舒文強(qiáng)，肖 鄧，段松江，張少佳，吳鳳敏，錢(qián) 進(jìn)

（1. 重慶市地理信息和遙感應(yīng)用中心，重慶401147；2. 重慶市規(guī)劃和自然資源局，重慶401147）

隨著自然資源部的成立，土地、水、森林、草原、濕地及礦產(chǎn)等各類(lèi)自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)劃分到了自然資源部。2020年1月，自然資源部出臺(tái)了《自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)體系構(gòu)建總體方案》，明確了自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)、工作內(nèi)容、業(yè)務(wù)體系和組織實(shí)施分工等[1-2]。重慶市也正在逐步構(gòu)建自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)體系，明確了建設(shè)自然資源監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，為自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)應(yīng)用提供全過(guò)程管理支撐，實(shí)現(xiàn)自然資源時(shí)空數(shù)據(jù)的集成和統(tǒng)一管理，支撐調(diào)查監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)管理，提供智能統(tǒng)計(jì)分析評(píng)價(jià)服務(wù)，推動(dòng)自然資源監(jiān)管和成果共享應(yīng)用。

1 功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 功能設(shè)計(jì)

重慶市自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)由1 個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)、1個(gè)綜合服務(wù)子系統(tǒng)、4個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)構(gòu)成。1個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含自然資源時(shí)空數(shù)據(jù)和調(diào)查監(jiān)測(cè)成果管理數(shù)據(jù)，1 個(gè)綜合服務(wù)子系統(tǒng)就是調(diào)查監(jiān)測(cè)綜合服務(wù)子系統(tǒng)，4 個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)包含自然資源時(shí)空數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、調(diào)查監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)、分析評(píng)價(jià)預(yù)警子系統(tǒng)、成果共享應(yīng)用子系統(tǒng)。

系統(tǒng)將統(tǒng)籌調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、自然資源和空間地理數(shù)據(jù)庫(kù)、時(shí)空大數(shù)據(jù)庫(kù)等各類(lèi)數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建自然資源監(jiān)測(cè)管理應(yīng)用的時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)匯聚、管理、處理與服務(wù)能力。數(shù)據(jù)管理按照統(tǒng)一的信息分類(lèi)編碼體系、統(tǒng)一的信息資源目錄體系、統(tǒng)一的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)組織。

系統(tǒng)將構(gòu)建統(tǒng)一應(yīng)用的綜合服務(wù)系統(tǒng)，統(tǒng)籌自然資源監(jiān)測(cè)過(guò)程中數(shù)據(jù)展示、成果管理、分析預(yù)警、應(yīng)用共享等四大業(yè)務(wù)體系，集成、整合、繼承自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)類(lèi)信息系統(tǒng)的相關(guān)功能和數(shù)據(jù)，打通自然資源調(diào)查、監(jiān)測(cè)、管理、分析、評(píng)價(jià)、預(yù)警、應(yīng)用全業(yè)務(wù)鏈，形成整體的工作閉環(huán)。

1.2 平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)

1.2.1 綜合服務(wù)子系統(tǒng)

綜合服務(wù)子系統(tǒng)聯(lián)通數(shù)據(jù)和上層應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的匯聚和治理，以及負(fù)責(zé)整個(gè)自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，主要包含系統(tǒng)登錄接口對(duì)接、系統(tǒng)初始界面、應(yīng)用系統(tǒng)入口、用戶(hù)管理、數(shù)據(jù)匯聚、權(quán)限管理等。通過(guò)綜合服務(wù)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了便捷的用戶(hù)管理，并基于用戶(hù)權(quán)限對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)功能和數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分權(quán)限管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)匯聚更新，支持資源排行、數(shù)據(jù)庫(kù)新聞、匯聚動(dòng)態(tài)、熱點(diǎn)數(shù)據(jù)、資源使用和專(zhuān)題資源排行等內(nèi)容的展示與瀏覽。

1.2.2 時(shí)空數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，以及三維立體時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建技術(shù)，面向調(diào)查監(jiān)測(cè)的三維全景技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地、礦產(chǎn)、森林、草原、濕地、水等自然資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)快捷、有效地全流程信息查詢(xún)、時(shí)空關(guān)聯(lián)查詢(xún)，綜合查詢(xún)統(tǒng)計(jì)分析以及自然資源變化動(dòng)態(tài)更新[3]。

