張紅軍

(南京市測繪勘察研究院股份有限公司，江蘇 南京 210019)

0 引 言

地理信息公共平臺服務(wù)是以基礎(chǔ)地理空間信息資源為基礎(chǔ)，以地理空間框架數(shù)據(jù)為核心，利用現(xiàn)代信息服務(wù)技術(shù)，建立一個面向政府、公眾和行業(yè)用戶的、開放式的信息服務(wù)平臺，以便對各種分布式的、異構(gòu)的地理信息資源進行一體化組織與管理，在多重網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)各種信息資源的整合與共享，實現(xiàn)各類信息(空間或非空間)網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)。構(gòu)建地理信息公共服務(wù)平臺，對促進城市信息化的建設(shè)和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

2016年7月，《福州市新型智慧城市標(biāo)桿市頂層設(shè)計》(以下簡稱《頂層設(shè)計》)通過專家評審。《頂層設(shè)計》的精髓，一是數(shù)據(jù)的接入，二是城市大數(shù)據(jù)中心的建立和城市運營管理中心的建立。而福州市時空信息公共服務(wù)平臺項目，也正是在這樣的背景下提出的。本文闡述了福州市時空信息公共服務(wù)平臺項目的設(shè)計與實現(xiàn)。

1 系統(tǒng)設(shè)計思路

1.1 總體設(shè)計

根據(jù)福州市時空信息公共服務(wù)平臺的建設(shè)目標(biāo)和建設(shè)內(nèi)容，平臺的總體框架設(shè)計如圖1所示，主要包括了基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層、平臺服務(wù)層、服務(wù)支撐層和智慧應(yīng)用層等五個層次。

(1)基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層指計算機硬件支撐中心，解決政府信息資源的硬件支撐問題，主要由硬件集群、網(wǎng)絡(luò)集群、系統(tǒng)軟件以及OS等構(gòu)成，為各項數(shù)據(jù)承載和應(yīng)用服務(wù)提供基礎(chǔ)的軟硬件資源。

(2)數(shù)據(jù)資源層

數(shù)據(jù)資源層是城市的數(shù)據(jù)資源池，解決政府信息資源的更新完善和信息來源問題。包括空間信息數(shù)據(jù)庫、動態(tài)信息數(shù)據(jù)庫和公共信息數(shù)據(jù)庫的更新完善、數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)匯交、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)管理以及相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)，提供實時的城市時空信息數(shù)據(jù)。

(3)平臺服務(wù)層

平臺服務(wù)層部署城市信息基礎(chǔ)支撐平臺相關(guān)內(nèi)容的各種環(huán)境，包括引擎集、基礎(chǔ)支撐組件和應(yīng)用服務(wù)組件。其中，引擎集包括目錄服務(wù)引擎、數(shù)據(jù)交換引擎、表單引擎、三維引擎等；基礎(chǔ)組件包括接入網(wǎng)關(guān)超融合基礎(chǔ)架構(gòu)、前置數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、統(tǒng)一認(rèn)證及審計、數(shù)據(jù)仿真等；應(yīng)用組件包括單點登錄服務(wù)、訪問控制服務(wù)、組織模型服務(wù)、日志服務(wù)等。

(4)服務(wù)支撐層

服務(wù)支撐層包括三類服務(wù)支撐系統(tǒng)，解決政府信息資源應(yīng)用支撐問題。三類服務(wù)支撐系統(tǒng)是空間信息服務(wù)支撐分系統(tǒng)、動態(tài)信息服務(wù)支撐分系統(tǒng)和公共信息服務(wù)支撐分系統(tǒng)。

(5)智慧應(yīng)用層

智慧應(yīng)用層包括七個專題服務(wù)示范，解決政府信息資源的信息應(yīng)用問題。七個專題服務(wù)示范主要包括智慧交通專題服務(wù)示范、網(wǎng)格化管理專題服務(wù)示范、車輛管理專題服務(wù)示范、流動人群分析、環(huán)境污染影響分析、樓宇經(jīng)濟精細化管理主題、就業(yè)狀況分析等專題服務(wù)示范。

