天津市基础环保地理信息公共服务平台设计与应用

王少一，于海波，蒋许锋

(天津市测绘院，天津 300381)

天津市基础环保地理信息公共服务平台设计与应用

王少一∗，于海波，蒋许锋

(天津市测绘院，天津 300381)

环境保护是我国可持续发展的基础性工作，环境信息化建设的重要性日渐突显。本文在天津市地理信息公共服务平台的基础上，增加了环保行业基础空间数据和环保业务数据，设计并实现了天津市环保基础地理信息公共服务平台。该平台将为政府及环保部门提供污染源管理、环境质量管理和节能减排等多项环保业务应用支持，同时为探索地理信息资源互联互通、共建共享提供了新的思路。

地理信息；公共服务平台；环境保护；面向服务架构

1 引 言

良好的生态环境是区域可持续发展的基本保证。加强环境保护建设，构筑生态文明，实现经济与资源环境的和谐发展是环保部门的艰巨任务。天津市作为环渤海地区最为重要的经济地域，环境保护与生态建设尤为重要。环境信息85%以上与空间位置有关[1]，将空间信息引入环境保护工作，利用地理信息技术的空间表达和分析能力，可以更为直观地管理各类环境信息，合理调配资源、辅助决策，提高环保日常管理工作的质量和效率，提升环境监督管理的层次[2～3]。

天津市地理信息公共服务平台(以下简称公共服务平台)是天津市响应国家测绘局《国家地理信息公共服务平台建设专项规划》(2009～2015)和《关于加快推进国家地理信息公共平台建设的指导意见》(国测成字【2009】7号)文件精神，通过构建地理信息共享平台在各政府部门之间、政府与公众之间建立在线共享机制[4～5]，克服“信息孤岛”[6]，避免重复建设，弥补传统地理信息应用系统开发过程中存在的总体规划不足，共享机制不健全等缺陷，更加高效地利用地理信息资源为各类用户提供多途径多层次的地理信息服务[7～10]。

天津市环保基础地理信息公共服务平台(以下简称环保平台)是公共服务平台的重要示范工程，通过制定天津市环保地理信息应用的技术体系规范，为政府及环保部门提供浏览查询基础地图、环保专题地图和环保专题信息的共享服务以及环境监测、模拟、分析和评价等应用服务。

2 环保平台设计

2.1 总体思路

在公共服务平台的基础上，环保平台依据基础地理信息数据标准体系和相关环保行业标准体系，结合环保行业特点制定环保专题数据库建设规范，增加环保基础空间数据和专题数据；拓展公共服务平台在环保领域的专题应用服务；在天津市环保部门建立以公共服务平台为技术支撑，以解决环保部门实际业务需求为目标的专题应用系统，并搭建门户网站。对公共服务平台在其他行业内的应用扩展起到示范性作用，并为天津市政府部门之间的信息共享奠定基础。

2.2 体系结构

环保平台建设依托公共服务平台，融合地理信息技术、数据库技术、网络技术等，基于面向服务的架构(SOA)方式，为环保各部门的业务处理提供信息检索、专题数据交换、统计分析、叠加分析和污染物扩散分析等多层次服务。与公共服务平台的体系结构类似，环保平台同样由运行支持层、数据层、服务层和应用表现层四层结构组成，如图1所示。

图1 体系结构

(1)数据层

数据层按照用途包含空间数据和环保业务数据两大类。空间数据又可分为基础地理数据和与环保业务相关的专题数据，其中，基础地理数据使用了全市范围1∶1万、部分1∶2 000地形图数据、公开版电子地图数据以及航空影像数据，充当地理底图和空间位置参考。环保业务数据涵盖了污染源、环境质量、节能减排、环保资金审批等多类数据，分别来源于环境普查、环境统计、排污申报、监督性监测等多个数据库，通过污染源唯一的企业代码进行关联。从数据的层面考虑，环保平台的主要建设目标就是将环保的专题空间数据和业务数据相互关联，并通过Web服务的方式对它们进行维护和统计查询，辅助环保业务开展，提供决策支持。

图2 数据层设计

空间数据与一般业务数据相比最大的特点是与空间坐标位置密切相关，且数据量大，处理复杂。因此在数据存储方面，本文使用不同的数据存放策略分别管理空间数据与业务专题数据。其中，公开版电子地图、航空影像等基础地理底图采用文件系统方式存储切片数据；专题矢量数据则分别通过空间数据库引擎Spatial存放入SQL Server数据库；而业务数据则直接存放入SQL Server数据库。业务数据与专题矢量数据通过ObjectID、污染源企业ID等字段关联。

