数字南极地理信息公共服务平台设计研究

关显明，刘禹鑫，谭继强

（1.国家测绘地理信息局黑龙江基础地理信息中心，黑龙江 哈尔滨 150086；2.黑龙江测绘地理信息局，黑龙江 哈尔滨 150081）

数字南极地理信息公共服务平台设计研究

关显明1，刘禹鑫1，谭继强2

（1.国家测绘地理信息局黑龙江基础地理信息中心，黑龙江 哈尔滨 150086；2.黑龙江测绘地理信息局，黑龙江 哈尔滨 150081）

针对我国南极数据分布式存储、没有公共数据展示平台的现状，研究了应用地理信息技术、数据库技术和WebGIS技术，采用面向服务架构的理念搭建数字南极地理信息公共服务平台，统筹南极地理信息数据资源。不同地理位置和不同需求的用户可以“一站式”获得与南极相关的地理信息数据服务，为南极资源调查、多学科综合考察提供地理信息服务。

数字南极；地理信息；公共服务平台

国外数字极地地理空间基础设施建设起步较早，且有一定进展，当前美国、英国、澳大利亚等21个国家相继建立了国家层面的南极数据中心，我国也在上海、武汉设有中国南极测绘研究中心，各个国家的数据中心都以不同模式提供测绘地理信息服务，为极地科考的信息化服务和支撑起到促进作用。

虽然我国已建有自己的南极数据研究中心，但从目前南极测绘地理信息数据共享和服务方面来看，我国测绘地理信息管理部门在面向南极科考的地理信息管理与服务及技术支撑方面还没有充分发挥作用[1]。在南极科考方面，提供的地理信息资源服务的内容和形式还不够丰富，未搭建南极数据资源共享平台，测绘部门的技术服务优势和能力未完全发挥。因此，本研究设计利用地理信息技术、数据库技术和Web Service技术构建数字南极地理信息公共服务平台，为南极科考的信息化提供保障。

1 平台架构设计

以服务为中心的数字南极地理信息公共服务平台是从服务型、开放型、创新型信息化测绘体系角度[2]，以共享南极数据服务为目标，以满足各类用户的南极数据需求为导向，采用先进的地理信息技术和平台共享技术来建设数字南极地理信息与数据服务共享平台，为南极科学考察的管理者、研究者、现场考察实施者等不同用户提供一个统一的、高效的数据共享平台，并且平台应该具有一定的可复制性，可为其他成果公布提供共享服务原型平台。

1）收集上海、武汉等地南极科研机构已有的南极科考数据成果，制作形成适合在线服务发布的数据集。应用GeoGlobe Server服务管理系统对发布数据集进行数据资源管理，采用Web Service等开放式标准协议为广大用户提供符合OGC标准化接口的在线南极地理信息数据服务（包括WMTS，WFS等）[3]。

2）服务管理系统用于平台的数据服务发布以及服务管理，前端用户不可见，只对平台管理人员开放，系统对平台数据进行服务发布、服务注册、服务监控、用户权限管理等操作，建设一体化的在线南极地理信息服务资源共享展示平台。服务管理系统功能模块如图1所示。

图1 服务管理系统功能框架图

3）数字南极地理信息公共服务平台不仅集成服务管理系统发布的数据服务，还包括其他南极数据研究中心面向公众提供的数据服务，或者直接链接其可公开的数据库，通过网络实现各南极数据机构地理信息服务资源的互联互通和服务调度，建设一体化的南极科考数据标准化服务平台。

根据上述思路，数字南极地理信息公共服务平台作为南极科考地理信息数据服务载体，其目的是使分布在网络上的不同地理位置的用户可以“一站式”获得与南极相关的地理信息数据服务。平台总体结构主要由数据层、服务层、应用层3部分组成。