1.2 功能設(shè)計

系統(tǒng)為C/S和B/S混合架構(gòu)，基于.NET和VUE.JS技術(shù)體系，數(shù)據(jù)庫采用Oracle 11g版本，基礎(chǔ)GIS軟件采用ESRI ArcGIS 10.4。福州市時空信息公共服務(wù)平臺之空間信息服務(wù)支撐分系統(tǒng)包括平臺門戶子系統(tǒng)、服務(wù)目錄子系統(tǒng)、服務(wù)監(jiān)控子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)入庫子系統(tǒng)四大系統(tǒng)，各子系統(tǒng)功能組件圖如圖1所示：

圖1 空間信息服務(wù)支撐分系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能組件設(shè)計圖

(1) 平臺門戶子系統(tǒng)

門戶子系統(tǒng)包括門戶首頁、數(shù)據(jù)資源、開發(fā)中心、個人中心、應(yīng)用展示等模塊。

(2) 服務(wù)目錄子系統(tǒng)

服務(wù)目錄子系統(tǒng)包括服務(wù)注冊、服務(wù)更新、服務(wù)申請、服務(wù)審批、資源查詢、服務(wù)資源目錄、資源詳情等模塊。

(3) 服務(wù)監(jiān)控子系統(tǒng)

服務(wù)監(jiān)控子系統(tǒng)提供服務(wù)監(jiān)測功能，包括任務(wù)管理、服務(wù)管理、使用信息、服務(wù)鑒權(quán)、目錄管理、應(yīng)用對接管理、資源統(tǒng)計等模塊。

(4) 數(shù)據(jù)入庫子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)入庫子系統(tǒng)實現(xiàn)對綜合數(shù)據(jù)的入庫、更新管理，更新日志的查詢，圖層控制等功能模塊。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 基于SOA的Service GIS構(gòu)建地理信息服務(wù)平臺

系統(tǒng)軟件架構(gòu)采用面向服務(wù)的軟件架構(gòu)(Service-Oriented Architecture),即SOA。它將應(yīng)用程序的不同功能單元(稱為服務(wù))通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進行定義的，它應(yīng)該獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。這使得構(gòu)建在各種這樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進行交互。

2.2 信息資源規(guī)劃(IRP)技術(shù)

信息資源規(guī)劃是指對管理所需要的信息，全面系統(tǒng)的做好從采集、處理、傳輸?shù)绞褂玫囊?guī)劃?？梢酝ㄟ^信息資源規(guī)劃梳理業(yè)務(wù)流程、明確信息需求、建立信息標(biāo)準(zhǔn)和信息系統(tǒng)模型，再用這些標(biāo)準(zhǔn)和模型來衡量現(xiàn)有的信息系統(tǒng)及各種應(yīng)用，符合要求的將繼承并加以整合，不符合要求的將進行改造優(yōu)化或重新開發(fā)，從而穩(wěn)步推進信息化建設(shè)。

2.3 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)

福州市時空信息公共服務(wù)平臺中需要頻繁的記錄和查詢系統(tǒng)日志，對于數(shù)據(jù)庫的實時性有較高的要求，因此我們采用了H2數(shù)據(jù)庫的內(nèi)存版來解決此問題。H2數(shù)據(jù)庫是一個開源的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，是一個嵌入式數(shù)據(jù)庫引擎，采用java語言編寫，不受平臺的限制，同時H2提供了一個十分方便的web控制臺用于操作和管理數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。它還提供兼容模式，可以兼容一些主流的數(shù)據(jù)庫，提供JDBC、ODBC訪問接口。H2數(shù)據(jù)庫有較好的兼容性，支持相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的sql標(biāo)準(zhǔn)，支持集群。

2.4 基于分布式網(wǎng)絡(luò)GIS服務(wù)技術(shù)

福州市時空信息公共服務(wù)平臺，要處理大量的信息數(shù)據(jù)，受到網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議、實時訪問量、帶寬占用等約束，如何將用戶請求和結(jié)果數(shù)據(jù)有效地傳輸，成為影響系統(tǒng)性能的重要因素。福州市時空信息公共服務(wù)平臺依托大型的智慧城市信息基礎(chǔ)支撐平臺構(gòu)建的分布式WebGIS服務(wù)平臺，不僅具備空間數(shù)據(jù)操作、發(fā)布功能，而且還具備處理大量用戶的并發(fā)訪問的能力，確保系統(tǒng)響應(yīng)的速度和對服務(wù)器資源的最少占用，保證服務(wù)工作順利開展。

