矿区基础地理信息服务平台的构建与应用

李太启 孙尚宇 王崇倡 高荣久

(1.安徽省皖北煤电集团有限责任公司，安徽 宿州 234011；2.辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁 阜新 123000；3.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山063012)

矿区基础地理信息服务平台的构建与应用

李太启1孙尚宇2王崇倡2高荣久3

(1.安徽省皖北煤电集团有限责任公司，安徽 宿州 234011；2.辽宁工程技术大学矿业学院，辽宁 阜新 123000；3.中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北 唐山063012)

主要论述了建设矿区基础地理信息服务平台的目的和意义，给出了服务平台的数据内容与服务模式，对平台基础地理空间数据的发现、获取、调用方法做了详细的介绍，并以矿区土地复垦规划信息管理系统作为应用案例展示服务平台在数据集成、发布、共享等方面的优势。

矿区 地理信息 公共服务平台 数据共享 架构设计

矿区各种比例尺地形地貌数据、遥感影像数据、采矿工程设计、土地复垦等地理空间数据在煤矿日常生产、管理、规划等方面发挥了巨大的作用。通常一个矿区下辖多个煤矿，每一个煤矿都有一整套的地理信息资料，并随着采矿生产逐年增加，这些地理信息资料种类繁多、数量巨大、管理分散、查询繁琐、归档困难，给管理部门查询、保管、使用、共享、交换信息带来了巨大的障碍[1-3]。此外传统的煤矿日常生产、管理、规划资料管理基于纸质资料和电子表格，而这些资料都常常涉及到特定的地理位置，因此如果能够在一张地图上管理所有的资料，集成各种各样的与煤矿日常生产、管理、规划相关联的数据，就能够很大程度上解决存在的问题。因此整合地理信息资源，建设一个能够集中存储、管理、发布、共享煤矿各种地理空间数据的信息化平台势在必行。

1 矿区基础地理信息数据库的内容

矿区基础地理信息数据库应该包括矿区范围内的多种尺度的基础地理信息数据和与采矿相关的工程数据以及矿区社会经济文化数据等，以井工开采煤矿矿区为例，基础地理信息库的主要数据内容如表1所示。

2 矿区基础地理信息服务平台的架构

地理信息服务平台将地理空间数据与资源抽象为服务，通过采用一定的网络协议、数据交换格式、采用公布服务接口的形式发布在网络上，供客户端用户随时调用，并且能够通过服务的mash-up(聚合)将多种数据叠加在一起提供更丰富的信息[4-5]。矿区基础地理信息服务平台是一种基于网络的服务系统，其总体结构如图1所示。

地理信息服务平台是矿区组织内部共享和获取基础地理信息与专题数据的一站式平台，它集成了服务数据的发布、检索、获取、应用等功能。为了应付复杂的部署环境和使用环境，采用多台服务器构建集群的方式部署地理信息服务平台的软件系统，地理信息服务平台由数据服务器、GIS服务器、应用服务器组成[6-7]。数据服务器用于部署关系型数据库与以文件格式存储的各种类型的数据，如电子表格、扫描件等；GIS服务器通常由若干台服务器构成，主要包括服务器对象管理器、服务器对象容器、运维系统等组件；应用服务器主要用于部署Web服务器、应用系统。平台逻辑结构如图2所示。

表1 基础地理信息库的主要数据内容一览

图1 体系结构

图2 平台逻辑结构

3 服务模式与数据访问方法

地理信息服务平台对外的服务模式主要包含2种，一种是基于门户站点的服务聚合；另一种是基于服务的应用系统。Web服务以XML语言通过WSDL(Web服务描述语言)描述并且向UDDI(通用描述、发现与集成)进行注册，采用服务聚合模式可以降低服务调用端获取地理信息服务的复杂度，在一个集中的环境下浏览各种地理信息服务的元数据信息。由于Web服务具有开放的编程接口，因此可以通过编程的方式在客户端系统中调用地理信息服务平台发布的数据服务[8]。

