基于信息化测绘体系的测绘业务管理平台应用

黄玉青 白 穆 张 靖 贠建明

(自然资源部陕西基础地理信息中心, 陕西 西安 710054)

0 引言

国家信息化发展战略需要全面推进自然资源信息化,信息化测绘体系建设已进入全方位多层次推进的新阶段[1]。《自然资源部信息化建设总体方案》对全面履行“两统一”职责的全业务全流程进行了数字化、网络化、智能化规划,在此基础上，陕西测绘地理信息局发布了《信息化测绘体系建设总体设计方案》,进一步细化了省级信息化测绘体系建设方向,指出测绘生产单位在数据汇集、共享服务、业务协同和网络安全方面需要加强统筹,测绘业务信息管理技术体系建设薄弱[2]。

当前,已有的省级测绘生产业务管理研究对系统的总体架构、应用进行了论述,但是都侧重于单组织功能。部分针对多级测绘业务管理系统的研究,初步实现了管理业务的多级联动,增强了信息的互联互通,但功能较弱。尚不能满足信息化测绘发展对测绘生产业务管理的信息化、自动化、智能化要求,综合管理水平有较大改进空间。本文依据陕西省测绘地理信息局信息化测绘体系建设总体设计方案,以自然资源部陕西基础地理信息中心信息化测绘业务管理平台建设为例,在梳理省级测绘生产管理缺乏统一集成信息化管理环境、流程复杂、组织烦琐、信息封闭、业务管理方法落后且单一等问题的基础上,基于天地图·陕西,设计并实现有序、规范、实时、高效的信息化测绘业务管理平台,为提高信息化测绘生产效率、协同管理水平、节约运营成本、促进信息知识平台建设等提供了有力支撑,满足了单位办公更加广泛化、精细化的应用需求。

1 分析与设计

测绘业务信息管理体系构建立足于不同用户、不同业务类型,实现策划、设计、质检、成果移交、验收、归档等不同生产工序的协同化、自动化、智能化、流程化、标准化,通过梳理测绘业务流程,探索新形势下管理工作,结合信息化测绘各类生产业务需求,突破传统管理方式,满足信息化测绘业务管理要求[3]。平台目标是实现测绘地理信息处理的规范化、信息化、自动化以及测绘业务管理网络化、智能化[4],构建适应于信息化测绘生产要求的测绘业务管理信息系统,为测绘生产业务管理提供一个简洁、高效、安全的信息化、智能化测绘生产管理平台,初步形成统一管理、结构合理、运转高效、保障有力的测绘生产业务管理解决方案[5]。

1.1 总体架构设计

系统设计遵循多层架构和开放性原则,采用面向服务架构体系结构(Service-Oriented Architecture,SOA)设计,基于地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、Nginx、MySQL、Redis等技术,以统一工作台为门户,集成各项信息服务,为生产实施人员、质量管理人员、技术管理人员、行政人员等用户提供行政办公、业务流程、项目管理、生产经营管理、客户关系管理、科技创新管理、数据统计分析等功能。从逻辑上来说,整个管理平台划分为四个相对分离的逻辑层:表现层、应用逻辑层、数据服务层和基础平台层。总体架构如图1所示[6]。

图1 总体架构图

表现层通过规定的业务流程和逻辑接口实现日常办公和众多企务的管理。按照功能将表现层分为平台门户、各类应用平台、应用支撑平台。

应用逻辑层主要为用户提供所有需要调用数据服务,将接收到的逻辑层格式化数据通过表现层显示在用户界面。平台采用表现层与应用逻辑层相对分离的设计模式,保障了应用设计、扩展的灵活性,实现统一逻辑关系下不同用户界面的应用。应用逻辑层根据业务逻辑对用户输入数据进行组织、验证、重构,对外提供标准地图服务和RESTful风格的Web服务,满足客户端的应用需求,各逻辑模块采用组件包的形式设计与实现,对平台中的业务底层逻辑数据访问、管理以及分析进行封装,并为上层业务功能提供具体明确的访问接口。应用逻辑层根据实际关联业务的需要可进行持续扩展,可持续性地服务于单位业务发展的整体规划愿景。

数据服务层,即数据中心。由空间数据库、属性数据库及文件库组成。数据之间紧密关联,形成逻辑上集中的有机整体,实现统一的数据管理和数据交换,为上层应用逻辑访问提供服务。

