省级地理信息公共服务平台服务体系建设

周耀学，卫 东，邱 文

(1.山西省综合地理信息中心，山西太原030001;2.武大吉奥信息技术有限公司，湖北武汉430223)

省级地理信息公共服务平台服务体系建设

周耀学1，卫 东1，邱 文2

(1.山西省综合地理信息中心，山西太原030001;2.武大吉奥信息技术有限公司，湖北武汉430223)

通过服务规范体系、服务分类、服务聚合、服务部署和发布等几方面对省级地理信息公共服务平台服务体系作全面的介绍，并给出服务体系的软件实现方法。

地理信息;公共服务平台;服务体系;Web Services

一、引 言

地理信息是国家重要的战略信息资源，在政府管理决策、国民经济建设、人民生活改善等方面发挥着越来越重要的作用，而提供地理信息公共服务则是政府测绘部门的重要职能之一。省级地理信息公共服务平台是国家三级公共信息平台的重要组成部分。它以基础地理信息数据体系中面向服务的数据产品、目录与交换体系为基础，并以网络化的地理信息服务为表现形式，依托政务网和因特网，在电子政务、公共安全、位置服务等方面，构建权威、标准的基础地理信息公共平台，纵向与国家、地市节点互联，横向与省政府各部门互联，提供分布式的数据服务和功能服务。以满足政府部门、企业和公众等用户对基础地理信息公共产品在线浏览、查询、引用、开发各类地理信息等服务的需求。

地理信息公共服务平台服务体系建设是公共服务平台组成的核心部分，其结构设计遵循开放地理信息系统联盟(Open GIS Consortium，OGC)空间信息服务模型和调用规范，利用Web Services技术提供的公共接口、交换协议和服务规范，提供基于面向服务架构(service oriented architecture，SOA)的思想和方法，并遵循网络服务描述语言(web services description language，WSDL)规范的地理信息共享服务。

地理信息公共服务平台服务体系的建设应该围绕服务规范体系、服务分类、服务聚合、服务部署和发布等几方面展开。

二、服务规范建设

为确保省级地理信息公共服务平台的正常运行，服务必须具备统一的标准、遵守同样的规范，因此服务规范对于公共服务平台而言至关重要。可在测绘与地理信息标准体系框架下，并在引用现有国家、行业标准的基础上，针对平台的具体情况制定相应的服务规范，以实现在分布式环境下多源、异质、异构数据的流通、共事与系统互操作以及互联互通。目前遵循的OGC的服务技术规范包括:网络地图服务(web map service，WMS)、网络要素服务(web feature service，WFS)、网络覆盖服务(web coverage service，WCS)、网络地址要素服务(web feature service-gazetteer，WFS-G)、网络处理服务(web processing service，WPS)、网络目录服务(catalog service for web，CSW)等。

具体就省级地理信息公共服务平台服务规范制定而言，其中包括《省级地理信息公共服务平台服务元数据规范》、《省级地理信息公共服务平台服务专题分类规范》、《省级地理信息公共服务平台服务注册、发现接口规范》、《省级地理信息公共服务平台服务开发规范》、《省级地理信息公共服务平台服务调用规范》、《省级地理信息公共服务平台服务节点建设基本技术要求》、《省级地理信息公共服务平台服务质量评价方法》、《省级地理信息公共服务平台用户管理规定》等。

三、服务体系的构成

省级地理信息公共服务平台的服务体系主要包括目录注册服务、数据服务、表达服务和分析处理服务等(如图1所示)。

平台服务体系中首先需要集成用户安全认证服务，并提供账号认证、权限管理服务，以实现对用户使用各项服务的资格验证，最后获得用户调用服务的权限列表。

图1 服务体系组成关系

数据服务、表达服务、分析处理服务是通过目录注册服务注册到目录中，然后组织成客户业务需要的逻辑结构。客户通过搜索和发现机制查找目录注册服务所提供的数据服务、表达服务、分析处理服务，并进行绑定实现调用。