(2)服务层

服务层是整个环保平台建设的核心，以符合OGC、REST两种Web服务规范的地理信息服务为基础，提供服务发布、管理、调用为一体的服务管理体系以及完整的安全管理和保障机制。为应用表现层提供有力的功能支持，满足用户在线获取地理信息以及快速分布式构建环保专题应用系统的要求。

图3 服务层设计

根据环保业务部门的需求，在公共服务平台服务层的基础上加以扩充，环保平台服务层主要包括:地图的发布服务、基础信息查询、辅助量算等基础地理信息服务；空间数据分析、专题应用出图、组合查询统计、数据编辑等专题地理信息服务；应用表现层认证、服务注册管理、数据发布、二次开发等运维服务。

(3)应用表现层

应用表现层结合具体的环保业务需求实现门户网站、平台管理两部分的建设，支持在线调用、嵌入调用、标准服务等多种使用方式。Silverlight是微软富客户端应用的主要开发平台，可提供多种特效显示功能，具有良好的用户体验。本文采用Silverlight技术组织开发应用表现层，通过服务层访问空间数据库，Silverlight则集中负责前端Web页面的展示。

按照业务需求划分，门户网站包括以下应用子系统:污染源管理、环境质量管理、固废管理、辐射管理、节能减排管理、资金审批、应急管理。其中，污染源管理在有机地融合污染源普查、环境统计、排污申报等多个数据来源的基础上，提供了污染源的基本信息展示功能，并分别通过时间轴的纵向数据对比及不同数据来源的横向数据对比等数据分析手段，结合专题地图将环保信息更加立体地表现出来。环境质量管理则是从大气、水、噪声、辐射四个方面，分别以分布图、专题图的形式将环境质量信息直观地展现出来，并提供了基于缓冲区的溯源分析功能，为污染超标企业快速定位等环境执法工作提供了决策依据。

环保平台管理包括安全管理、运行维护和数据交换等功能。作为服务访问的入口，采用单点登录、统一身份认证的方式，面向政府、环保部门及公众用户提供多层次的地理信息服务；对整个门户网站的运行情况进行监测，保障平台运行稳定性；提供环保专题数据的上传、下载等数据交换功能。

图4 应用表现层功能设计

3 应用成果

本文完成了天津市环保平台的搭建，验证了上述平台体系结构设计的可行性和合理性，并实现了门户网站的开发。污染源管理和环境质量管理是环保平台的典型应用。环保平台提供了多种污染源信息查询服务，用户可通过组合条件查询定位污染源企业分类信息(图5)；环境质量监测与发布是环保部门的重要职能，环保专题地图更加直观形象地展示了环境质量信息(图6)。

图5 污染源信息查询

图6 空间质量日报

4 结 语

天津市环保基础地理信息公共服务平台有效地提高了基础空间数据和环保行业业务数据的利用率，提高了政府和环保部门利用地理信息技术开展环境执法的科学决策能力，推动了天津市环保信息化进程。与传统的环境地理信息系统相比，具有以下优势:

(1)由于没有协调统一的管理和地理信息基础设施建设支持，以往环境地理信息系统使用的数据格式存在较大差异。环保平台结合公共服务平台数据标准和环保行业标准制定了数据库建设规范，并建立了统一标准的空间数据库和环保专题业务数据库，提供了数据交换服务。

(2)采用基于面向服务的架构(SOA)方式，符合Web服务标准规范，具有良好的松散耦合性，便于环保业务系统的快速搭建和扩展，同时也避免了软件平台不同造成的重复建设等现象。

(3)依托公共服务平台，环保平台的建设与投入运行促进了政府部门信息资源的互联互通和共建共享，改变了天津市传统测绘成果的服务模式，全面提高了测绘服务大局的能力和水平，为探索地理信息资源共享模式提供了新的思路。