基础平台层主要包括系统运行所必需的网络环境、基础设施、数据库软件、Web服务器软件,作为整个系统构建和运行分析的基础。

1.2 平台功能设计

平台总体功能分为平台门户、应用平台、应用支撑平台,如图2所示。

图2 平台功能结构图

平台门户为各类信息系统提供统一登录入口,为用户提供快捷的系统使用窗口,包括门户、用户桌面、个人中心、个人事务等模块,各模块间通过扩展型基于角色的访问控制方法(Extended Role-Based Access Control，E-RBAC)进行严格访问安全控制。满足用户单点登陆与个性化设置的需求,一个窗口中完成所有的工作。

应用平台是支持云计算技术下各类业务应用软件集成的基础平台,可融合各类采用统一架构的一体化平台,支持分布式环境下的微服务应用,可提供各类业务服务开发、共享、部署、监控、运维等服务。能够满足各级用户工作流程办理、设计与管理、行政办公、日常事务、生产与科研项目管理、科技创新成果管理、经营管理、客户关系管理、固定资产管理、人力资源管理、知识与共享管理、考勤管理、即时通信、移动办公、邮件、数据统计分析与辅助决策、科技成果转化管理等实际应用需求。

应用支撑平台采用一站式模式将分散、异构、多源的应用和信息资源进行聚合,包括数据共享交换、组织机构与权限模型、消息处理服务、流程处理引擎、扩展开发、系统集成等功能模块资源。实现平台中结构化数据、非结构化数据以及各类业务系统跨数据库、跨平台的无缝接入、共享与集成,提供一个支持信息访问、共享以及协作的统一集成环境,满足单位个性化业务应用的高效开发、集成与管理。此外为满足多元化的用户的特点、喜好和角色等需求,E-RBAC为特定用户提供量身定做的访问关键业务信息的安全通道和个性化应用界面,使不同权限、角色用户浏览相互关联的各类数据,进行相关的事务处理。

2 平台功能实现

系统功能的实现采用简洁、优雅的、面向企业级的PHP Web快速开发框架Larvel,基于微服务架构,前后端分离,使用Redis实现高性能缓存,通过Nginx实现服务的负载均衡。

2.1 数据库实现

根据测绘地理信息业务数据特点,可分为空间数据库、属性数据库、文件数据库[7-8]。空间数据存储基于PostGIS空间数据库引擎,数据组织按照“数据库-业务类型-业务子系统-层”的层次架构,数据进行分层管理。属性数据库主要包括沟通通信信息、流程信息、资源信息理、知识信息、客户信息、合同信息、供应商信息、经费信息、进度信息、科技创新信息、项目信息等。文件数据库主要包括各类信息的附件、图片信息与各类规范、规则等文本数据。

2.2 平台功能实现

2.2.1组织与用户管理

实现了平台组织机构、用户、角色的管理。组织管理为用户提供部门与单位结构的信息管理;用户管理模块提供对用户信息的管理,包括用户注册、登录、权限管理、信息修改以及角色修改;角色管理主要是按照测绘行业业务管理常用模式,设置了业务主管、技术主管、生产管理、质量管理、成果档案管理、项目负责人、承担部门负责人、生产实施人员等角色。

2.2.2业务流程管理

测绘单位业务均基于ISO质量体系实现标准化、规范化,本平添采用了全图形化界面以及简洁、智能化的工作流引擎,实现了组织内流程梳理、流程设计建模、流程运行、流程监控以及流程分析。在此基础上进行网络化、多工序、多任务的协同作业模式设计,综合测绘地理信息项目管理经验,将测绘业务流程分为了生产管理流程、质量管理流程、技术管理流程、成果档案流程、设备管理流程、行政办公等6块,实现了组织内各部门业务流程的互联,建立了开放、受控、共享、集中的信息化测绘业务管理模式,实现业务指令和管理信息互连互通、业务流程智能推进和数据资源无障碍配送。

2.2.3项目管理

目前,平台围绕时间、成本和质量铁三角,设计并实现了满足要求的测绘项目管理功能,同时融合了工程类任务管理、资源管理、范围管理、进度管理、经费管理、质量管理、沟通管理、风险管理和干系人管理等功能。

其中任务管理引入工作分解结构实施规范,采用分层模式,支持多任务的并行和协同作业,可实时监控、灵活定制，将不同级别任务分别指定到生产、技术、质量、实施等不同的人员。引入了WebGIS技术,将任务区、图幅范围与任务管理充分融合,并基于天地图·陕西展示,实现测绘任务区在图上展示与统计,为管理者提供最直接、最直观的项目里程碑展示。进度管理采用日程提醒和自动进度汇总方式,管理者为实施人员创建任务后,系统会自动将任务添加到其日程中,并按不同时间段自动提醒用户。

