智慧广州时空云平台功能即服务设计与实现

张鹏程，杨梅，何华贵，徐志杰

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060)

1 引 言

为了全面加快推进智慧城市时空信息云平台的试点建设，国家测绘地理信息局于2017年8月出台了《智慧城市时空大数据与云平台建设技术大纲》[1](2017版，以下简称《技术大纲》)，《技术大纲》明确规定了云平台应以计算存储、数据、功能、接口和知识服务为核心，形成服务资源池，功能即服务作为服务资源池中的五大服务之一，是云平台中的重要建设内容。

本文以广州市为例，详细介绍了智慧广州时空云平台中功能即服务的模块设计、功能实现以及使用实例等，可为其他城市开展类似的功能模块提供借鉴和参考。

2 《技术大纲》对功能服务的要求

依据《技术大纲》，云平台的功能即服务应包括如下4类模块，如图1所示：①地图必选模块：包括注册认证、登录认证、权限认证；地图的放大、缩小、漫游、切换；距离、面积量测；属性查询、空间查询、兴趣点定位；二三维地图浏览、历史地图切换、历史资源叠加、历史要素检索展示等。②地图可选模块：包括服务加载；目录浏览、查询、订阅和检索；元数据注册、查询、下载、编辑、图形预览；角度量测；叠加、缓冲、最佳路径、统计等空间分析；专题地图；地理编码；定制服务；数据发布；服务注册、查询、聚合和链接；服务元数据查询、服务元数据自动更新；服务状态监测、服务统计分析。③地图专业模块包括保密处理、坐标转换、投影转换等。④其他非地图类的功能服务，包括访问日志收集与分析、用户注册审核、用户消息通知等。

图1 时空云平台对功能服务模块

3 云平台功能即服务设计与实现

3.1 地图必选功能服务设计与实现

地图必选操作功能服务包括：①注册认证：当新服务需要注册时，系统提供对服务内容的审批与认证功能；②登录认证：当用户需要登录平台时，系统通过密码输入对用户身份进行安全认证，如图2所示；③权限认证：当用户需要使用平台某一部分系统功能或数据时，系统通过权限关联对该用户信息进行安全认证；④地图放大：对电子地图进行放大的操作；⑤地图缩小：对电子地图进行缩小的操作；⑥地图漫游：对电子地图进行拖动、视觉调整等操作；⑦地图切换：对显示地图图层进行切换操作；⑧地图比对：实现双屏、三屏、四屏等多窗口的地图对比，如图3所示；⑨距离量测：量测地图上任意两点到多点的直线距离；⑩面积量测：对地图上任意多边形所覆盖的面进行面积量测；属性查询：提供根据地图属性值进行查询；空间查询：提供识别查询，用户使用该工具点击地图要素，结果列表显示识别查询的实体要素以及要素属性，高亮显示要素实体；兴趣点定位：通过查询结果或者坐标值对兴趣点进行图上定位。

图2 时空云平台登录认证功能

图3 时空云平台地图比对功能

3.2 地图可选编辑功能服务设计与实现

地图可选功能服务包括：①服务加载：系统对选择的服务执行加载操作；②目录浏览：对服务目录信息进行浏览操作，如图4所示；③目录查询：通过关键字等信息对目录进行查询；④目录订阅：对选中目录进行订阅的操作；⑤目录检索：对目录信息进行检索的操作；⑥元数据注册：对新增元数据信息进行系统注册的操作；⑦元数据查询：通过关键字等信息对元数据进行查询；⑧元数据下载：对选中的元数据信息执行下载的操作；⑨元数据编辑：对选择的元数据进行增删改等信息编辑操作；⑩图形预览：能够以缩略图形式预览服务图层；角度量测：选择两坐标位置后，提供角度量测功能；叠加分析：根据用户选择的叠加图层与分析图层进行叠加，产生一个新要素层的操作，综合了原来两层要素所具有的属性；缓冲分析：主要提供点查询、拉框查询、圆形查询、多边形查询、点周边查询、线周边查询等，可以查询缓冲区范围内用户关注的信息，如图5所示；最佳路径分析：基于Webservice[2]开发路径规划接口，可对外提供路径规划服务。用户输入起始和目的地的位置以及时间最优、费用最优、是否走高速的路径规划需求，由路径规划服务输出最优路径或多条备选路径，并在地图上进行展示及模拟；空间统计：通过空间筛选，将选中的信息进行统计计算；专题地图：以表格、柱状图、饼状图、热点图等多种方式专题展示；地理编码：系统提供在线地理编码服务；定制服务：用户可以勾选所需图层，定制自己所需要的服务；服务注册：服务注册支持OGC[3]、天地图、ArcGIS[4]等各种类型的服务注册；服务查询：可以根据服务关键字查询检索所需的服务；服务聚合和链接：在后台将多个服务进行聚合[5]，聚合后的服务作为一个新服务发布出来，用户只需要对新的服务进行调用即可得到聚合后的效果；服务元数据查询：通过关键字等信息对服务元数据进行查询；服务元数据自动更新：服务修改更新时，服务元数据自动更新；服务状态监测：系统可监测当前的服务是否可用；服务统计分析：统计平台某时间段内各类服务被使用的流量，通过柱状图、表格形式展示统计结果。

