繪界一定會(huì)落實(shí)好國(guó)家測(cè)繪地理信息局的各項(xiàng)任務(wù)，落實(shí)好宋超智副局長(zhǎng)的“一三一”建議，抓住機(jī)遇，搶占市場(chǎng)，將天津市的測(cè)繪事業(yè)推向一個(gè)新的高度。

(來(lái)源:http://www.tjch.com.cn)

Design and Implementation of Tianjin Fundamental Environmental Protection Geomatics Public Service Platform

Wang Shaoyi，Yu Haibo，Jiang Xufeng
(Tianjin Institute of Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China)

Environmental protection is the fundamental work of our country sustainable development，and the construction of environmental information is more and more important.On the basis of Tianjin Geomatics public service platform，this paper design and implement Tianjin environmental protection fundamental Geomatics public service platform，with adding environmental basic spatial data and business data.The platform will be for the government and environmental protection departments to provide management of pollution sources，environmental quality management and energy saving and emission reduction environmental protection business application support，at the same time as the exploration of geographic information resources co－construction and sharing of the interconnection，and provides a new train of thought.

geographic information；public service platform；environmental protection；SOA

2011—09—06

王少一(1983—)，男，博士，工程師，主要從事面向地球空間信息服務(wù)的普適計(jì)算方面的研究與應(yīng)用。

2010年度天津市規(guī)劃局科技項(xiàng)目－天津市基礎(chǔ)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的研究與應(yīng)用(2010－KJA－13)

1672－8262(2011)05－20－04

P208.2

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