省市县三级自然资源数据应用模式研究

周国新，万宝林

( 广东省国土资源技术中心，广东 广州 510075)

自然资源是生态文明建设的物质基础、空间载体和构成要素，在现代化建设中具有全局性、战略性、根本性的地位[1]。做好自然资源管理工作，可为国家制定土地利用政策提供准确依据[2]。随着地理国情普查、国土调查等资源调查工程的开展，自然资源持续倍速增长，数据不仅具有4V的大数据特性，而且具有时空多维和多源异构特性[3]。然而，目前自然资源管理工作仍然存在数据不统一、业务分析算法不统一等问题，大大限制了自然资源数据的业务应用，无法形成“用数据说话、用数据决策”的机制[4-5]。近年来，根据《国家信息化发展战略纲要》和国家大数据战略的部署，为全面提升数据共享、开放和服务水平，各地自然资源大数据建设工作也逐步提上日程。

在此背景下，广东省率先开展了自然资源大数据建设，建成了省级自然资源数据资源体系，并以建设用地审批业务为试点，基于相对成熟的企业服务总线(ESB)技术[6-7]，探索了省市县三级业务审批上下联动和业务一体化的运维模式[8-10]。本文即以广东为案例开展研究。

1 现状需求

经过多年建设，广东省自然资源信息化建设已卓有成效，信息化基础设施形成一定的规模，多个电子政务系统得到广泛应用。通过自然资源调查、监测、评价和管理工作，积累了海量的基础地理、土地、地质矿产、地质环境、地质灾害防治等数据，一大批信息化成果的投入使用提升了广东省的自然资源监测监管和公共服务能力，也使得不同业务部门、不同行业的协作与沟通越来越紧密[11-12]。

然而，在现实实施过程中却遇到以下问题：①系统环境上相互独立，水平参差不齐，系统标准化程度不高，不能互相通信；②功能重叠，整体上造成重复开发和资金浪费；③系统扩展性有限，当业务变化需要开发新的功能模块时，基本无法利用现有系统资源开发。

为了解决上述问题，自然资源管理部门必须进行系统集成应用开发。系统集成常见方式有两种：一种是全部重建，另一种是相互交换数据[13-15]。针对第一种方式，由同一个承建单位采用先进技术完成开发工作，替换掉所有原有业务系统，新系统集成在一个紧密耦合的平台上。但这种方式仍存在以下弊端：①所有业务系统重建成本高昂；②随着自然资源信息化的发展，高昂成本重建的业务系统不能完全满足业务需求。因此，可选择第二种方式，在原有系统上实现系统集成。在保持各个业务系统独立性的前提下，将业务功能按一定粒度划分为服务，集成到一个统一的平台上，发挥各个业务系统的优势，满足自然资源业务需要，这是目前自然资源信息化发展的迫切需要。综上，笔者认为，基于ESB总线的自然资源省市县三级应用与维护模式是解决系统集成的一种理想的应用模式。

2 解决方案与总体设计

为解决广东省大量自然资源业务数据分散存储、分头管理导致的各部门业务系统不联通、业务之间无法协同等问题，基于ESB技术，建设自然资源业务服务总线。利用企业服务总线提供的统一技术标准和服务路由能力，将原来各业务系统间点对点单独开发、杂乱无章、难以维护的网状交互，变为以总线为中枢、易于管理和维护的系统交互，打通层级间、部门间、业务间协同联动的通道。通过总线提供的服务注册、发布、编排、监控等功能，对数据与应用服务进行灵活装配，实现系统功能弹性扩展随需而变，为自然资源管理创新提供高效支撑。利用总线协议转换的能力，各级各类业务系统均可接入并调用服务，一方面避免将来的系统改造难度，另一方面也可避免各部门业务被单一技术或具体开发商绑定。

2.1 部署设计

广东省自然资源大数据采用分级应用、同构部署的模式，省市县各级节点在统一的标准规范下统筹建设，按相同的架构进行部署，分级开展应用。省级主节点提供全省统一的公共基础类、专业基础类和业务管理类数据源，市县级提供本级的数据源，通过统一结构的各级大数据管理平台实现上下各级数据的联动更新，确保数据的一致性和现势性。通过自然资源大数据管理与服务平台，以及一体化数据库的省市县三级部署，支撑各级节点的数据共享交换和业务协同联动，部署设计如图1所示。

