楊先連，王超然

(1.濰坊市國(guó)土資源局，山東 濰坊　261041；2.聊城大學(xué)，山東 聊城　252000)

?

技術(shù)方法

云架構(gòu)模式下的天地圖濰坊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊先連1，王超然2

(1.濰坊市國(guó)土資源局，山東 濰坊261041；2.聊城大學(xué)，山東 聊城252000)

摘要：該文介紹了當(dāng)前天地圖建設(shè)的現(xiàn)狀，討論了天地圖與云計(jì)算集成的必要性和可行性。結(jié)合濰坊的實(shí)際情況提出了云架構(gòu)下的天地圖濰坊建設(shè)思路，完成了天地圖濰坊(濰坊地圖網(wǎng))云架構(gòu)的總體設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，總結(jié)了天地圖濰坊建設(shè)的特色與經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)城市開(kāi)展工作提供了參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：云架構(gòu)；天地圖濰坊；智慧濰坊；NewMap；虛擬化

引文格式：楊先連，王超然.云架構(gòu)模式下的天地圖濰坊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].山東國(guó)土資源，2016,32(7)：75-77.YANG Xianlian, WANG Chaoran. Design and Implementation of Sky Map in Weifang City Based on Cloud Architecture[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(7)：75-77.

0引言

當(dāng)前，隨著我國(guó)數(shù)字城市建設(shè)的推進(jìn)和空間信息共享需求，地理信息服務(wù)已經(jīng)成為地理信息系統(tǒng)發(fā)展的必然結(jié)果[1]。面對(duì)網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)的數(shù)量眾多、分散各地的地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，各級(jí)政府部門(mén)和社會(huì)公眾對(duì)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(shí)現(xiàn)多尺度、多類(lèi)型地理信息資源的綜合利用與在線服務(wù)[2]。

天地圖是由國(guó)家測(cè)繪地理信息局主導(dǎo)的，由國(guó)家、省、市、縣分級(jí)建設(shè)、共建共享、互聯(lián)互通，旨在提供權(quán)威統(tǒng)一的地理信息服務(wù)的大型互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)網(wǎng)站，是數(shù)字城市建設(shè)的重要組成部分[3]，是各省市縣三級(jí)數(shù)字城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的公眾版本。天地圖濰坊作為市一級(jí)天地圖建設(shè)節(jié)點(diǎn)，堅(jiān)持以“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)繪部門(mén)發(fā)布”、“專(zhuān)題數(shù)據(jù)應(yīng)用部門(mén)發(fā)布”為基本原則，通過(guò)測(cè)繪部門(mén)管理、維護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，向?yàn)H坊市各應(yīng)用部門(mén)和社會(huì)公眾提供統(tǒng)一的地理信息服務(wù)。

隨著天地圖濰坊的不斷推廣，用戶(hù)數(shù)越來(lái)越多，各級(jí)用戶(hù)對(duì)地理信息服務(wù)的應(yīng)用深度不斷延伸，迫切需要新型天地圖濰坊的設(shè)計(jì)理念。云計(jì)算的興起，它具有按需服務(wù)、虛擬化、高性能等特性，云的這種思想為解決上述問(wèn)題提出了一個(gè)新的解決思路，按照這種思路去設(shè)計(jì)天地圖濰坊模式，一來(lái)能夠解決現(xiàn)有問(wèn)題，二來(lái)可以將系統(tǒng)成果部署于云環(huán)境下，為后續(xù)相關(guān)內(nèi)容的擴(kuò)展提供基礎(chǔ)。

該文從天地圖濰坊建設(shè)的技術(shù)架構(gòu)建設(shè)、軟件平臺(tái)建設(shè)等方面探討云架構(gòu)下的天地圖市級(jí)節(jié)點(diǎn)建設(shè)的新思路。

1總體設(shè)計(jì)

1.1設(shè)計(jì)原則

(1)實(shí)時(shí)性。天地圖濰坊基于互聯(lián)網(wǎng)為社會(huì)公眾提供7×24小時(shí)不間斷的“一站式”地圖服務(wù)，使用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，提供實(shí)時(shí)地理信息服務(wù)。