图4 时空云平台目录浏览功能

图5 时空云平台缓冲区分析功能

3.3 地图专业功能服务设计与实现

地图专业功能服务包括：①保密处理：按照国家数据保密要求，通过数据脱密插件，对数据进行保密处理；②坐标转换：提供相同椭球基准不同坐标形式的转换以及不同椭球基准之间的坐标转换[6，7]等，每个转换环节均使用合适的数学模型进行转换，如图6、图7所示；③投影转换：将一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的功能。

图6 时空云平台坐标转换功能C/S

图7 时空云平台坐标转换功能B/S

在坐标转换及投影转换方面，智慧广州时空云平台针对广州地方坐标数据、北京1954坐标数据、西安1980坐标数据、WGS84坐标数据、国家2000坐标数据，通过调用坐标转换数据API二次开发服务接口，实现几类坐标数据在平台中互相转换，图6为C/S模式下的坐标转换功能界面，图7为B/S模式下的坐标转换功能界面。

3.4 非地图类功能服务设计与实现

非地图类功能服务包括：①部门管理：提供部门机构管理、部门用户管理等功能操作；②用户管理：提供用户信息管理、用户角色管理等功能操作；③角色管理：提供角色用户管理、角色目录管理、角色权限分配等功能，如图8所示；④日志管理：提供用户访问日志、平台运维日志、平台异常日志、日志备份恢复等功能；⑤监控管理：提供在线用户监控、在线时长统计、服务响应时间、服务并发监测、服务流量监测等功能，如图9所示；⑥服务管理：提供服务资源注册、服务资源查询、服务资源浏览、服务资源详细查看、服务资源申请、服务资源更新与删除、服务启用/停用、服务资源下载等功能；⑦流程管理：提供对流程的增、删、查、改以及对节点的管理等功能操作。

图8 时空云平台角色管理功能

图9 时空云平台监控管理功能

智慧广州时空云平台的所有功能服务均是按照用户在前端申请，平台管理员在后台进行授权审批的模式：云平台的用户可在门户网站首页浏览、查看所有功能服务，如图10所示；当需要调用某个功能服务时，只需提交申请，经平台管理员在后台运维管理子系统审批后，即可申请使用，如图11所示。

图10 云平台门户网站中的功能服务

图11 运维管理子系统的后台审批

4 结 语

本文以智慧广州时空云平台为例，介绍了平台中功能即服务的设计与实现，得出如下主要结论：①功能即服务作为智慧城市时空云平台服务资源池中的五大服务之一，其数量的多少、功能及易用性等是衡量云平台功能是否强大的重要指标；②智慧广州时空云平台按照《技术大纲》的要求，实现了地图必选服务、地图可选服务、非地图类功能服务以及地图专业功能服务等；③云平台用户通过前端门户网站查看、浏览并申请相应的功能服务，平台管理员在后台通过运维管理子系统进行授权、审批，体现了服务资源池功能服务的“集中共享，分级管理”理念；④地图即服务是智慧城市时空云平台的基本功能，除地图即服务之外，云平台还包括计算存储服务、数据服务、接口服务、知识服务、地名地址引擎、业务流引擎、服务引擎、知识化引擎以及云服务系统等。