3.1 服务发现方法

地理信息服务平台的服务以服务目录的形式公开，通过组合服务器名称、实例名称、文件夹等参数构建一个可以访问平台服务目录的URI，定义格式如下[5]：

http:∥{server name}/{instance name}/rest/services/{folder}

具体实现为通过向Web服务器提交URI地址，服务平台会以HTTP、XML或JSON格式返回响应结果，返回结果中包含了服务平台版本、文件夹、目录结构等元数据信息。

3.2 服务API调用方法

由于服务平台上所有的资源和对资源的操作都被抽象为URI地址，因此，如何构建REST的URI地址、提交请求、接收响应、解析和使用响应构成了整个服务API调用的全部内容。

(1)构建请求URL。URL由服务的端点加参数构成。请求方法定义如下：

http:∥{server name}/{instance name}/rest/services/{folder name}/{service name}/{service type}/{operation}?{parameter1}={some values}¶meter2={some values}

(2)提交URL请求到服务平台。提交请求的方式有多种，最简单的方式是将URL发送到浏览的地址栏，也可通过编程的方式发送。

(3)接收服务平台的响应。服务平台的响应分为同步和异步2种方式，异步服务提交请求后无需用户等待，接收到响应后由系统调用回调函数对结果进行处理。

(4)解析和使用响应。

4 应用案例

矿区基础地理信息服务平台承载了基础地理信息数据、矿区专题数据并以服务的方式将资源发布到组织内部的网络上供客户端发现、获取和使用。以地理信息服务的方式共享矿区基础地理信息和专题信息打破了以往以单机数据部署、重复投资、无法协作的缺陷，为数据共享提供了解决方案。

利用服务平台提供的服务，采用调用服务提供的编程接口的方式开发了某矿区土地复垦规划信息系统，为矿区征迁管理部门掌握全矿区土地复垦、村庄搬迁、河堤修复以及复垦规划信息提供了强有力的辅助。系统集成了土地复垦现状数据、煤层开采结题数据、复垦规划数据、沉陷预测数据以及统计数据、复垦工程协议等文件，经过统一的处理、入库，并发布到地理信息服务平台上供系统调用。

该系统基于B/S(浏览器/服务器)模式开发，客户端无需部署，能够适应分布式环境下的应用，客户端计算机只需打开浏览器就能登陆系统。系统实现了地图浏览、地图切换、量测、要素识别、查询、图层管理、打印等基础GIS工具，同时还实现了针对复垦数据的专业查询工具和报表输出功能，系统功能界面如图3、图4所示。

图3 基本功能与界面

图4 信息提取功能

5 结 论

本研究着眼于在矿区组织内部共享基础地理信息数据、专题数据，通过提出建设矿区基础地理空间框架这一存储、发布数据的基础平台，使得分散着的与煤矿生产相关的多种信息有效地集成在一起，使得在网络上简单快捷地发现、获取、使用基础地理信息和专题信息成为现实，消除了部门之间产生的信息孤岛。同时基于公共服务平台发布的服务，针对矿区土地复垦的实际业务需求开发了土地复垦规划信息管理系统，集成了来自于服务平台丰富的数据，解决了矿区土地复垦实际工作过程中资料管理、辅助决策的问题，提升了部门信息化管理水平。依此类推，矿区的土地、房产、规划及生产部门都可以在此平台基础上，快速搭建基于地图平台的各种应用系统，从而提升矿区地理信息的共享应用，具有重要的推广应用价值。

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(责任编辑 石海林)

Construction and Application of Service Platform for Basic Geographic Information in Mining Area

Li Taiqi1Sun Shangyu2Wang Chongchang2Gao Rongjiu3

(1.WanbeiCoal-electricityGroupCo.，Ltd.，Suzhou234011，China;2.CollegeofMiningEngineering,LiaoningTechnicaluniversity，Fuxin，Liaoning123000,China; 3.TangshanResearchInstitute，ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupCorp，Tangshan063012，China)

The purpose and significance of the service platform for basic geographic information in mining area are mainly discussed，and the data content and service mode of the service platform are given.A detailed introduction to discovery，acquisition，calling method of basic geography spatial data for the platform is made.Then，its advantages of data integration，publishing，sharing are shown with the mine land reclamation planning information management system as a case.

Mining area，Geographic information，Public service platform，Data sharing，Architecture design

2015-02-04

李太启(1964—)，男，高级工程师，硕士。

TD88，TD178

A

1001-1250(2015)-04-246-04