系統(tǒng)以目錄樹(shù)形式，建立形成覆蓋全市、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的自然資源監(jiān)測(cè)目錄，整合地下資源、地表基質(zhì)、地表覆蓋、管控管理數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)類(lèi)別、層次和關(guān)系，建立自然資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)目錄，形成數(shù)據(jù)共建、共享、共用的索引。利用自然資源時(shí)空數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)的二三維數(shù)據(jù)瀏覽引擎，采用二三維交互可視化表達(dá)方式，展示地上、地表和地下多維度空間的自然資源數(shù)據(jù)，二維方式展示地表或地上某一平面維度的自然資源狀況，三維方式展示具有地形地貌屬性特征或地上、地下空間的自然資源狀況。此外，基于自然資源時(shí)空數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)能力和時(shí)空管理能力，建立自然資源在不同時(shí)期，不同階段，不同狀態(tài)下的全流程的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成以時(shí)間為維度的全流程展示[4]。

1.2.3 調(diào)查監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)

調(diào)查監(jiān)測(cè)管理子系統(tǒng)采用“互聯(lián)網(wǎng)+”管理模式，實(shí)現(xiàn)國(guó)家自然資源部、重慶市規(guī)劃和自然資源局、其他行業(yè)部門(mén)、規(guī)劃和自然資源各業(yè)務(wù)處室以及區(qū)縣規(guī)劃和自然資源局等機(jī)構(gòu)單位縱向與橫向聯(lián)動(dòng)的數(shù)據(jù)管理和共享，包括調(diào)查監(jiān)測(cè)類(lèi)項(xiàng)目管理、業(yè)務(wù)流程監(jiān)管和成果管理模塊[4]。

針對(duì)不同的自然資源調(diào)查、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，建立涵蓋項(xiàng)目立項(xiàng)、項(xiàng)目資金、承擔(dān)單位、實(shí)施進(jìn)度、成果質(zhì)量等全流程的管理體系，保障項(xiàng)目建設(shè)的規(guī)范化、成果規(guī)范化、監(jiān)控的自動(dòng)化，便于實(shí)時(shí)查看項(xiàng)目進(jìn)度及質(zhì)量狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度和質(zhì)量的監(jiān)督、管理、控制等，具體包括項(xiàng)目創(chuàng)建、項(xiàng)目指派、進(jìn)度填報(bào)等功能，最終實(shí)現(xiàn)全局調(diào)查監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的統(tǒng)管[5]。

針對(duì)土地利用年度更新、自然資源常規(guī)監(jiān)測(cè)、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目建立固化的流程管理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目任務(wù)和數(shù)據(jù)資料的下發(fā)、成果上報(bào)、核實(shí)舉證、成果匯交等全流程任務(wù)和時(shí)間信息化管理支撐。

根據(jù)自然資源業(yè)務(wù)管理需要，對(duì)所有涉及自然資源調(diào)查、監(jiān)測(cè)相關(guān)成果進(jìn)行統(tǒng)一管理，包括由自然資源行業(yè)主管部門(mén)組織開(kāi)展、聯(lián)合發(fā)文開(kāi)展的以及其他行業(yè)部門(mén)開(kāi)展的自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)項(xiàng)目成果，實(shí)現(xiàn)全市所有自然資源的統(tǒng)一匯聚、管理及應(yīng)用。通過(guò)用戶(hù)角色及權(quán)限管理，系統(tǒng)將自動(dòng)為用戶(hù)提供不同的操作界面，支持用戶(hù)進(jìn)行成果登記，成果查詢(xún)及匯交等功能。

1.2.4 分析評(píng)價(jià)預(yù)警子系統(tǒng)