(2)大數(shù)據(jù)性。天地圖濰坊除了集成傳統(tǒng)的各級(jí)比例尺矢量數(shù)據(jù)服務(wù)和多種分辨率的影像數(shù)據(jù)服務(wù)外，還包括全市域地名地址數(shù)據(jù)、主城區(qū)三維仿真數(shù)據(jù)和學(xué)校、旅游景點(diǎn)等千余個(gè)實(shí)景數(shù)據(jù)，后期還將集成街景數(shù)據(jù)，不斷增強(qiáng)數(shù)據(jù)豐富程度。

(3)高效性。天地圖濰坊具有數(shù)據(jù)量大、二三維一體化、用戶(hù)訪問(wèn)量多的特點(diǎn)，同時(shí)作為地理信息云計(jì)算分中心的定位，必須保證不同行業(yè)、不同部門(mén)的多個(gè)用戶(hù)同時(shí)并發(fā)訪問(wèn)時(shí)的效果，達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的性能指標(biāo)。

(4)高可擴(kuò)充性。天地圖濰坊除為社會(huì)公眾提供地圖顯示、公交查詢(xún)等基本功能外，還服務(wù)于教育、旅游、樓宇、數(shù)字社區(qū)等各部門(mén)，滿(mǎn)足多個(gè)專(zhuān)題應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)地理信息服務(wù)的需求，需要針對(duì)不同的專(zhuān)題系統(tǒng)定制個(gè)性化的應(yīng)用功能，具備較強(qiáng)的擴(kuò)充功能。

(5)高聯(lián)通性。作為濰坊市級(jí)節(jié)點(diǎn)，需要實(shí)現(xiàn)縱向上與天地圖國(guó)家、天地圖山東的連通，橫向上與濰坊市政府及有關(guān)部門(mén)的連通，并且集成各縣市區(qū)天地圖節(jié)點(diǎn)，最大發(fā)揮地理信息資源為全面服務(wù)社會(huì)公眾和提升城市地理信息資源開(kāi)發(fā)利用水平奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2體系架構(gòu)

天地圖濰坊應(yīng)用流行的云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)[4-5]，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)云架構(gòu)圖

(1)基礎(chǔ)設(shè)施層。通過(guò)華為fusion shpere云計(jì)算管理軟件將物理服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、負(fù)載均衡等進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IAAS)?；A(chǔ)設(shè)施層實(shí)現(xiàn)了硬件資源的虛擬化與動(dòng)態(tài)管理，通過(guò)負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)了高并發(fā)用戶(hù)下的快速響應(yīng)。

(2)數(shù)據(jù)層。通過(guò)NewMap服務(wù)發(fā)布引擎將多源數(shù)據(jù)，包括矢量、影像、三維、地名、實(shí)景等多種數(shù)據(jù)發(fā)布成web服務(wù)，用于系統(tǒng)建設(shè)。這些服務(wù)資源用于天地圖濰坊網(wǎng)站和旅游、教育、樓盤(pán)等應(yīng)用系統(tǒng)的搭建[6]。

(3)平臺(tái)層。運(yùn)用數(shù)據(jù)服務(wù)和NewMap提供的二次開(kāi)發(fā)接口，搭建平臺(tái)開(kāi)發(fā)環(huán)境，在用戶(hù)管理和服務(wù)總線的支撐下，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的智能搭建，和運(yùn)行維護(hù)管理。旅游、教育和樓盤(pán)都采用這種方式快速完成了專(zhuān)題系統(tǒng)的構(gòu)建工作[7]。

(4)軟件層。通過(guò)天地圖濰坊的門(mén)戶(hù)，在權(quán)限管理支持下實(shí)現(xiàn)了軟件的在線應(yīng)用與服務(wù)，為專(zhuān)題部門(mén)進(jìn)行專(zhuān)題數(shù)據(jù)編輯、專(zhuān)題分析提供了支持，實(shí)現(xiàn)了在線方式的軟件應(yīng)用模式[8]。

