“数字日照”地理空间框架公共服务平台构想与实现

2013-08-06李蕊邵进达李峰丞姚蒙蒙

城市勘测 2013年1期

李蕊，邵进达，李峰丞，姚蒙蒙

(南京工业大学，江苏南京 210009)

1 引言

随着政府管理决策科学化、国家经济与社会发展信息化以及和谐社会建设的不断推进，各级政府部门和社会公众对权威、可靠的地理信息服务的需求与日俱增，迫切要求实现多尺度、多类型地理信息资源的综合利用与在线服务。

“数字日照”地理空间框架公共服务平台的总体建设目标是:充分利用现代信息技术，特别是计算机技术、网络通信技术、GIS/RS/GPS(简称“3S”)技术、系统集成技术和信息安全技术，整合已有的基础地理信息数据库，实现以基础地理信息数据的管理、应用与分发共享为主要目标，互通、高效、集成、一体的公共服务平台。加快日照市城市信息管理与服务工作的信息化进程，为以后业务流程的整合奠定基础，提升管理能力，降低管理成本，增强信息利用率以及更新速度，实现各类信息的资源共享，为政府各部门数字化、信息化建设提供统一的基础地理数据，促进了地理信息的共建互享，避免各部门重复投资建设，为政府领导科学决策提供强有力的技术支撑。

2 总体框架

数字日照地理空间框架公共服务平台的总体架构，如图1所示。

图1 “数字日照”总体框架

数字日照地理空间框架公共服务平台作为一种分布式的服务提供形式，其目的是使分布在网络上的不同地理位置和不同平台的用户可以获得服务。平台总体结构主要由网络层、数据层、服务层、应用层四个部分组成。

网络层是公共服务平台的载体，依托国家电子政务内网、互联网、国土资源内部网和现有的基础设施软硬件环境建设。包括网络系统、服务器集群系统、存储备份系统等物理环境以及专用计算机机房环境等。

数据层是指通过服务层提供给应用层的地理信息数据库内容，是面向地理信息网络化服务需求，依据统一技术标准和规范而构建的一体化地理信息资源体系。

服务层是根据多数用户对地理信息应用的共性需求而设计实现的系列标准服务接口以及在此基础上建立的在线服务系统和运维管理系统。通过在线服务系统向应用层提供所需的各种应用服务，如数据服务、处理服务、表现服务、目录服务、信息交换服务、业务访问、业务集成、安全可信和可管理等通用性的服务。

应用层面向平台服务的对象——政府、企业、公众。应用层构造了各种电子政务应用，是电子政务系统中面向最终用户的层面。

3 系统设计思想与关键技术

3.1 设计思想

为了实现平台的跨部门、跨行政等级、跨网络、跨平台的数据共享以及高可用、高服务聚合的功能服务目标，平台围绕着高稳定性、高容错性、易维护、易扩展的特点进行设计，其基本思想如下。

(1)框架为基，业务为主

首先通过指定数据规范、实施规范、技术规范对平台设计思想进行定位，由此搭建设计框架，通过模块化进行业务开发，并最终集成平台的最终成果，如图2所示。

(2)共享数据库建设

共享数据库的建设是建立在对所采集数据分析、加工的基础之上，提取出能够满足平台服务需求的数据并建立数据库，结合三库联动更新的设计思路进行设计，用户在使用的时候，只需要更新基础地形，即可联动更新政务版框架数据库和公众版框架数据库。

(3)紧密集成、共享框架

在平台的设计中包含有多种服务，它们围绕着平台设计的核心框架相辅相成。这样可以统一管理，避免重复建设，节约数据建设和系统开发成本;能够对现有系统资源、数据资源进行梳理和深入分析，促进数据标准规范的建设;通过集约化管理，有助于消除不同系统之间的信息孤岛;通过理顺信息资源共享交换机制，优化资源配置、提高科学管理和服务能力;在不同的系统间进行充分共享，可以丰富业务系统的内容。

图2 平台设计思想框架

3.2 关键技术

(1)灵活的资源编目技术

在地理信息公共服务平台的建设初期，数据资源相对匮乏，为了尽可能去适应不同部门和行业的个性的编目方式，这就迫切需要提供一种灵活的编目方式，来解决将来数据资源丰富以及不同部门编目的个性化需求。

