蔡 磊 張 沖 劉永軒 張宏年 吳 飛 楊川石

(1. 北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院, 北京 100038; 2. 城市空間信息工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100038)

0 引言

新型冠狀病毒肺炎是近百年來人類遭遇的影響范圍最廣的全球性大流行病,對(duì)全世界是一次嚴(yán)重危機(jī)和嚴(yán)峻考驗(yàn)。人類生命安全和健康面臨重大威脅[1]。北京市自2020年6月11日0時(shí)～7月5日24時(shí),累計(jì)報(bào)告本地確診病例335例[2],首都疫情防控形勢(shì)嚴(yán)峻。

在突發(fā)公共衛(wèi)生事件中,疫情的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)政府與公共機(jī)構(gòu)具有重要的意義,政府與公共機(jī)構(gòu)借助疫情的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀等活動(dòng),民眾可以借助數(shù)據(jù)展開自我防護(hù)工作[3]。因此,在疫情期間及時(shí)通過信息化的手段來發(fā)布疫情信息,對(duì)疫情防控工作有著至關(guān)重要的作用。

當(dāng)前,全國各大媒體平臺(tái)對(duì)新冠肺炎疫情進(jìn)行了各種形式的信息發(fā)布,如以文本通報(bào)形式的國家衛(wèi)健委的每日疫情通報(bào)[4];以可交互式疫情地圖形式發(fā)布的百度疫情實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)報(bào)告地圖[5]、丁香園·丁香醫(yī)生疫情實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地圖[6]、騰訊新聞疫情實(shí)時(shí)追蹤地圖[7]等;還有以小程序形式發(fā)布的國務(wù)院客戶端小程序[8]、北京“健康寶”小程序[9]等。但從整體來看,網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的疫情實(shí)時(shí)地圖報(bào)告或大數(shù)據(jù)報(bào)告形式基本一致,在中國地圖上,以不同深淺的紅色表示各省疫情的輕重。同時(shí),配以文本表格羅列具體的感染人數(shù)[3]。在選擇各省市查看疫情信息時(shí),只能細(xì)化到該省市的下一級(jí)行政區(qū),即地級(jí)行政區(qū)。以北京市為例,能查看到的最詳細(xì)一級(jí)的疫情信息是以東城、西城、朝陽、豐臺(tái)、石景山、海淀、門頭溝、房山、通州、順義、昌平、大興、懷柔、平谷、密云、延慶等16個(gè)區(qū)為單位的疫情信息,如各區(qū)的確診病例數(shù)、各區(qū)的無新增病例的天數(shù)等,卻無法查詢自己所在街道、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的疫情信息,疫情信息的顆粒度較粗,對(duì)于公眾了解自身周邊的疫情動(dòng)態(tài)和采用相應(yīng)的防護(hù)措施產(chǎn)生了不同程度的影響。

因此,本文通過將疫情信息的顆粒度細(xì)化到街道鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)別,并基于SuperMap iServer平臺(tái)搭建了北京市新冠肺炎疫情信息平臺(tái),發(fā)布疫情信息專題服務(wù),在Web前端與“天地圖”平臺(tái)的在線地圖服務(wù)進(jìn)行集成,實(shí)現(xiàn)了細(xì)化到街道、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的疫情信息查詢展示功能,及時(shí)向社會(huì)公眾進(jìn)行發(fā)布,為疫情防控決策提供了參考和支持。

1 相關(guān)技術(shù)平臺(tái)

1.1 “天地圖”平臺(tái)

