交通地理信息公共服务平台设计与研究

黄梦雄，朱勤东

（福州大学福建省空间信息工程研究中心空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室，福建 福州 350002）

0 引言

随着交通行业和地理信息共享的飞速发展，如何做到交通地理信息共用共享已然成为交通信息化和智能化建设的重点之一。然而，目前交通部门普遍存在着“信息孤岛”［1］这一现象。随着交通行业内部应用系统的不断建设，应用资源在各个业务系统中比较分散，面临建设标准不统一以及重复建设等问题，各个业务系统难以做到信息资源的共享，不能满足整个交通行业资源互操作的应用需求。因此，对交通地理信息共享的研究具有重要的现实意义。

交通地理信息公共服务平台是为解决交通行业地理信息共享问题而提出的，它能有效地解决交通地理信息应用系统不断建设中应用资源分散、标准不统一等问题，同时可提高信息资源的更新速度，为“智慧交通”［2］建设打下坚实基础。本文对交通地理信息公共服务平台的研究，旨在为建设共享的交通地理信息数据服务及功能服务平台提供参考。

1 公共服务平台设计

1.1 平台定位

交通地理信息公共服务平台是定位于交通行业应用的地理信息公共服务平台［3］，是在统一标准、统一交通数据中心的基础上，提供跨平台、专业开发要求低的交通地理信息服务及GIS-T［4］功能服务的技术体系。平台在整个交通地理信息建设中，处于一个承上启下的关键位置，是交通信息化建设的重要基础设施（如图1所示）。同时，也是联接交通数据中心和各类业务运用的桥梁，既能统一规范服务接口和调用模式，并进行强有力的监控和支撑，也能实现交通数据中心与业务系统的松耦合，即业务系统只关心业务本身，并能从数据中心获取更多的交通信息服务。

图1 交通地理信息公共服务平台定位

1.2 数据体系架构

数据是平台的“血液”，平台本身不生产数据，但需要根据平台涉及的数据类型及其应用模式设计体系架构。平台数据体系构成分别为核心存储区、交换区、前置交换区、工作区、共享区、发布区，具体流程如图2所示。

图2 数据体系架构

前置交换区是与省级地理信息公共服务平台（天地图）对接设立的交换区域，其存储交换的基础地理信息数据，数据存储可以是瓦片、矢量，并实现基础地理信息数据的更新。交换区是交通行业专题数据进入平台的大门，解决的问题是元数据的交换、目录的交换、数据更新。平台数据更新通过前置交换区和交换区汇集到工作区进行数据的ETL处理，然后入库和更新到核心存储区中，在核心存取区中数据管理系统可直接进行管理。同时核心存储区可以提取相关数据，经过工作区的处理，推送到发布区。发布区是用于存储对外发布的交通数据产品，如自然库交通专题信息产品，以及各级各部门向平台申请使用的数据，都将存储于该区。共享区主要是负责平台对外发布数据，通过核心存储区的自动化和流程化处理，形成交通行业版数据和交通公众版数据。

1.3 平台总体架构

交通地理信息公共服务平台设计基于面向服务的架构（SOA），可分为四个层次：支撑层、数据层、服务层、应用层，其总体架构如图3所示。

支撑层包括网络硬件环境体系、标准规范体系和安全保障体系三个体系，该体系贯穿整个平台。

图3 平台总体架构

数据层是整个平台的基础，交通地理数据经过数据监理入库后，由交通地理信息管理系统进行统一数据抽取和管理，最终形成行业版交通地理信息数据库和公众版交通地理信息数据库，这两个数据库共同构成交通地理信息公共服务平台的共享数据库。

交通地理信息公共服务平台的核心是服务层。服务层将所提供的数据服务和功能服务封装并发布为Web Server服务，通过服务管理模块向各组件或业务应用系统提供服务。

应用层是交通行业部门和公众用户对平台使用的集合，包含基于平台服务建立的各种业务应用系统。

2 平台关键技术

2.1 SOA的平台架构

面向服务的架构（SOA）使用自治的平台、独立的松散耦合且可重用的服务作为基本元素来快速低成本地构建可互操作的可进化的分布式软件应用，能够灵活快速地应对业务的频繁变化［5］。通过SOA开发者可以对不同的服务或功能进行组合以完成一系列的业务逻辑与展现，最终可让用户像使用本地桌面业务组件一样方便地调用服务或功能等各种资源［6］。

交通地理信息公共服务平台采用面向服务的软件架构SOA，它将流程逻辑与业务逻辑相分离。业务逻辑作为服务提供，流程逻辑通过将这些服务连接在一起来构成，可以基于各种服务接口实现服务器端聚合和客户端聚合，在一个开放的、灵活的、可扩展的架构上增强系统的服务能力。