灵活编目技术的设计模式，以树形结构来组织资源目录树，同时将资源目录和服务目录区分开来，通过资源目录同服务中图层建立对照关系的模式来完善资源目录树中的图层树节点。

(2)一体化框架设计

先进的设计思想是保证整个平台顺利开发的前提，需要有一种设计思想不仅能够让开发工作有条不紊的进行，还需要使后期的维护工作明确化、流程清晰化。

系统采用多层式企业应用构架，最底层为数据层，数据层又分GIS数据和业务数据，GIS引擎连接GIS数据库后装数据返回给服务层，业务数据则通过数据访问组件返回给服务层。服务层分为两部分，一部分为服务器框架，服务器框架管理所有的服务逻辑组件，另一部分为服务，它封装了所有的服务单元。应用框架层与服务层之间通过SOAP协调通讯，服务层所有数据将通过接口通道返回给应用框架，应用框架层内的所有组件不直接连接服务层接口，而是通过框架数据管理部件统一管理。所有的应用层组件最后以配置的形成组装成前端可见的应用。

这种框架的优势主要体现在分离开发人员的关注、无损替换、降低了系统间的依赖和复用等方面。

(3)分层分块开发技术

平台采用的一体化框架式设计的开发理念，摈弃传统的C/S技术，采用更加便捷、表现力丰富的B/S技术，通过服务框架和应用框架两条主线来构建整个平台。一方面，服务端应用开发工程师可以把开发完成的应用服务丢入到服务框架轻松实现对平台服务的扩展;另一方面，客户端应用开发工程师使用简便的配置和开发，对应用框架进行扩展，快速实现客户端应用系统的搭建。在日照市地理信息公共服务平台采用分层分块的软件技术。

分层分块技术可以将分布在各处的资源综合利用，而这种利用对用户而言是透明的。还可以将负载由单个节点转移到多个，从而提高效率。分层分块技术可以避免由于单个节点开发失效而使整个系统崩溃的危险。应用开发工程师只需要关注应用服务的开发，界面工程师只需要关注界面的设计与实现，他们只需要将自己设计的成果搭建到开发的框架当中进行组合。

(4)可插拔式组件化设计

日照市地理信息共享服务平台建设是一个长期的过程，需求的改变必然会导致软件流程实现的改变，为了延长软件产品的生命周期，在避免修改软件程序主体且保持记好扩展性的前提下，通过一体化框架下的插拔式组件设计保证软件实现随需求改变。

(5)可定制的界面扩展引擎技术

可定制的界面扩展引擎采用Ajax和组件化技术，配置精心设计的界面供用户进行选择，随意添加用户所需要的组件，使界面更加人性化。

可定制的界面扩展引擎技术的优势，不同的用户有不同的关注点，可定制的界面扩展引擎可以根据用户的需求定制用户所喜欢的界面，满足用户的不同品位。

(6)B/S拖拽配置技术

基于B/S的拖拽技术目前处在领先水平，拖拽技术运用了Ajax技术，经过人性化的配置，用户不必再手动配置权限，只需要在服务资源目录中选取需要配置的模块拖放到所需要的用户类中。便于管理员的运行和维护，节省了操作和运行时间，设计更加人性化。而且可以通过资源目录管理对需要的地理信息资源进行灵活编目，根据不同用户分配不同的资源目录树。

4 系统平台成果

系统平台的成果包含有数据库管理系统、公共服务平台以及天地图日照。

4.1 框架数据库管理系统

框架数据库管理系统采用C/S架构，实现平台相关数据的一体化管理，主要涉及的数据种类包括:矢量框架数据、影像数据、高程数据、公共专题信息、元数据等。框架数据库管理系统包括七个功能模块:数据更新入库、数据管理维护、元数据管理、GIS应用管理、地图切片管理、安全维护管理、系统配置模块。框架数据管理系统主要实现了对公共服务平台空间地理数据进行集中和一体化管理;在制定的元数据标准基础上，实现对核心元数据与相应空间数据的更新维护;对地图进行切片与缓存、GIS数据与图片库的联动增量更新、切片局部更新等功能;提供数据入库的检查、建立、维护、更新等功能，包括电子地图入库，地理实体入库，地名地址入库;提供对地名数据、高程数据、影像数据、公共专题信息的叠加管理功能。

4.2 政务版公共服务平台

数字日照地理空间框架公共服务平台基于SOA思想，采用“一体化框架+插件”多层式企业软件架构开发实现，遵循国际OGC、国家公共平台、数字城市、电子政务等相关标准，提供数据的共享交换，跨部门、跨行政等级、跨网络、跨平台的服务共享以及简单易用的二次开发接口，具有各组成模块可插拔，界面风格可配置，数据交换个性化，服务定制个性化，运维管理可分层分级等特点。主要功能模块有展示中心、我的空间、数据中心、服务中心和运维中心。

4.3 天地图日照网站

天地图日照网站通过调用平台提供的各种面向服务架构(SOA)的数据接口服务及功能接口服务，结合自身应用需要，面向社会大众，提供一整套方便大众日常生活的平台。网站实现了分类查询、二维地图浏览、三维地图浏览、信息查询、公交查询、公交换乘、在线标注、路径分析等功能，此外网站还提供一整套为社会企业调用的API。