[1] 王桥，魏斌.地理信息系统在我国环境保护中的应用[J].测绘通报，1999(10):10～13

[2] 张清宇，田伟利，沈旭.环境管理信息系统[M].北京:化学工业出版社，2005

[3] 付红彬，郑灿，胡胜国.环境地理信息系统的发展思路[J].测绘通报，2006(11):55～57

[4] 张书亮.地理信息共享与互操作框架研究[J].测绘科学，2004(5):69～72

[5] 任福.构建城市地理信息共享平台标准体系的思考[J].地理信息世界，2009，8(4):7～9

[6] 杜道生.地理信息标准化与数据共享[J].测绘信息与工程，1997(1):47～50

[7] 徐开明.地理信息公共服务平台建设与现代测绘服务模式[J].地理信息世界，2006(3):41～48

[8] 李万辉，郝苗.辽宁省公共服务平台框架建设及应用[J].城市勘测，2011(3):5～8

[9] 邱儒琼，陈彩军，罗伊.湖北省地理信息公共服务平台的总体设计探索[J].地理空间信息，2010，8(6):5～7

[10] 肖剑平，肖建华，王厚之等.城市地理信息服务平台体系架构[J].地理空间信息，2011，9(1):13～15

国家测绘地理信息局副局长宋超智一行莅临天津市测绘院指导工作

2011年8月23日，国家测绘地理信息局副局长宋超智携司长叶银虎、副司长翟义青一行来天津市测绘院指导工作，天津市规划局副局长沈磊、测管处处长王汝海陪同，天津市测绘院领导班子全体成员出席会议，院党委书记刘俊卫主持会议。

刘俊卫书记对国家测绘地理信息局各位领导亲临天津市测绘院指导工作表示欢迎，并表示在国家测绘地理信息局和天津市规划局的指导下，天津市测绘院无论是在基础测绘、人才建设、文化建设上都取得了一些成绩，在“十二五”的起步阶段，能够来到天津市测绘院，是对天津市测绘院工作的肯定，也对天津市测绘院之后的发展具有很大的激励作用。

院长马华山就天津市测绘院的具体情况做了汇报。主要介绍了天津市测绘院“十一五”期间在基础测绘、测绘保障服务、地理信息服务、科技进步、人才培养、经济效益等方面取得的主要成绩和存在的问题，并对2011年所开展的工作进行了介绍。今年，天津市测绘院要加大改革力度，完成天津市基础地理信息综合服务平台的建设工作，加快“天地图·天津”的建设工作，开展地理市情监测，开展三维地理信息系统平台推广应用工作，开展天津市地下空间设施三维信息采集工作等等。

宋超智副局长对天津市测绘院取得的成绩给予了充分的肯定，基础测绘工作、保障服务工作、文化建设、人才建设、人员收入等都有了很大的进步，增强了员工的凝聚力，整个院的发展态势很好。

宋超智副局长也对天津市测绘院的发展提出了宝贵的建议，即“一三一”建议:

“一”是强化一个基础，天津市测绘院是天津市的基础测绘队伍，是为天津市经济社会发展提供测绘服务保障的主力军，基础测绘工作还要进一步强化，测绘的保障服务能力也要跟上去。

“三”是指三个平台——数字城市、天地图、地理国情监测。国家测绘局提出强化三个平台的目的，就是为测绘成果的社会化应用选好三个抓手。天津市推进数字城市建设的条件很好，基础数据比较丰富，技术也比较成熟，起点比较高，可以避免推进数字城市建设当中的其他城市所走的一些弯路。天地图的建设上，天津是个节点，天津市测绘院要依靠市场经验，加强研究，为国家测绘局确定一种很好的运行模式。地理国情监测的目标是要从以往的静态的生产地形图向动态的提供地情图转变，那么这个转变就意味着我们的思想观念、生产方式和服务方式都要跟上去，要勇于实践，勇于探索。

后面一个“一”就是在产业发展方面，大力发展地理信息新型服务业态，把地理信息产业的发展作为一个新兴战略产业。天津怎么样去探索这个产业的发展，主要还靠市场的力量和大家的努力。

最后，沈磊副局长感谢国家测绘地理信息局对天津测绘行业的重视和支持，并表示天津测绘界一定会落实好国家测绘地理信息局的各项任务，落实好宋超智副局长的“一三一”建议，抓住机遇，抢占市场，将天津市的测绘事业推向一个新的高度。

(来源:http://www.tjch.com.cn)

Design and Implementation of Tianjin Fundamental Environmental Protection Geomatics Public Service Platform

Wang Shaoyi，Yu Haibo，Jiang Xufeng
(Tianjin Institute of Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China)

Environmental protection is the fundamental work of our country sustainable development，and the construction of environmental information is more and more important.On the basis of Tianjin Geomatics public service platform，this paper design and implement Tianjin environmental protection fundamental Geomatics public service platform，with adding environmental basic spatial data and business data.The platform will be for the government and environmental protection departments to provide management of pollution sources，environmental quality management and energy saving and emission reduction environmental protection business application support，at the same time as the exploration of geographic information resources co－construction and sharing of the interconnection，and provides a new train of thought.

geographic information；public service platform；environmental protection；SOA

2011—09—06

王少一(1983—)，男，博士，工程师，主要从事面向地球空间信息服务的普适计算方面的研究与应用。

2010年度天津市规划局科技项目－天津市基础地理信息公共服务平台的研究与应用(2010－KJA－13)

1672－8262(2011)05－20－04

P208.2

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