林良彬，陳澤鵬，吳永靜，方曉樂

（1.廣東省國土資源技術中心，廣東 廣州 510075）

多源異構GIS服務融合方法及其應用

林良彬1，陳澤鵬1，吳永靜1，方曉樂1

（1.廣東省國土資源技術中心，廣東 廣州 510075）

針對異構多源GIS平臺服務的深度融合問題，結合廣東省的實際省情，提出了“集中注冊-統(tǒng)一運維-全面監(jiān)控”的異構服務協(xié)同管理機制，實現(xiàn)了廣東省省市級GIS平臺服務的互聯(lián)互通，解決了省市級地理信息資源難以統(tǒng)籌利用的問題。

異構多源；地理信息平臺；省市互聯(lián)；廣東

地理信息公共服務平臺在地理信息空間框架數(shù)據(jù)基礎上，以GIS為主要管理工具，以網絡作為各種信息終端的底層支撐，為政府、企業(yè)和公眾提供地理信息服務[1]。2012-09-10全國有270多個地級城市在開展數(shù)字城市建設，截至2015年初，發(fā)展到了330多個地級城市，“十二五”結束，我國全部地級市將建成數(shù)字城市。

基礎地理信息服務平臺作為“數(shù)字城市”建設的重要內容，目前已有大量的研究和建設成果[1-7]。平臺通常采用面向服務架構（SoA）的理念與方法，通過基礎地理信息服務將服務提供方、服務使用方和服務管理方有機聯(lián)系并整合成為“公共服務平臺”總體架構，從而實現(xiàn)基礎地理信息資源與服務的管理調度及推送。廣東省委省政府和相關管理部門都十分重視地理信息服務平臺的應用，由廣東省國土資源廳統(tǒng)籌規(guī)劃并在全省范圍內大力推進數(shù)字城市地理空間框架的建設與應用；與此同時，省級平臺——廣東省地理信息公共服務平臺也全面開展實施[7]。

然而，隨著國家、省、市甚至縣級地理信息公共服務平臺建設的推進，隨之又出現(xiàn)了另外一種形式的“信息孤島”，即各級平臺如何互聯(lián)互通的問題。在文獻[8]中，國家“天地圖”采用了多節(jié)點協(xié)同服務的架構，各級負責各自的地理信息服務和數(shù)據(jù)的建設更新，國家“天地圖”管理者通過統(tǒng)一的控制體系對所有服務進行發(fā)現(xiàn)、狀態(tài)檢查、質量評價等。該方法通過oGC（open GIS consortium，開放地理空間信息聯(lián)盟）標準的服務注冊接入，實現(xiàn)了對國家、省、地市三級平臺的使用與監(jiān)測，維持各級的運行。但在該方法下，GIS的融合仍然不夠深入，上級無法對下級進行控制，如在省級地圖的7-17級，國家“天地圖”和省級“天地圖”只是可以切換調用。

在此背景下，本文針對多源異構GIS平臺服務的深度融合問題，提出了“集中注冊-統(tǒng)一運維-全面監(jiān)控”的異構服務協(xié)同管理機制，并將其應用于廣東省地理信息公共服務平臺的建設中，實現(xiàn)了廣東省省市級GIS平臺服務的互聯(lián)互通，解決了省市級地理信息資源難以統(tǒng)籌利用的問題。

1 廣東省市級地理信息平臺建設現(xiàn)狀

1.1 省級平臺建設

廣東省地理信息公共服務平臺原為珠江三角洲基礎地理信息公共平臺，是省政府貫徹落實《珠江三角洲改革發(fā)展規(guī)劃綱要（2008-2020年）》的重大項目。2012年4月正式啟動建設，平臺數(shù)據(jù)的覆蓋范圍和成果服務對象從珠江三角洲9市擴大到全省范圍，建設成果擴展成為廣東省地理信息公共服務平臺，2015年1月通過了專家驗收后正式啟動運行。廣東省地理信息公共服務平臺完成了全省基礎地理數(shù)據(jù)庫、政務版和公眾版地理信息數(shù)據(jù)庫與成果發(fā)布系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)上與國家、下與21個市地理信息公共服務平臺及地理信息數(shù)據(jù)庫的互聯(lián)互通，并向政府管理部門提供地理信息數(shù)據(jù)服務[4,9-10]。省級平臺目前已向省公安廳、住房城鄉(xiāng)建設廳、水利廳、應急辦、氣象局、糧食局、地震局、人力資源社會保障廳、文化廳、安全監(jiān)管局、統(tǒng)計局等13個部門提供數(shù)據(jù)服務支持，并達成合作共享意向。