(5)用戶(hù)層。不同類(lèi)型的用戶(hù)都可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，使用pc終端和移動(dòng)終端訪問(wèn)天地圖濰坊門(mén)戶(hù)網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)了泛載應(yīng)用模式。

2關(guān)鍵技術(shù)

2.1虛擬化云計(jì)算環(huán)境與負(fù)載均衡

天地圖濰坊平臺(tái)是基于華為的FusionSphere云操作系統(tǒng)搭建私有云環(huán)境，用于天地圖濰坊云GIS服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)虛擬化技術(shù)，將主機(jī)的資源按需分配到天地圖濰坊以及各推廣應(yīng)用平臺(tái)，包含天地圖濰坊平臺(tái)、濰坊城建重點(diǎn)項(xiàng)目、濰坊旅游系統(tǒng)、濰坊教育系統(tǒng)等各種在線應(yīng)用系統(tǒng)，每個(gè)虛擬機(jī)的資源都可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置與調(diào)整。通過(guò)負(fù)載均衡方式處理來(lái)源于不同部門(mén)的高并發(fā)請(qǐng)求，通過(guò)對(duì)靜態(tài)資源的高速緩存，加快系統(tǒng)響應(yīng)速度(圖2)[9]。

圖2　虛擬化云計(jì)算環(huán)境

2.2平臺(tái)即服務(wù)(PAAS)實(shí)現(xiàn)

依托天地圖濰坊提供的二次開(kāi)發(fā)接口與服務(wù)資源，運(yùn)用系統(tǒng)提供專(zhuān)家智能裝配模板，針對(duì)不同的應(yīng)用進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)界面、數(shù)據(jù)服務(wù)資源和功能資源的靈活定制與裝配，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)及服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)模式，完成了濰坊旅游專(zhuān)題、濰坊教育專(zhuān)題和濰坊樓盤(pán)專(zhuān)題3個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的快速搭建與上線運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)即服務(wù)的云計(jì)算支持(圖3)[10]。

圖3　運(yùn)用PAAS方式搭建的濰坊旅游系統(tǒng)

2.3軟件即服務(wù)(SAAS)應(yīng)用模式

針對(duì)專(zhuān)題部門(mén)用戶(hù)缺乏專(zhuān)業(yè)工具編輯維護(hù)部門(mén)數(shù)據(jù)的情況，應(yīng)用天地圖濰坊建設(shè)了專(zhuān)題數(shù)據(jù)編輯系統(tǒng)，采用在線的模式為應(yīng)用部門(mén)提供在線的專(zhuān)題數(shù)據(jù)編輯支持，降低了專(zhuān)題數(shù)據(jù)編輯維護(hù)的難度與建設(shè)周期，拓展了天地圖的應(yīng)用模式(圖4)。

圖4　專(zhuān)題數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

3建設(shè)特色

(1)天地圖濰坊整體架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的環(huán)境支持，支持windows、linux等主流操作系統(tǒng)，提升了軟件應(yīng)用的跨平臺(tái)能力；支持虛擬化與云計(jì)算環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源的按需分配與基于負(fù)載的計(jì)算資源動(dòng)態(tài)調(diào)度，提高了網(wǎng)站運(yùn)行的保障能力；支持集群負(fù)載均衡部署，大大提升了海量用戶(hù)并發(fā)請(qǐng)求的處理能力。

(2)采用先進(jìn)的html5前端技術(shù)，支持從桌面pc到移動(dòng)設(shè)備的跨終端的訪問(wèn)支持，用戶(hù)通過(guò)不同設(shè)備上的不同操作系統(tǒng)下的瀏覽器統(tǒng)一訪問(wèn)網(wǎng)站。大大豐富了網(wǎng)站的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)了天地圖的泛載地圖應(yīng)用。

(3)二次開(kāi)發(fā)支持面向多類(lèi)型終端的接口，實(shí)現(xiàn)了PC、智能手機(jī)、平板電腦的多類(lèi)型統(tǒng)一開(kāi)發(fā)接口支持，為天地圖濰坊各應(yīng)用開(kāi)發(fā)單位提供了豐富的接口支持。