数据层为平台所提供的南极地区的DLG数据、DOM数据、DEM数据、地名数据和南极科考专题数据等组成的在线数据集服务。

服务层提供满足OGC标准的接口服务。在满足相应规范的同时，提供对此类数据服务进行监管的服务管理系统，实现服务监控、服务审核、服务发布、服务管理等操作。

应用层是在数据层与服务层的支撑下，利用平台提供的南极数据服务接口及地图API，根据用户需求，开发和南极相关的GIS服务系统。

图2 数字南极地理信息公共服务平台结构图

2 关键技术探讨

1）地理信息Web服务技术。地理信息Web 服务是Web Service 技术在GIS领域中的应用，是指使用数据和相关功能以完成基本地学处理任务的Internet 应用程序。这些任务包括：地图服务、南极专题展示分析等[4]。具体地说，地理信息Web 服务是部署在服务供应商提供的网络访问平台上的软件模块，是GIS 的业务逻辑软件，它通过由服务描述定义的地理信息Web服务接口与外界实现交互。Web 服务给地理信息服务提供了一个新的集成思路，即在不改变原有系统的基础上，通过构建基于XML 的系统间的标准通信协议实现系统间数据和功能的互操作。

2） 数据服务监管技术。应用服务监管技术将上海、武汉等极地研究中心的数据服务统一管理，即将所有发布的、可公开访问的服务注册到本平台的服务管理系统中，通过本平台的服务管理系统实现对服务的发现、状态监测和质量评价，并实现访问量统计、服务代理等功能。对于需要授权访问的服务，通过逐步建立统一的访问控制体系来实现。

3）数据库技术。数据库技术解决南极科考中涉及到的大量数据的有效组织和存储问题，以减少数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全以及高效地检索数据和处理数据。平台数据库选取Oracle11g数据库软件平台为支撑，完成南极科考方面的空间数据建模、组织和管理，实现多类型、多尺度、多时态的南极地理信息数据的集成化管理。

4）采用SOA 和Web Service技术搭建平台。平台采用面向服务架构（SOA）的理念与方法，实现分布式的运营模式与管理机制，完成地理信息资源与服务的管理调度及动态装配[5]。采用Web Service 等开放式标准协议，设计便于服务描述、发布、发现和调用的技术结构与接口，以“共建共享、权威数据由南极相关部门维护”的原则，形成跨地区、跨部门的分布式地理信息共享与应用服务平台。

5）平台日志管理。平台日志管理记录后台发布的数据服务和前端地图展示系统的安全事件、访问记录、系统运行日志、系统运行状态等各类信息，经过规范化、格式化等处理后，以系统日志的形式进行存储和管理，结合日志统计汇总、分析功能，实现对平台信息系统日志的管理。

3 结 语

数字南极地理信息公共平台的建设，将统筹各科考机构的南极科考数据资源进行存储、展示，为已有的南极科考成果以及南极环境的动态变化过程提供一个在线资源共享平台，对于部门沟通和科考效益提高，以及促进我国南极科学考察和研究具有重要意义。同时，随着以后南极科考工作的开展和不断推进，数字南极地理信息公共平台也将在原有基础上不断扩展与更新，整合最新的南极地理信息成果，为极地科学考察管理者、研究者、现场实施者提供更加丰富、权威的南极数据服务。

[1] 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

[2] 卫东．面向服务的山西省地理信息公共服务平台建设[J]．地理信息世界,2012(1):76-79

[3] 陈军,蒋捷,周旭．地理信息公共服务平台的总体技术设计研究[J]．地理信息世界, 2009(3):7-11

[4] 张勇生,陈鑫祥,吴永静．基于GeoGlobe的地理信息公共平台建设及应用[J]．测绘地理信息,2014(3):79-81

[5] 袁存忠． 基础地理信息公共平台的设计和实现[J]．地理空间信息,2009(1):22-24

[6] 杨旭,张文燕．数字南极建设又有新进展[N]．中国测绘报,2004-06-08

[7] Sandy Carter．SOA &Web 2．0 [M]．北京:清华大学出版社, 2007

P208

B

1672-4623（2016）12-0011-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.12.004

关显明，硕士研究生，主要从事地理信息系统研究与开发工作。

2015-05-25。

项目来源：测绘地理信息公益性行业科研专项资金资助项目（201412009）；极地专项资金资助项目（CHINARE2014-04-07）。