2.2 模式设计

按照“物理分散、逻辑集中”原则，省级自然资源大数据采取一体化数据框架，集成整合了业务相关公共基础类、专业基础类、业务管理类数据，支撑各级自然资源管理活动中的空间信息落图、对比、关联、印证。市县级是省级的子集，同时可以根据各自的业务需求在一体化数据库框架上进行扩充完善。通过自然资源大数据的三级部署应用，空间信息在上下级业务活动中累积、派生、扩展，最终又返回到一体化数据库中，确保一体化数据库不断丰富完善。

在三级应用模式设计方面，分级建立统一的数据共享与交换系统，纵向连接省、市、县三级自然资源主管部门，通过共享实现省市县三级跨区域、分权限的在线应用。省级自然资源管理部门通过管理与服务平台逐级分发专业基础类数据到市县级自然资源管理部门。市县级自然资源管理部门通过管理与服务平台调用本级节点的数据，同时主动调用上级节点的相关数据进行比对印证。所有涉及位置、范围、坐标、面积的数据都来自省级节点的一体化数据库，用以支撑本级的自然资源电子政务办公及业务应用。省级自然资源管理部门通过管理与服务平台主动抽取下级节点业务办理过程等相关数据(对于大规模汇交更新的数据，采取数据包离线汇交的方式，汇聚到省级一体化数据库中)，用以支撑本级业务办理及监测监管需求。专业基础类数据和“沉淀”的成果数据，经由对应的大数据管理与服务平台，通过数据整合逐级汇交更新至省级一体化数据库。

2.3 架构设计

各级业务系统通过服务平台的接口，为用户提供单点登录、任务获取、流程实例管理监控等功能。通过自然资源大数据中心，获取业务相关的管理数据，实现人性化的交互界面，提供市县上报、处室审核等功能。通过服务平台获取各种GIS相关服务，实现GIS功能，做到以图管地。通过使用压占分析、规则检查等服务接口，为用户提供业务数据的检查分析功能，辅助用户办公。

系统架构设计由下到上包含基础设施层、数据资源中心层、管理与服务平台层、应用层及用户层5个部分，具体如图2所示。

3 应用实效

以广东省建设用地审批业务为试点，基于自然资源大数据中心和上述设计，建立了新版广东省建设用地审批系统，实现了建设用地审查报批从组卷、会审、审批到审批结果公开的所有环节均在线完成，做到全程公开、全程留痕，实现了业务和数据的省市县三级联动管理。

建设用地审批管理作为土地业务流主线的关键环节，纵向涉及县、市、省三级业务联动，因此在流程设计上需要涵盖省、市、县三级业务活动，从而满足在未来审批权转移时建设用地审批系统能够依据政策的变化即时适应和调整，保持系统的灵活性和生命力。在县、市、省三级分别实现审批和备案流程，实际应用中可根据审批权限具体情况，启动不同的子流程。整个业务流程活动为区县(或地市)发起预审核和组卷，并经由区县审批通过后上报至市级，市级对县级上报内容进行审批，审批通过后再由市级上报至省级，省级完成审批工作后申请办结，流程结束。系统的流程主线如图3所示。

图3 业务流程主线

建设用地审批系统采用ESB总线技术，实现自然资源管理省市县三级应用，并以此技术在全省推行，解决了自然部门横向和纵向业务系统之间的壁垒，取得以下成效：

(1) 在数据共享应用上，全省共用一张图、一个系统，避免了数据壁垒、数据不一致等问题，初步形成互联互通、信息共享、业务协同的工作局面。

(2) 在业务审批上，实现了带图审批、以图管地，提高审批效率。业务系统专注业务分析、需求注入、前端应用；大数据中心专注数据服务、应用服务，为业务系统“减负”，推动系统快速整合、灵活构建。

(3) 在自然资源管理上，围绕行政审批权限下放，强化监管职能，基于图形业务监控与大数据分析挖掘技术，量化考核指标，推进效能监管，提升服务质量。

4 结 语

本文以广东省建设用地审批系统为例，通过对自然省市县三级应用模式展开研究，提出了基于ESB总线的自然资源省市县三级应用服务技术，有效提升了自然资源信息在省市县三级的垂直连通性， 为长期以来自然资源各业务系统协同应用和数据共享提供了一种解决方案。然而， 目前系统在应对不同层级用户的多元化应用需求、高并发运行等方面仍有一定的提升空间，今后需要在数据挖掘分析服务、系统稳健性等方面作进一步提升和优化。