張鵬程，楊梅，何華貴，徐志杰

(廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東 廣州 510060)

1 引 言

為了全面加快推進(jìn)智慧城市時空信息云平臺的試點建設(shè)，國家測繪地理信息局于2017年8月出臺了《智慧城市時空大數(shù)據(jù)與云平臺建設(shè)技術(shù)大綱》[1](2017版，以下簡稱《技術(shù)大綱》)，《技術(shù)大綱》明確規(guī)定了云平臺應(yīng)以計算存儲、數(shù)據(jù)、功能、接口和知識服務(wù)為核心，形成服務(wù)資源池，功能即服務(wù)作為服務(wù)資源池中的五大服務(wù)之一，是云平臺中的重要建設(shè)內(nèi)容。

本文以廣州市為例，詳細(xì)介紹了智慧廣州時空云平臺中功能即服務(wù)的模塊設(shè)計、功能實現(xiàn)以及使用實例等，可為其他城市開展類似的功能模塊提供借鑒和參考。

2 《技術(shù)大綱》對功能服務(wù)的要求

依據(jù)《技術(shù)大綱》，云平臺的功能即服務(wù)應(yīng)包括如下4類模塊，如圖1所示：①地圖必選模塊：包括注冊認(rèn)證、登錄認(rèn)證、權(quán)限認(rèn)證；地圖的放大、縮小、漫游、切換；距離、面積量測；屬性查詢、空間查詢、興趣點定位；二三維地圖瀏覽、歷史地圖切換、歷史資源疊加、歷史要素檢索展示等。②地圖可選模塊：包括服務(wù)加載；目錄瀏覽、查詢、訂閱和檢索；元數(shù)據(jù)注冊、查詢、下載、編輯、圖形預(yù)覽；角度量測；疊加、緩沖、最佳路徑、統(tǒng)計等空間分析；專題地圖；地理編碼；定制服務(wù)；數(shù)據(jù)發(fā)布；服務(wù)注冊、查詢、聚合和鏈接；服務(wù)元數(shù)據(jù)查詢、服務(wù)元數(shù)據(jù)自動更新；服務(wù)狀態(tài)監(jiān)測、服務(wù)統(tǒng)計分析。③地圖專業(yè)模塊包括保密處理、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、投影轉(zhuǎn)換等。④其他非地圖類的功能服務(wù)，包括訪問日志收集與分析、用戶注冊審核、用戶消息通知等。

圖1 時空云平臺對功能服務(wù)模塊

3 云平臺功能即服務(wù)設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 地圖必選功能服務(wù)設(shè)計與實現(xiàn)

地圖必選操作功能服務(wù)包括：①注冊認(rèn)證：當(dāng)新服務(wù)需要注冊時，系統(tǒng)提供對服務(wù)內(nèi)容的審批與認(rèn)證功能；②登錄認(rèn)證：當(dāng)用戶需要登錄平臺時，系統(tǒng)通過密碼輸入對用戶身份進(jìn)行安全認(rèn)證，如圖2所示；③權(quán)限認(rèn)證：當(dāng)用戶需要使用平臺某一部分系統(tǒng)功能或數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)通過權(quán)限關(guān)聯(lián)對該用戶信息進(jìn)行安全認(rèn)證；④地圖放大：對電子地圖進(jìn)行放大的操作；⑤地圖縮?。簩﹄娮拥貓D進(jìn)行縮小的操作；⑥地圖漫游：對電子地圖進(jìn)行拖動、視覺調(diào)整等操作；⑦地圖切換：對顯示地圖圖層進(jìn)行切換操作；⑧地圖比對：實現(xiàn)雙屏、三屏、四屏等多窗口的地圖對比，如圖3所示；⑨距離量測：量測地圖上任意兩點到多點的直線距離；⑩面積量測：對地圖上任意多邊形所覆蓋的面進(jìn)行面積量測；屬性查詢：提供根據(jù)地圖屬性值進(jìn)行查詢；空間查詢：提供識別查詢，用戶使用該工具點擊地圖要素，結(jié)果列表顯示識別查詢的實體要素以及要素屬性，高亮顯示要素實體；興趣點定位：通過查詢結(jié)果或者坐標(biāo)值對興趣點進(jìn)行圖上定位。