1)目录注册服务:是用来管理空间信息服务体系中所有服务的开放式目录组织结构。能够发现和管理各类地理空间数据元数据，并将自身的信息注册在目录服务中。应用者可通过目录服务检索需要的服务注册信息，响应地理空间数据查询、显示和应用系统的请求，发送支持这些服务的元数据信息。应用系统根据这些元数据信息，连接和定向到所请求的服务并完成服务请求。

2)空间信息数据服务:提供对数据存储和数据库中地理空间数据集的访问机制。数据服务可访问资源通常按照名称(如标识符、地址等)来引用，包含提高查询速度的各种索引。数据服务包括符合OGC标准的网络地图服务(WMS)、网络要素服务(WFS)、网络覆盖服务(WCS)等。同时，提供适应二维和三维快速显示的分块(瓦片)栅格服务(TS)、分块要素服务(WTFS)，还支持基于互联网环境的地理信息空间数据图片和要素访问。

3)空间信息表达服务:提供支持地理空间信息可视化的专业功能。有一个或多个输入，可通过强大、有效的地图系统，将复杂的空间和属性数据以图形图像的形式展现出来，从而挖掘出数据之间的关联性和发展趋势，辅助作出及时、正确的判断与决策。

4)空间分析处理服务:是对大量数据进行大规模计算的服务。如临近、包含查询、坐标转换、路径分析、叠加分析、缓冲区分析、网络分析等，还包括地理编码服务、地名匹配服务、数据交换服务等。

四、服务聚合

为了解决复杂的空间数据处理、分析和决策问题，需要将多种服务按照一定的方式组织起来，以构成服务链(组合服务)，协同完成复杂的任务。基于服务组合和工作流技术的地理信息服务链，将会更加充分、高效地利用分散在网络的服务资源，从而实现地理信息的价值增值。其松耦合、面向任务、分布式、跨平台和按需集成的特点，将极大地推动地理信息产业的发展。

地理信息服务链子系统采用3层架构，包括客户端、服务器端和资源层，系统总体架构如图2所示。

图2 地理信息服务链子系统总体架构

1)客户端:采用C/S模式构建地理信息服务链的可视化建模工具，该工具提供和服务链建模者交互的界面，提供对注册中心注册内容(数据和服务元数据信息)的查询、显示、缓存以及服务链的注册功能。

2)服务器端:目前主要由注册中心和工作流引擎组成。其中，注册中心用于管理地理数据和服务的元数据，客户端的服务链可视化建模工具是从注册中心获取关于服务和数据的元数据信息，以此构建可执行的服务链;工作流引擎是服务链的执行及管理监控工具，服务链由引擎实例化执行，在执行过程起到中央协调处理的功能，并实现执行状态监控和部署服务链的版本管理等功能。

3)资源层:即分布式环境下部署的各种地理信息服务和数据资源，这些资源需注册在注册中心才可以被可视化建模工具客户端发现。这些资源包括注册的各种地理数据以及各种影像处理服务、空间分析服务、通信服务和通用服务(如上传/下载、加密/解密、压缩/解压、导入/导出工作区)等。

五、服务部署和发布

公共服务平台中服务经过部署与发布后，可以被其他应用程序或其他网络服务调用。平台的服务是一种包含自描述模块的网络应用程序，它们能够被发布定位并通过Web实现动态调用，能提供从简单的显示图片到复杂的空间分析等全方位的服务。空间数据服务发布流程如图3所示。

图3 空间数据服务发布流程

1)服务部署:针对不同环境，服务部署方式也有所不同。以目前最主流的.NET和Java平台为例:当服务是以.NET框架进行开发时，服务可以部署在基于Windows平台的IIS上，并通过IIS将应用服务配置好，这时其他用户就可以访问了;如果服务是以Java框架开发，服务的部署则相对灵活一些，它可以实现跨平台的部署，只要有相对通用的服务容器，如TomCat、WebLogic或WebSphere等，就可以将开发完成的服务部署上去。