1.2 地市級平臺建設

地市級地理信息平臺建設是貫徹落實科學發(fā)展觀、促進城市信息化的基礎工作，是數(shù)字中國、數(shù)字省區(qū)地理空間框架建設的重要組成部分。廣東省政府高度重視此項工作，立足于“加快轉型升級、建設幸福廣東”的目標，采取有效措施全面推進。2008年以來，經國家測繪地理信息局批準，廣東省21個地級市先后列為國家數(shù)字城市地理空間框架建設試點或推廣應用城市，是全國第一個全部立項并開展此項建設工作的省份[11-12]。廣州、惠州、深圳先后被國家測繪地理信息局授予“全國數(shù)字城市建設示范市”稱號。2013年4月，廣東21個地級市全部完成數(shù)字城市建設任務，成為全國率先完成數(shù)字城市地理空間框架建設的省份。

1.3 存在的問題

由于建設時間不一致，省內地市級數(shù)字平臺的建設并未采用統(tǒng)一的標準規(guī)范，使用的軟件體系也各不相同，如GeoGlobe、NewMapGIS、ArcGIS和Skyline等，因此形成了眾多互相隔離的信息孤島，導致地理信息服務的用戶范圍狹窄，平臺接口難以完全兼容，系統(tǒng)功能無法有效協(xié)同，成果利用效率低下，制約了地理信息服務的縱深突破與橫向拓展；系統(tǒng)的重復建設還造成了社會資源的浪費。

2 多源異構GIS平臺服務融合方法

在廣東省地理信息公共服務平臺的建設項目中，針對省內各地市異構多源GIS平臺服務的深度融合問題，本文提出了“集中注冊-統(tǒng)一運維-全面監(jiān)控”的異構服務協(xié)同管理機制，突破了服務接口統(tǒng)一、數(shù)據(jù)模型轉換、空間編碼匹配、服務質量管控、服務檢索和推薦等關鍵技術，實現(xiàn)了不同級別、不同架構GIS平臺服務的互聯(lián)互通，有效解決了地理信息資源難以統(tǒng)籌利用的問題。多源異構GIS平臺服務融合的設計架構如圖1所示。

圖1 多源異構GIS平臺服務融合架構

2.1 相關技術體系

1） B/S架構。采用Apache軟件基金會的Tomcat作為方案實施中間件。

2） JSP和Servlet開發(fā)技術。支持靈活多變的JAVA程序，可擴展基于Http協(xié)議的Web服務端。

3） GIS服務接口整合技術。將異構GIS平臺服務接口通過Servlet進行描述，在接收到某個服務的Http請求（Http Request）時，Servlet會調用對應服務接口程序進行Http響應（Http Response），從而實現(xiàn)對異構GIS服務的管理。

4）服務的統(tǒng)一注冊運維。GIS服務提供方接入系統(tǒng)平臺前需進行注冊，把相關的GIS服務調用方式存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，以資源的方式管理服務信息，以便調用時進行查詢。

5）服務的統(tǒng)一代理控制。代理控制通過反向代理機制為各種服務提供統(tǒng)一的代理出口，即設立一個方向代理服務器對GIS服務進行管理時，該服務器先對服務進行分析，獲取服務信息，分析不同的服務使用方式，然后進行轉發(fā)，同時針對服務的共性及特性對服務的使用權限進行控制。

6）服務的統(tǒng)一監(jiān)控與統(tǒng)計。利用代理統(tǒng)一管理入口，加入服務統(tǒng)計與接口監(jiān)控，實時記錄服務請求的時間、響應次數(shù)及流量等信息，并以此分析服務的健康程度以及服務效率。

2.2 技術流程

1）集中注冊。這是異構GIS服務融合的第一步，旨在集中組織GIS服務的相關信息。服務管理者對各地市異構GIS服務進行注冊并接入系統(tǒng)平臺，注冊時注明服務方式（如oGC標準的WMTS、SkyLine的MPT服務等），填入服務的相關屬性（如韶關市影像圖、廣東省地名地址服務等），服務流程如圖2所示。這些填入的相關信息將被收集并存入異構GIS服務信息數(shù)據(jù)庫中。地理信息服務平臺通過這些信息將服務按專題或者類型進行歸類并存入平臺資源中心，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇要調用的服務。

圖2 多源異構GIS服務集中注冊

2）統(tǒng)一運維。如圖3所示，平臺GIS服務管理員通過讀取異構GIS服務信息數(shù)據(jù)庫，使用關鍵字或名稱鏈接，獲取相關服務的地址、類型、范圍等；通過服務類型，選擇平臺中集成的服務管理工具；通過服務地址接入管理工具實現(xiàn)對該地址的權限控制與代理轉發(fā)等運維管理工作；最后將服務的管理信息寫入與異構GIS服務信息數(shù)據(jù)庫相關聯(lián)的GIS服務發(fā)布信息數(shù)據(jù)庫，從而支撐服務的監(jiān)控。