“天地圖”是國家測(cè)繪地理信息局(現(xiàn)國家自然資源部)主導(dǎo)建設(shè)的國家地理信息公共服務(wù)平臺(tái),它是“數(shù)字中國”的重要組成部分。天地圖于2011年發(fā)布,它的目的在于促進(jìn)地理信息資源共享和高效利用,提高測(cè)繪地理信息公共服務(wù)能力和水平,改進(jìn)測(cè)繪地理信息成果的服務(wù)方式,更好地滿足國家信息化建設(shè)的需要,為社會(huì)公眾的工作和生活提供方便[10-11]。自2017年7月1日起施行的《中華人民共和國測(cè)繪法》[12]第四十條和自2016年1月1日起施行的《地圖管理?xiàng)l例》[13]第六條都明確規(guī)定:通過地理信息公共服務(wù)平臺(tái)向社會(huì)提供地理信息公共服務(wù),實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)開放共享。因此,“天地圖”是社會(huì)公眾獲取測(cè)繪地理信息資源官方、正規(guī)、合法的有效平臺(tái)。

本文通過調(diào)用天地圖平臺(tái)的在線地圖服務(wù),包括矢量底圖/注記、影像底圖/注記作為北京市新冠肺炎疫情信息平臺(tái)的基礎(chǔ)底圖。

1.2 SuperMap iServer服務(wù)發(fā)布平臺(tái)

SuperMap iServer是北京超圖軟件股份有限公司基于Jakarta EE平臺(tái)和SuperMap iObjects Java構(gòu)建的面向服務(wù)式架構(gòu)的企業(yè)級(jí)地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)產(chǎn)品,它以面向服務(wù)的組件形式將GIS功能部署在服務(wù)器上。能夠管理、發(fā)布和無縫聚合多源服務(wù),包括表述性狀態(tài)遷(Representational State Transfer，REST)服務(wù)、開放地理空間信息聯(lián)盟(Open Geospatial Consortium，OGC)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)(Web Map Service，WMS)、網(wǎng)絡(luò)地圖瓦片服務(wù)(Web Map Tile Service，WMTS)、網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)(Web Feature Service，WFS)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)(Web Coverage Service，WCS)、網(wǎng)絡(luò)地理信息處理服務(wù)(Web Processing Service，WPS)、網(wǎng)絡(luò)目錄服務(wù)(Catalogue Service for the Web，CSW)等。作為一款服務(wù)式GIS產(chǎn)品,能全面地支持面向服務(wù)的架構(gòu)(Service-Oriented Architecture,SOA),通過對(duì)多種SOA實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)與空間信息服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的支持,可以使用于各種SOA架構(gòu)體系中,與其他IT業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行無縫的異構(gòu)集成,從而可以更容易地讓應(yīng)用開發(fā)者快速構(gòu)建敏捷的應(yīng)用系統(tǒng)[14]。

1.3 SuperMap iClient客戶端開發(fā)平臺(tái)

SuperMap iClient是空間信息和服務(wù)的可視化交互開發(fā)平臺(tái),是SuperMap服務(wù)器系列產(chǎn)品的統(tǒng)一客戶端。產(chǎn)品基于統(tǒng)一的架構(gòu)體系,面向Web端和移動(dòng)端提供了多種類型的軟件開發(fā)工具包(Software Development Kit,SDK)開發(fā)包,支持JavaScript、Flash、Silverlight、Android、iOS等多種語言平臺(tái),幫助用戶快速構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)富客戶端和輕量級(jí)移動(dòng)端GIS應(yīng)用[15]。目前,SuperMap iClient客戶端開發(fā)平臺(tái)已在多個(gè)行業(yè)得到了應(yīng)用[16-18]。

北京市新冠肺炎疫情信息平臺(tái)是“天地圖·北京”[19]的子欄目,基于B/S(瀏覽器/服務(wù)器模式，Browser/Server)架構(gòu)進(jìn)行搭建,用戶以瀏覽器的形式與平臺(tái)進(jìn)行交互,因此平臺(tái)開發(fā)選取SuperMap iClient JavaScript開發(fā)包,利用其封裝好的API實(shí)現(xiàn)地圖服務(wù)調(diào)用、圖層疊加、疫情信息展示等相關(guān)功能。

2 平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 平臺(tái)總體架構(gòu)