无论采用哪种平台开发和部署，只要遵循共享服务平台的相关规范，都可以在公共服务平台中注册和发布，对于客户端而言，开发和部署的环境没有影响。

2)服务注册:是发布中的重要环节，经过注册的服务才能被公共服务平台认可，成为公共平台的一部分。公共服务平台提供统一的注册服务(registry service)对各Web Services进行分类注册，一个服务通过注册，就能被其他应用搜索和访问。注册服务允许网络服务的提供者发布服务的类型和服务实例的描述信息。

六、地理信息公共服务体系的软件实现

总体上，采用Oracle+GeoGlobe+WebLogic组合，J2EE(Java 2 platform，enterprise edition)体系，实现平台的面向服务架构(service oriented architecture，SOA)。

省级地理信息公共服务平台采用面向服务架构(SOA)的理念与方法，设计融共享服务提供方、使用方和管理方为一体的公共服务平台总体架构，实现基于统一注册和分级授权的服务组织模式与运营管理机制，完成地理信息资源与服务的管理调度及动态装配。

考虑跨平台应用因素，采用Java的Web技术。软件架构采用J2EE体系进行构建，便于实现跨平台与互操作。J2EE是一种利用Java 2平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构，J2EE核心是一组技术规范与指南，其中所包含的各类组件、服务架构及技术层次，均有共通的标准及规格，这让各种依循J2EE架构的不同平台之间存在良好的兼容性。

具体而言，平台的软件架构如下所述:

1)采用Oracal公司的Oracle 11g作为数据库管理平台。

2)采用Oracal公司的WebLogic Server 10.0作为应用服务器和Web服务器软件。

3)省级地理信息公共服务平台将涉及多种GIS数据，这些信息的来源各不相同。因此，需建立有效的集成机制，充分利用多个信息源，将GIS数据合理集成到统一的框架中，以获得对象的一致性解释或描述，从而对数据进行有效的管理、维护、获取以及可视化表达。

Web Services和服务聚合技术已成为目前解决地理信息数据共享和功能互操作的主要技术手段。通过OGC操作规范，可将各类异构GIS平台发布的数据集成到公共平台中，再对外提供统一的数据服务。如采用武大吉奥GeoGlobe提供的地理资源门户和注册中心以及二、三维一体化数据服务能力，以及超图软件SuperMap的富客户端开发能力，再加上Esri公司的ArcGIS系列软件提供的空间功能服务。这样就建立了多源空间信息网络共享与互操作平台软件，可向各级政府部门、社会公众、行业应用提供标准空间信息服务的框架平台软件体系。

七、结束语

以服务为中心的地理信息公共服务平台建设，是从建立服务型、开放型、创新型信息化测绘体系的角度出发，分析共享服务的目标、服务对象、任务，并以满足公共、共享服务需求为导向，制定相关的标准与规范，并对测绘的业务过程进行梳理，从而构建面向服务的地理信息公共服务平台体系架构，建设分布式地理信息共享与服务的数据和网络环境，提供面向政府部门的地理信息服务及面向公众的地图与地理信息服务。

［1］ 龚健雅.地理信息系统基础［M］.北京:科学出版社，2001.

［2］ 龚健雅.空间信息资源共享与互操作技术［J］.国土资源信息化，2003(5):15-21，32.

［3］ 王建涛.基于Web的地理信息服务的研究与实践［D］.郑州:信息工程大学，2005.

［4］ 国家测绘局.国家地理信息公共服务平台技术设计指南［R］.北京:国家测绘局，2009.

［5］ 贾文珏，龚健雅，李斌.Web要素服务的优化方法［J］.测绘学报，2005，34(2):168-174.

Construction of Provincial Geographic Information Service System of Public Service Platform

ZHOU Yaoxue，WEI Dong，QIU Wen

0494-0911(2011)08-0023-03

P208

B

2010-12-01

周耀学(1964—)，男，山西芮城人，教授级高级工程师，主要从事地理信息研究工作。