(4)優(yōu)化系統(tǒng)功能及完善用戶(hù)體驗(yàn)，出圖效率得到極大提升，同時(shí)支持慣性滑動(dòng)、動(dòng)態(tài)縮放等效果；提升了查詢(xún)效率及分詞算法，同時(shí)輔以視野過(guò)濾等手段，保障用戶(hù)更加方便快捷的命中目標(biāo)；快速確定自駕方案，并可動(dòng)態(tài)修訂起終點(diǎn)以及增刪途徑點(diǎn)，對(duì)比多種方案，同時(shí)與公交無(wú)縫集成智能切換；新增多種類(lèi)型的移動(dòng)分享通道，為公眾信息的交流和共享提供了更加人性化的途徑。

4結(jié)語(yǔ)

該文結(jié)合當(dāng)前天地圖建設(shè)的現(xiàn)狀，完成了天地圖濰坊的云架構(gòu)的總體設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，天地圖濰坊建設(shè)雖然取得了一定應(yīng)用成效和階段性成果，但隨著應(yīng)用不斷推廣，功能和數(shù)據(jù)還需不斷完善，將為社會(huì)公眾的衣食住行提供更加優(yōu)質(zhì)的地理信息服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔鐵軍.地理信息服務(wù)導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社，2009：7-8.

[2]黃瑞陽(yáng).地理信息服務(wù)注冊(cè)中心的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].鄭州:解放軍信息工程大學(xué),2010.

[3]李成名，李兵.從數(shù)字城市走向智慧城市[J].地理空間信息, 2013,(S1):8-10.

[4]王勇,李乃強(qiáng).天地圖地理信息公共服務(wù)平臺(tái)市級(jí)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A]//第十五屆華東六省一市測(cè)繪學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)[C].2014：76-78.

[5]翟永等.天地圖網(wǎng)站云架構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].通訊技術(shù),2010,(12)：81-84.

[6]曹全龍,徐建剛.天地圖市級(jí)節(jié)點(diǎn)建設(shè)方案探討[A]//第九屆長(zhǎng)三角科技論壇(測(cè)繪分論壇)[C].2013:324-326.

[7]中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院GIS所.NewMapServer參考手冊(cè)[S].2013.

[8]劉勇,李成名.基于業(yè)務(wù)模板的地理信息服務(wù)語(yǔ)義集成方法研究[J].測(cè)繪科學(xué),2011,(2)：84-87.

[9]路文娟，田宏紅.地理信息服務(wù)的城市綜合市情系統(tǒng)[J].測(cè)繪科學(xué)，2011,(6)：13-14.

[10]李德仁.數(shù)字城市+物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算=智慧城市[J].中國(guó)新通信，2011，(20)：46-47.

土地管理與規(guī)劃

技術(shù)方法

收稿日期：2015-07-21；

修訂日期：2015-09-27；編輯：王敏

作者簡(jiǎn)介：楊先連(1967—)，男，山東臨朐人，助理工程師，主要從事國(guó)土資源信息化工作；E-mail:wfsdlxxzx@163.com

中圖分類(lèi)號(hào)：P208;TP3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

Design and Implementation of Sky Map in Weifang City Based on Cloud Architecture

YANG Xianlian1, WANG Chaoran2

(1.Weifang Bureau of Land and Resources, Shandong Weifang 261041, China; 2. Liaocheng University, Shandong Liaocheng 252000, China)

Abstract:In this paper, present condition of the construction of sky map has been introduced, and the necessity and feasibility of the integration of sky map and cloud computing have been discussed. Combined with actual situation, thoughts on constructing framework of cloud architecture of Weifang sky map has been put forward, and the overall design and key technology of cloud architecture construction of Weifang sky map have been completed, and the characteristics and experiences of Weifang sky map construction have been summarized. It will provide some references for carrying out subsequent urban work.

Key words:Cloud Architecture; sky map of Weifang city; wisdom Weifang city; NewMap; virtualization