分析評(píng)價(jià)預(yù)警子系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)、遙感、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的多源數(shù)據(jù)調(diào)用技術(shù)，通過(guò)與綜合服務(wù)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，結(jié)合調(diào)查監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理需求，通過(guò)一系列設(shè)計(jì)的系統(tǒng)內(nèi)嵌式分析模型，按照分析要求自動(dòng)獲取或手動(dòng)輸入相關(guān)參數(shù)，生成定量化的分析結(jié)果，為規(guī)劃與自然資源管理提供決策支撐。同時(shí)基于系統(tǒng)設(shè)置的相關(guān)預(yù)警閾值指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)自然資源預(yù)警和綜合預(yù)警以及事中、事后督察聯(lián)動(dòng)管理等，具體功能包括模型庫(kù)管理、基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)、自定義專(zhuān)題統(tǒng)計(jì)、分析評(píng)價(jià)、預(yù)警聯(lián)動(dòng)等。

系統(tǒng)以資源保護(hù)、修復(fù)治理和開(kāi)發(fā)利用3 個(gè)板塊為代表，體現(xiàn)了對(duì)自然資源的保護(hù)優(yōu)先、開(kāi)發(fā)利用和修復(fù)治理同步的原則，從宏觀指標(biāo)的保護(hù)到空間范圍的保護(hù)，按照自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)（包括基礎(chǔ)指標(biāo)和復(fù)合指標(biāo)），開(kāi)展自然資源基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)，分類(lèi)、分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，形成基本的自然資源現(xiàn)狀和變化成果。對(duì)統(tǒng)計(jì)匯總結(jié)果按全市、各區(qū)縣、管理單元、資源類(lèi)型、年份等分別以列表、統(tǒng)計(jì)圖、統(tǒng)計(jì)表、專(zhuān)題圖等形式進(jìn)行展示。

同時(shí)，面向行政監(jiān)管和督查監(jiān)察執(zhí)法需求，實(shí)時(shí)鏈接調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、規(guī)劃管控、管理審批和經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)有預(yù)警分析模型和規(guī)則運(yùn)算，對(duì)約束性、強(qiáng)制性要素和指標(biāo)進(jìn)行分析和預(yù)警判別，發(fā)現(xiàn)規(guī)劃和自然資源問(wèn)題，形成問(wèn)題清單，自動(dòng)輸出報(bào)表、統(tǒng)計(jì)圖、分布圖、標(biāo)準(zhǔn)模板報(bào)告、空間數(shù)據(jù)及信息包，包括三線(xiàn)管控預(yù)警、閑置土地預(yù)警和違法用地預(yù)警等，并通過(guò)信息回饋實(shí)現(xiàn)跟蹤預(yù)警，實(shí)現(xiàn)事中監(jiān)管和事后監(jiān)督的業(yè)務(wù)閉環(huán)[6]。此外，對(duì)三調(diào)成果、林業(yè)二類(lèi)調(diào)查、濕地調(diào)查、水資源調(diào)查以及國(guó)土空間雙評(píng)價(jià)等成果進(jìn)行比對(duì)分析，厘清不同調(diào)查監(jiān)測(cè)工作之間的邏輯關(guān)系和數(shù)據(jù)差異及其原由，建立統(tǒng)一的基礎(chǔ)分析評(píng)價(jià)模型[7]。

1.2.5 成果共享應(yīng)用子系統(tǒng)

成果應(yīng)用共享子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的成果發(fā)布和成果應(yīng)用共享，主要包括展示當(dāng)前系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)共享及使用情況、系統(tǒng)資源目錄、熱點(diǎn)數(shù)據(jù)排行等，提供數(shù)據(jù)資源申請(qǐng)服務(wù)、接口調(diào)用服務(wù)、應(yīng)用案例和常用下載等服務(wù)以及覆蓋主流技術(shù)的二次開(kāi)發(fā)API，為政府部門(mén)、社會(huì)公眾提供方便快捷的應(yīng)用開(kāi)發(fā)支持，推動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新，擴(kuò)展價(jià)值空間[8]。

2 關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)及創(chuàng)新

自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)是一個(gè)龐大復(fù)雜的多服務(wù)系統(tǒng)，為支撐自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)管理工作，既涉及海量的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理分析，又涉及自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)各業(yè)務(wù)板塊子系統(tǒng)的銜接，同時(shí)還需要與自然資源領(lǐng)域國(guó)土空間信息平臺(tái)、自然資源和空間地理數(shù)據(jù)庫(kù)等其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)的共享融合。此外，自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)管理工作涉及面廣，用戶(hù)層級(jí)多、權(quán)限管理要求高，為保障系統(tǒng)安全，需要對(duì)用戶(hù)信息進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證與維護(hù)。