北京市新冠肺炎疫情信息平臺(tái)作為“天地圖·北京”的子欄目,是一個(gè)B/S架構(gòu)的WebGIS平臺(tái)。最大的需求是在Web前端集成天地圖的在線地圖服務(wù),并展示SuperMap iServer發(fā)布的疫情信息專題圖層。為了更好地將數(shù)據(jù)專題和Web前端表現(xiàn)進(jìn)行區(qū)分,我們?cè)诙咧虚g加入了邏輯層,對(duì)二者進(jìn)行更好的組織,因此,我們將平臺(tái)的總體架構(gòu)分為數(shù)據(jù)層、邏輯層和表現(xiàn)層,如圖1所示。

圖1 北京市新冠肺炎疫情信息平臺(tái)總體架構(gòu)

數(shù)據(jù)層以O(shè)racle關(guān)系型數(shù)據(jù)庫為存儲(chǔ)容器,通過SuperMap SDX+空間數(shù)據(jù)庫引擎[20]建立空間數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)疫情信息的空間和屬性數(shù)據(jù)的一體化存儲(chǔ),便于疫情信息專題圖層的維護(hù)和管理,為查詢、統(tǒng)計(jì)、分析提供數(shù)據(jù)支持。

邏輯層以SuperMap iServer為容器,對(duì)天地圖的在線地圖服務(wù)和基于iServer發(fā)布的疫情信息Rest服務(wù)進(jìn)行集成,同時(shí)接受Web端用戶的瀏覽或查詢請(qǐng)求,建立與數(shù)據(jù)庫連接的通道,向Web端反饋處理結(jié)果。

表現(xiàn)層是在Web端調(diào)用天地圖的在線地圖服務(wù),疊加北京市中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)、各區(qū)無新增病例天數(shù)、各區(qū)累計(jì)本地確診病例人數(shù)、確診病例市場(chǎng)和核酸檢測(cè)機(jī)構(gòu)等五類疫情相關(guān)信息進(jìn)行查詢和展示,使社會(huì)公眾能夠借助“天地圖·北京”互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)了解北京市新冠肺炎疫情的具體情況。

2.2 疫情信息專題數(shù)據(jù)及更新機(jī)制

疫情信息專題數(shù)據(jù)是公眾最為關(guān)心的內(nèi)容,因此根據(jù)社會(huì)公眾對(duì)疫情信息了解的需求,并結(jié)合北京市新冠肺炎疫情數(shù)據(jù)的實(shí)際情況,平臺(tái)將疫情信息分為北京市中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)(街鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí))、各區(qū)無新增病例天數(shù)、各區(qū)累計(jì)本地確診病例人數(shù)、確診病例市場(chǎng)和核酸檢測(cè)機(jī)構(gòu)等五類,具體數(shù)據(jù)的內(nèi)容和形式見表1。

表1 疫情信息專題數(shù)據(jù)的內(nèi)容和形式

在數(shù)據(jù)加工工作中,我們對(duì)平臺(tái)里的疫情數(shù)據(jù)分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩類進(jìn)行更新。北京市中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)對(duì)應(yīng)的空間數(shù)據(jù)為全市333個(gè)街鄉(xiāng)鎮(zhèn),屬性數(shù)據(jù)為333個(gè)街鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)應(yīng)的高、中、低風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別;各區(qū)無新增病例天數(shù)、各區(qū)累計(jì)本地確診病例人數(shù)對(duì)應(yīng)的空間數(shù)據(jù)為全市的16個(gè)區(qū),對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)為以區(qū)為單元的各區(qū)無新增病例天數(shù)和各區(qū)累計(jì)本地確診病例人數(shù);確診病例市場(chǎng)和核酸檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的空間信息為空間點(diǎn)數(shù)據(jù),確診病例市場(chǎng)空間點(diǎn)對(duì)應(yīng)其名稱、地址,核酸檢測(cè)機(jī)構(gòu)空間點(diǎn)對(duì)應(yīng)其名稱、地址、電話等屬性信息。對(duì)于前三類數(shù)據(jù)僅需對(duì)其屬性信息進(jìn)行修改,而后兩類則需根據(jù)需要同時(shí)進(jìn)行修改?？臻g數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)編輯完成后經(jīng)過兩級(jí)檢查的質(zhì)量控制后,由SuperMap iSever進(jìn)行服務(wù)發(fā)布和管理,以天為更新周期。