2.5 在線分析處理與數(shù)字儀表盤技術(shù)

項目采用多維數(shù)據(jù)庫(Multi Dimensional Database，MDD)、在線分析處理(OLAP)以及數(shù)字“儀表盤”等技術(shù)，實現(xiàn)城市時空信息資源總量、結(jié)構(gòu)、布局、分布、時序、趨勢等綜合統(tǒng)計分析，實現(xiàn)基于時空信息的數(shù)據(jù)挖掘，為領(lǐng)導(dǎo)宏觀決策提供了科學(xué)的分析依據(jù)。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 平臺門戶子系統(tǒng)

門戶子系統(tǒng)是對用戶在線提供空間信息資源及空間服務(wù)的入口，用戶通過時空信息基礎(chǔ)支撐平臺的單點登錄就可以訪問平臺門戶系統(tǒng)；門戶系統(tǒng)是數(shù)字辦或委辦局各類數(shù)據(jù)資源、各種應(yīng)用系統(tǒng)的集中展示中心。實現(xiàn)一站式服務(wù)，同時向政府、企事業(yè)單位提供全方位、不同層次的政務(wù)空間信息和公共空間信息服務(wù)。

3.2 服務(wù)目錄子系統(tǒng)

服務(wù)目錄管理子系統(tǒng)為分系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)服務(wù)提供統(tǒng)一的管理界面，包括平臺服務(wù)資源的檢索查看、服務(wù)的申請與注冊、服務(wù)審批等功能，保證用戶能實現(xiàn)對空間信息的在線獲取與應(yīng)用。

3.3 服務(wù)監(jiān)控子系統(tǒng)

服務(wù)監(jiān)控子系統(tǒng)提供服務(wù)監(jiān)測功能，使管理員能夠查看服務(wù)使用情況、服務(wù)資源統(tǒng)計情況、平臺運行狀態(tài)等，發(fā)現(xiàn)問題或故障能及時報警，確保服務(wù)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境正常、安全運行，保障平臺安全、穩(wěn)定、高效的運行。

圖2 服務(wù)監(jiān)控子系統(tǒng)主界面

3.4 數(shù)據(jù)入庫子系統(tǒng)

空間信息服務(wù)支撐分系統(tǒng)所管理的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)空間信息數(shù)據(jù)、地下管線數(shù)據(jù)、地表部件數(shù)據(jù)、地下空間數(shù)據(jù)、地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。空間信息服務(wù)支撐分系統(tǒng)所應(yīng)用管理的數(shù)據(jù)類型眾多、格式復(fù)雜、時間特征明顯，需要通過數(shù)據(jù)入庫子系統(tǒng)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的入庫、更新管理，在利用好現(xiàn)勢性數(shù)據(jù)的同時確保歷史數(shù)據(jù)的完整性。

4 結(jié) 語

福州市時空信息公共服務(wù)平臺之空間信息服務(wù)支撐分系統(tǒng)采用集中式數(shù)據(jù)管理，以網(wǎng)絡(luò)化的地圖與地理信息服務(wù)為表現(xiàn)形式，采用了面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)、信息資源規(guī)劃技術(shù)、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)、基于分布式的網(wǎng)絡(luò)GIS服務(wù)技術(shù)等信息化技術(shù)。將城市信息資源池的多種基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)以 WMS、WFS等形式發(fā)布，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)共享、權(quán)限控制、空間數(shù)據(jù)發(fā)布及服務(wù)監(jiān)控等功能，從而促進各部門空間地理信息的共享和廣泛應(yīng)用，為各行業(yè)的應(yīng)用提供權(quán)威的、精確的、現(xiàn)勢性較好的地理空間數(shù)據(jù),為接入平臺的各個系統(tǒng)提供專題數(shù)據(jù)服務(wù).同時，以城市信息基礎(chǔ)支撐平臺為主要開發(fā)與應(yīng)用平臺，為開展后期的智慧應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。

福州市時空信息公共服務(wù)平臺之空間信息服務(wù)支撐分系統(tǒng)還產(chǎn)生巨大的社會效益，提升城市形象，加快城市信息化建設(shè)，提高政府宏觀決策能力，減少相關(guān)決策失誤或調(diào)控措施出臺滯后而引起的損失，保證城市可持續(xù)發(fā)展。