2.1 微服務(wù)架構(gòu)技術(shù)

自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，各子系統(tǒng)之間存在相互獨(dú)立的業(yè)務(wù)流程和彼此關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)交互，是一個(gè)大型的、復(fù)雜的多服務(wù)組成結(jié)構(gòu)。同時(shí)，自然資源領(lǐng)域國(guó)土空間信息平臺(tái)、自然資源和空間地理數(shù)據(jù)庫(kù)等自然資源領(lǐng)域其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)多接口對(duì)接和共享融合，涉及海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的處理分析[9]。

為保障平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行，解決海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的處理分析難點(diǎn)，同時(shí)維持各個(gè)子系統(tǒng)之間的低耦合性，平臺(tái)采用微服務(wù)架構(gòu)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)層面上的拆分，讓各子系統(tǒng)在共用同一個(gè)數(shù)據(jù)池的基礎(chǔ)上維持獨(dú)立服務(wù)，既實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行，也實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立更新與維護(hù)。

2.2 單點(diǎn)登錄技術(shù)

傳統(tǒng)的信息化系統(tǒng)中，用戶(hù)在進(jìn)入各個(gè)子系統(tǒng)時(shí)，都需要登錄，以便系統(tǒng)能獲取到用戶(hù)信息，在切換用戶(hù)信息過(guò)程中需要多次登錄，十分影響用戶(hù)體驗(yàn)，也容易造成用戶(hù)數(shù)據(jù)泄露，不利于系統(tǒng)安全。自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)引入單點(diǎn)登錄技術(shù)進(jìn)行用戶(hù)信息的認(rèn)證與維護(hù)，用戶(hù)只需要登錄一次就可以訪問(wèn)所有相互信任的應(yīng)用系統(tǒng)，即用戶(hù)登錄采用token 的方式，走統(tǒng)一認(rèn)證中心進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后即可訪問(wèn)各授權(quán)子系統(tǒng)，以達(dá)到一次登錄多處使用的目的。token由平臺(tái)的認(rèn)證中心統(tǒng)一加密生成，瀏覽器訪問(wèn)子系統(tǒng)資源時(shí)，將token信息綁定到http請(qǐng)求，子系統(tǒng)在本地緩存token，避免頻繁訪問(wèn)認(rèn)證中心造成資源浪費(fèi)，從而提高服務(wù)器響應(yīng)速度。當(dāng)token 失效時(shí)，認(rèn)證中心將通知所有已注冊(cè)子系統(tǒng)清除緩存中失效的to?ken信息。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文以自然資源監(jiān)測(cè)成果和遙感影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，充分利用GIS、RS和物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)研發(fā)出重慶市自然資源監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)。平臺(tái)建立了以自然資源統(tǒng)一調(diào)查監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的山水林田湖草專(zhuān)項(xiàng)調(diào)查、空間管控、物聯(lián)感知、資源開(kāi)發(fā)利用、生態(tài)修復(fù)等信息融合，形成自然資源管理“一張底板”、“一套數(shù)據(jù)”，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)管理業(yè)務(wù)全生命周期管理，保障自然資源管理工作數(shù)據(jù)的完整性、及時(shí)性。同時(shí)，平臺(tái)深度運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，打通了自然資源調(diào)查、監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)警及管理應(yīng)用全業(yè)務(wù)鏈，形成整體的工作閉環(huán)，支撐自然資源管理從周期性調(diào)查向動(dòng)態(tài)性監(jiān)測(cè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。目前該平臺(tái)已成功實(shí)現(xiàn)重慶市常規(guī)監(jiān)測(cè)、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)、土地變更調(diào)查等多個(gè)自然資源監(jiān)測(cè)的管理應(yīng)用和展示，為各級(jí)自然資源部門(mén)工作提供信息化支撐。今后將進(jìn)一步完善平臺(tái)功能，提高平臺(tái)功能可配置性以及功能模塊平衡性，切實(shí)為自然資源“兩統(tǒng)一”履職提供技術(shù)支撐保障。