2.3 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

北京市新冠肺炎疫情信息平臺(tái)的功能設(shè)計(jì),實(shí)際上是對(duì)平臺(tái)Web前端的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。平臺(tái)面向的對(duì)象是公眾,基于易用性原則,我們將平臺(tái)功能分為基礎(chǔ)的地圖瀏覽模塊和核心的疫情專題查詢展示模塊,具體如圖2所示。地圖瀏覽模塊實(shí)現(xiàn)WebGIS基本的地圖瀏覽、縮放、切換等功能。疫情專題查詢展示模塊針對(duì)5類疫情信息進(jìn)行查詢展示,形成5張專題信息圖層,它們是北京市中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)圖、各區(qū)無新增病例分布圖、各區(qū)累計(jì)本地確診病例分布圖、確診病例市場(chǎng)分布圖、核酸檢測(cè)機(jī)構(gòu)分布圖。它們能隨比例尺的縮放進(jìn)行不同詳盡程度的展示。以上5類疫情專題信息保持每日更新,其中,高、中風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)信息來源于國務(wù)院疫情風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)查詢客戶端小程序,各區(qū)無新增病例數(shù)、各區(qū)累計(jì)本地確診病例數(shù)、確診病例市場(chǎng)和核酸檢測(cè)機(jī)構(gòu)等信息均來源于北京市衛(wèi)生健康委員會(huì)官方網(wǎng)站。

圖2 北京市新冠肺炎疫情信息平臺(tái)功能

3 平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)

本平臺(tái)以Eclipse為集成開發(fā)環(huán)境,采用JavaScript腳本語言進(jìn)行編程。開發(fā)完成了北京市新冠肺炎疫情信息平臺(tái),包括地圖瀏覽模塊、疫情專題查詢展示模塊兩部分。地圖瀏覽模塊實(shí)現(xiàn)了基本地圖瀏覽功能,如平移、縮放、矢量底圖和影像底圖的切換等。疫情專題查詢展示模塊實(shí)現(xiàn)了街鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)的北京市中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)圖、各區(qū)無新增病例分布圖、各區(qū)累計(jì)本地確診病例分布圖、確診病例市場(chǎng)分布圖(圖3)、核酸檢測(cè)機(jī)構(gòu)分布圖(圖4)等5類專題圖層的展示。

圖3 確診病例市場(chǎng)分布圖(局部)

圖4 核酸檢測(cè)機(jī)構(gòu)分布圖(局部)

4 結(jié)束語

本文基于SuperMap iServer平臺(tái)和天地圖的在線地圖服務(wù)搭建了北京市新冠肺炎疫情信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了細(xì)化到街鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)的北京市中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)圖、各區(qū)無新增病例分布圖、各區(qū)累計(jì)本地確診病例分布圖、確診病例市場(chǎng)分布圖、核酸檢測(cè)機(jī)構(gòu)分布圖等5類疫情專題查詢信息的展示。通過建立每日更新的機(jī)制,及時(shí)向社會(huì)公眾發(fā)布疫情信息。其中,細(xì)化到街道、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)的中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)范圍圖,被新華網(wǎng)采用發(fā)布了四期北京市中高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)地圖(街鄉(xiāng)鎮(zhèn)圖),全網(wǎng)閱讀量高達(dá)2 300萬人次,受到了極大的關(guān)注。下一步工作中,需繼續(xù)細(xì)化疫情信息展示的顆粒度,如中、高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)可進(jìn)一步細(xì)化到社區(qū)、村級(jí);確診病例可細(xì)化到病人的居住小區(qū);還應(yīng)加入流調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空展示等。希望通過不斷地改進(jìn),該平臺(tái)能對(duì)北京市的疫情防控工作發(fā)揮更大的作用。