圖2 時空云平臺登錄認(rèn)證功能

圖3 時空云平臺地圖比對功能

3.2 地圖可選編輯功能服務(wù)設(shè)計與實現(xiàn)

地圖可選功能服務(wù)包括：①服務(wù)加載：系統(tǒng)對選擇的服務(wù)執(zhí)行加載操作；②目錄瀏覽：對服務(wù)目錄信息進(jìn)行瀏覽操作，如圖4所示；③目錄查詢：通過關(guān)鍵字等信息對目錄進(jìn)行查詢；④目錄訂閱：對選中目錄進(jìn)行訂閱的操作；⑤目錄檢索：對目錄信息進(jìn)行檢索的操作；⑥元數(shù)據(jù)注冊：對新增元數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)注冊的操作；⑦元數(shù)據(jù)查詢：通過關(guān)鍵字等信息對元數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；⑧元數(shù)據(jù)下載：對選中的元數(shù)據(jù)信息執(zhí)行下載的操作；⑨元數(shù)據(jù)編輯：對選擇的元數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改等信息編輯操作；⑩圖形預(yù)覽：能夠以縮略圖形式預(yù)覽服務(wù)圖層；角度量測：選擇兩坐標(biāo)位置后，提供角度量測功能；疊加分析：根據(jù)用戶選擇的疊加圖層與分析圖層進(jìn)行疊加，產(chǎn)生一個新要素層的操作，綜合了原來兩層要素所具有的屬性；緩沖分析：主要提供點查詢、拉框查詢、圓形查詢、多邊形查詢、點周邊查詢、線周邊查詢等，可以查詢緩沖區(qū)范圍內(nèi)用戶關(guān)注的信息，如圖5所示；最佳路徑分析：基于Webservice[2]開發(fā)路徑規(guī)劃接口，可對外提供路徑規(guī)劃服務(wù)。用戶輸入起始和目的地的位置以及時間最優(yōu)、費用最優(yōu)、是否走高速的路徑規(guī)劃需求，由路徑規(guī)劃服務(wù)輸出最優(yōu)路徑或多條備選路徑，并在地圖上進(jìn)行展示及模擬；空間統(tǒng)計：通過空間篩選，將選中的信息進(jìn)行統(tǒng)計計算；專題地圖：以表格、柱狀圖、餅狀圖、熱點圖等多種方式專題展示；地理編碼：系統(tǒng)提供在線地理編碼服務(wù)；定制服務(wù)：用戶可以勾選所需圖層，定制自己所需要的服務(wù)；服務(wù)注冊：服務(wù)注冊支持OGC[3]、天地圖、ArcGIS[4]等各種類型的服務(wù)注冊；服務(wù)查詢：可以根據(jù)服務(wù)關(guān)鍵字查詢檢索所需的服務(wù)；服務(wù)聚合和鏈接：在后臺將多個服務(wù)進(jìn)行聚合[5]，聚合后的服務(wù)作為一個新服務(wù)發(fā)布出來，用戶只需要對新的服務(wù)進(jìn)行調(diào)用即可得到聚合后的效果；服務(wù)元數(shù)據(jù)查詢：通過關(guān)鍵字等信息對服務(wù)元數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；服務(wù)元數(shù)據(jù)自動更新：服務(wù)修改更新時，服務(wù)元數(shù)據(jù)自動更新；服務(wù)狀態(tài)監(jiān)測：系統(tǒng)可監(jiān)測當(dāng)前的服務(wù)是否可用；服務(wù)統(tǒng)計分析：統(tǒng)計平臺某時間段內(nèi)各類服務(wù)被使用的流量，通過柱狀圖、表格形式展示統(tǒng)計結(jié)果。

圖4 時空云平臺目錄瀏覽功能

圖5 時空云平臺緩沖區(qū)分析功能

3.3 地圖專業(yè)功能服務(wù)設(shè)計與實現(xiàn)

地圖專業(yè)功能服務(wù)包括：①保密處理：按照國家數(shù)據(jù)保密要求，通過數(shù)據(jù)脫密插件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行保密處理；②坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：提供相同橢球基準(zhǔn)不同坐標(biāo)形式的轉(zhuǎn)換以及不同橢球基準(zhǔn)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[6，7]等，每個轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)均使用合適的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如圖6、圖7所示；③投影轉(zhuǎn)換：將一種地圖投影點的坐標(biāo)變換為另一種地圖投影點的坐標(biāo)的功能。