3）全面監(jiān)控。通過2）中的GIS服務發(fā)布信息庫，獲取GIS服務發(fā)布的代理地址，通過監(jiān)聽該定制對該服務的運行狀態(tài)、流量、使用時間等進行監(jiān)控。

圖3 多源異構服務統(tǒng)一運維

4）總體流程。當服務使用者想使用某項GIS服務時，需要向平臺發(fā)出申請，平臺通過權限驗證，確認申請有效后再批準。平臺通過1）進行服務內容的解析，再通過2）生成一個GIS服務的鏈接地址推送給服務使用者。在服務被調用的過程中，通過統(tǒng)計與監(jiān)控模塊對服務進行監(jiān)控。

3 省市應用

以廣東省東莞市為例，數(shù)字東莞地理信息公共服務平臺通過互聯(lián)互通欄目（圖4a）向省級注冊平臺申請地理信息服務。為了信息保密，服務會形成特定的訂單號。廣東省地理信息公共服務平臺則對推送的服務進行審核（圖4b），審核通過后，服務的信息將被錄入異構GIS服務信息數(shù)據(jù)庫。

圖4 東莞市GIS服務接入

廣東省地理信息公共服務平臺接入東莞市所推送的服務（圖5）后，廣東省地理信息公共服務平臺即可發(fā)布東莞市的相關服務。此外，通過后臺整合的GIS管理工具，根據(jù)接入服務的類型，實現(xiàn)對接入服務的監(jiān)控管理（圖6），從而將廣東省各地市的各類地理信息服務無縫地融入廣東省地理信息公共服務平臺中。

圖5 廣東省地理信息公共服務平臺接入管理

圖6 平臺服務監(jiān)控

4 結 語

本文描述了在廣東省地理信息公共服務平臺建設過程中，面對各地級市多源異構GIS平臺服務的深度融合問題，結合廣東省的實際省情，提出了“集中注冊-統(tǒng)一運維-全面監(jiān)控”的異構服務協(xié)同管理機制，實現(xiàn)了廣東省省市級GIS平臺服務的互聯(lián)互通和有效管理。

廣東省在2015年初編寫了廣東省數(shù)字縣（區(qū)）地理空間框架建設方案，開發(fā)了平臺的輕量化產品，并在此基礎上模擬發(fā)布了地圖數(shù)據(jù)，一些縣區(qū)級節(jié)點的地理信息服務通過多源異構GIS平臺服務融合方法已經初步實現(xiàn)了與省級平臺的對接，全面建設省、市、縣（區(qū)）地理信息公共服務平臺的互聯(lián)互通也將是2016～2017年的重要任務。

[1] 徐開明.地理信息公共服務平臺建設與現(xiàn)代測繪服務模式[J].地理信息世界,2006(3)：41-48

[2] 肖蘇勇,吳俐民,劉文軍.基于云計算的地理信息公共服務平臺應用與研究[J].測繪通報,2012(9)：78-80

[3] 李志剛,蔣捷,翟永,等.面向分布式服務聚合的“天地圖”總體技術架構[J].測繪地理信息,2012(5)：13-15

[4] 衛(wèi)東,周耀學,黃國平. 山西省地理信息公共服務平臺建設[J].測繪地理信息,2012(5)：67-69

[5] 黃蔚.國家地理信息公共服務平臺天地圖[J].衛(wèi)星應用,2014(1)：41-44

[6] 郭子敏.淺談數(shù)字大慶地理信息公共服務平臺建設[J].測繪與空間地理信息,2014(2)：113-115

[7] 曾元武,陳澤鵬,吳永靜,等. 廣東省地理信息公共平臺的建設及其應用[J].測繪通報,2014(6)：66-70

[8] 吳錦超,陳鑫祥.珠江三角洲基礎地理信息公共平臺建設與應用[J].測繪與空間地理信息,2014(8)：151-154

[9] 常原飛.城市基礎地理信息平臺關鍵技術研究[D].北京：中國科學院研究生院,2004

[10] 曾元武,陳澤鵬,鐘遠軍,等.數(shù)字城市地理信息公共平臺應用模式研究[J].測繪通報,2013(3)：36-39

[11] 陳鑫祥,吳永靜,萬寶林.“天地圖·廣東”數(shù)據(jù)建設及關鍵技術研究[J].地理信息世界,2013(4)：60-64

[12] 鐘遠軍,李照,黎慧斌,等.數(shù)字城市地理空間框架信息安全保障體系初探[J].測繪通報,2011(6)：60-61

P208

B

1672-4623（2016）08-0029-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.08.010

林良彬，高級工程師，主要從事數(shù)字城市地理空間框架、地理信息系統(tǒng)的研究工作。

2016-05-19。