2.2 数据监理

数据监理［7］是对数据按照一定的标准进行检查与管理，以保证数据的生产满足国家标准和行业规范。平台的数据监理可分为前置数据监理和后置数据监理。前置监理主要是对地方采集的公路数据存在重复路段、飞点、长直线、打折、自相交、空间拓扑错误及存在属性未按规范填写的问题进行监理，然后通过交通专网进行数据录入。后置监理是通过交通地理信息管理系统进行数据的二次监理，主要任务是对原图精度检查、属性数据的准确性、数据的完整性等方面进行的质量控制。通过数据的前置和后置监理手段，能为平台底层数据质量提供有力保障。具体数据监理流程如图4所示。

图4 数据监理流程图

2.3 ArcGIS Server的底层服务支撑

ArcGIS Server是一个由多个可以分布于多台机器的组件构成的分布式系统，它包含一个可共享的GIS软件对象库（ArcObjects），能在企业和Web计算框架中建立以服务器为中心、集中式管理并以网络为核心支持多用户的GIS应用，拥有制图、查询分析和地理编码的全部功能［8］。

交通地理信息公共服务平台基于底层ArcGIS Server进行服务发布，ArcGIS Server提供创建和发布REST/SOAP架构风格的Web服务功能。可以使用ArcCatalog发布，或者直接进入ArcGIS Server Manager发布各种服务资源，包括数据、Geometry、Geoprocessing服务等，为平台的上层应用提供支撑。

2.4 B/S、C/S 的混合开发模式

交通地理信息公共服务平台是一种松散耦合的异构式环境，各交通部门对于数据交换平台的访问一般在政务网或专网内进行，应用请求和服务是一种分布式网络环境。为保证平台架构的可伸缩性，以及数据库和网络防火墙等方面的安全限制，这种访问连接和服务部署不能采用传统的两层C/S结构模式，而应当采用B/S和C/S相结合的混合模式建设。

这种混合模式是根据不同的部门对空间地理信息应用的特点和网络的状况，在客户端和服务器端进行空间处理功能的分配。这种混合模式将基于常用的Web协议和数据格式，诸如HTTP、JSON来进行信息的交互和传输，这样有助于实现交通行业各级各部门间异构程序和平台之间的互操作性，从而使存在的应用能够被广泛的用户所访问。

3 平台服务模式

交通地理信息公共服务平台可以在保持服务灵活性和扩展性的前提下，实现交通地理信息数据的整合、管理和网络化共享的在线服务模式，并与不同部门业务应用系统的数据实现共享与交换，可对各业务系统提供空间数据服务以及功能服务，同时降低使用门槛，以满足交通业务系统对数据服务和GIS-T功能服务的需求。

无论是弱GIS部门还是强GIS部门，对平台的使用都可以基于以下四类服务模式：

a）可以直接登入平台门户网站进行相关操作，如公交查询、地图标会、全文检索查询、数据统计展示等；

b）在交通行业已经存在的C/S架构业务系统中，通过开通底层数据访问权限，对空间数据引擎接口进行对接；对于B/S架构的系统，除使用上述对底层数据库的访问外，还可通过遵循相同的服务接口标准，与平台实现对接；

c）可以将第三方服务注册到平台中，服务可以包括数据服务和业务开发中的平台没有的功能服务接口，注册进来的服务经过管理员审核和入库后，可以供其他业务系统开发调用；

d）能通过平台提供的数据服务和GIS-T功能服务接口，进行快速二次开发，搭建自己的业务系统。

4 结语

随着交通信息化建设的不断发展，交通地理信息共享的问题已经成为信息化建设部门关注的焦点。本文根据交通地理信息公共服务平台在交通地理信息建设中的定位，设计了平台的数据交换体系和总体架构体系，同时对平台建设中的关键技术和服务模式进行阐述和探讨。随着各省交通云计算平台的建设，如何把交通地理信息公共服务平台融入到交通云计算平台是下一步研究的重点。本文的研究旨在为建设共享的交通地理信息数据服务及功能服务平台提供参考。

［1］肖苏勇，吴俐民，刘文军.基于云计算的地理信息公共服务平台应用与研究［J］.测绘通报，2012，（9）：78-80.

［2］邢帆.智慧交通：一场智力的革命［J］.中国信息化，2011，（15）：22-23.

［3］李峰丞，李蕊，黄鸿，等.南昌市地理信息公共服务平台建设［J］.工程勘察，2012，（9）：78-82.

［4］郭鹏，孙艳玲，马寿峰，等.GIS-T中交通事件的动态表达［J］.公路交通科技，2011，（28）：119-124.

［5］朱志良，苑海涛，宋杰，等.SOA与云计算：竞争还是融合［J］.计算机科学，2011，（38）：6-11.

［6］陈少雄，卢尚龙，丁健勋.数据监理在基础信息系统数据入库中的应用［J］.地理空间信息，2008，（6）：32-34.

［7］黄厚，夏兰芳.SOA架构在城市地理信息公共服务平台建设中的应用研究［J］.上海地质，2010，（2）：26-29.

［8］吴功和，丛明日.基于ArcGIS Server的分布式GIS应用［J］.测绘科学与技术学报，2006，（23）：52-55.