圖6 時空云平臺坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能C/S

圖7 時空云平臺坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能B/S

在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及投影轉(zhuǎn)換方面，智慧廣州時空云平臺針對廣州地方坐標(biāo)數(shù)據(jù)、北京1954坐標(biāo)數(shù)據(jù)、西安1980坐標(biāo)數(shù)據(jù)、WGS84坐標(biāo)數(shù)據(jù)、國家2000坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)API二次開發(fā)服務(wù)接口，實現(xiàn)幾類坐標(biāo)數(shù)據(jù)在平臺中互相轉(zhuǎn)換，圖6為C/S模式下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能界面，圖7為B/S模式下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能界面。

3.4 非地圖類功能服務(wù)設(shè)計與實現(xiàn)

非地圖類功能服務(wù)包括：①部門管理：提供部門機(jī)構(gòu)管理、部門用戶管理等功能操作；②用戶管理：提供用戶信息管理、用戶角色管理等功能操作；③角色管理：提供角色用戶管理、角色目錄管理、角色權(quán)限分配等功能，如圖8所示；④日志管理：提供用戶訪問日志、平臺運維日志、平臺異常日志、日志備份恢復(fù)等功能；⑤監(jiān)控管理：提供在線用戶監(jiān)控、在線時長統(tǒng)計、服務(wù)響應(yīng)時間、服務(wù)并發(fā)監(jiān)測、服務(wù)流量監(jiān)測等功能，如圖9所示；⑥服務(wù)管理：提供服務(wù)資源注冊、服務(wù)資源查詢、服務(wù)資源瀏覽、服務(wù)資源詳細(xì)查看、服務(wù)資源申請、服務(wù)資源更新與刪除、服務(wù)啟用/停用、服務(wù)資源下載等功能；⑦流程管理：提供對流程的增、刪、查、改以及對節(jié)點的管理等功能操作。

圖8 時空云平臺角色管理功能

圖9 時空云平臺監(jiān)控管理功能

智慧廣州時空云平臺的所有功能服務(wù)均是按照用戶在前端申請，平臺管理員在后臺進(jìn)行授權(quán)審批的模式：云平臺的用戶可在門戶網(wǎng)站首頁瀏覽、查看所有功能服務(wù)，如圖10所示；當(dāng)需要調(diào)用某個功能服務(wù)時，只需提交申請，經(jīng)平臺管理員在后臺運維管理子系統(tǒng)審批后，即可申請使用，如圖11所示。

圖10 云平臺門戶網(wǎng)站中的功能服務(wù)

圖11 運維管理子系統(tǒng)的后臺審批

4 結(jié) 語

本文以智慧廣州時空云平臺為例，介紹了平臺中功能即服務(wù)的設(shè)計與實現(xiàn)，得出如下主要結(jié)論：①功能即服務(wù)作為智慧城市時空云平臺服務(wù)資源池中的五大服務(wù)之一，其數(shù)量的多少、功能及易用性等是衡量云平臺功能是否強(qiáng)大的重要指標(biāo)；②智慧廣州時空云平臺按照《技術(shù)大綱》的要求，實現(xiàn)了地圖必選服務(wù)、地圖可選服務(wù)、非地圖類功能服務(wù)以及地圖專業(yè)功能服務(wù)等；③云平臺用戶通過前端門戶網(wǎng)站查看、瀏覽并申請相應(yīng)的功能服務(wù)，平臺管理員在后臺通過運維管理子系統(tǒng)進(jìn)行授權(quán)、審批，體現(xiàn)了服務(wù)資源池功能服務(wù)的“集中共享，分級管理”理念；④地圖即服務(wù)是智慧城市時空云平臺的基本功能，除地圖即服務(wù)之外，云平臺還包括計算存儲服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、接口服務(wù)、知識服務(wù)、地名地址引擎、業(yè)務(wù)流引擎、服務(wù)引擎、知識化引擎以及云服務(wù)系統(tǒng)等。