质量管理提供了检验计划、实施计划、检验进度控制与检验报告审核、批准等流程化作业模式,形成了检验进度与质量管理于一体的网络化质检作业模式,保障生产项目工作成果符合测绘成果质量要求;针对地理信息应用系统类项目,系统额外提供了风险评估、渗透测试、性能测试等安全测评类辅助流程功能。

2.2.4生产经营管理

生产经营活动包含了计划、组织、实施、协调和控制等一系列活动,平台提供了包含合同管理、供应商管理、专家库管理、客户关系管理等辅助生产经营的功能,满足各类资源的集中管理需求,有效避免因业务调整或人员变动造成的客户资源流失和客户管理盲区的产生。

2.2.5知识共享管理

为了较好地解决行业人员变动导致的知识重建耗时耗力、部分业务过分依赖个人、管理人员救火模式、组织流程随意变动等问题,平台提供了知识共享管理功能,实现了包含文档、图片、百科、网络硬盘、文档快速检索等功能的知识库体系,扩充单位知识储备、共享,推进单位内信息和知识的有序化,加快信息流动,促进知识的共享和交流,提高组织的协作与沟通水平。

2.2.6科技创新管理

平台实现了科技创新管理工作的信息化全覆盖,解决了科技管理工作人手少、科技管理人员流动大带来的问题,固化了单位内科技创新课题、成果获奖、论文、软件著作权、专利、论文、著作、标准规范、成果登记等科技成果数据,使科技资源与人员松耦合,使隐性知识显性化,大幅度提高了科技管理工作效率。利用管理成果,轻松通过高企认定和复审、中小企业认定与管理,合理享受高企或中小企业退税、加计扣除等国家、省市各类税收优惠与减免政策。

3 关键创新技术

3.1 提出了信息化测绘业务管理体系建设新模式

本文提出了以“院/中心”为单元,以核心业务为基本对象的测绘业务精准化管理新模式,对外提供开放地理空间信息联盟(Open Geospatial Consortium,OGC)地图服务和RESTful风格的Web服务,满足客户端的应用需求,具体包括地图服务、信息查询统计服务、通讯交流等各类服务;对内可根据单位具体业务要求,集成各类服务,满足各类业务管理的一站式需求。实现了测绘业务管理信息高要求。其特点如下:基于网络化环境的,实现项目管理方式便捷化;以任务区或图幅为管理目标,实现管理目标精细化;分布式协同数据填报,实现了管理数据精准化、协同化;采用自动化方式进行数据汇总,下级单位填报,上级单位可以实时掌握业务的整体情况,实现了管理结论的自动化。通过该模式,有效提高了测绘业务管理效率,促进了各级管理人员的工作推进。

3.2 建立了基于流程引擎技术的全业务流程管理平台

平台建设过程中引入流程引擎技术,对生产质量控制、行政管理、文件传输、生产管理、生产经营等审批过程和相关业务流程进行规范化、流程化,采用灵活多层次的角色、工作流审批设计模式,实现测绘生产业务流程的表单化、简单化、自动化配置与调整。用户在进行业务逻辑设计时,只需专注于了解整个业务流逻辑,采用图形化界面拖拽,即可完成工作流模板、工作流程的定制。此外,用户可对业务流程数据进行全面分析,查看该流程实施代价、效率、风险等问题,为单位高效运转、流程优化、风险管控提供辅助。

3.3 融合了地理信息行业特点的多级协同项目管理模式

项目管理模块实现了省、中心(院)、部门(队)等多级多权限的生产管控。在传统项目管理基础上,融合了测绘地理信息行业项目内容复杂、工序多、质量要求高等特点,通过一站式服务模式,为用户提供灵活化定制,如项目级别、来源、类型、状态等信息。基于工作流引擎业务流程的插件技术,实现现状状态、项目进度自动转变。结合测绘行业特点,通过PostGIS空间数据库实现空间数据的存储和电子地图服务的发布,将WebGIS和工作分解结构技术集成到项目管理页面中,实现了测绘生产管理的直观和可视化展示,用户可根据实际工作按图幅分配、区块图层分配或区块分配测绘生产任务[4]。工作进度模块会自动根据生产实施人员任务分配与进度填写情况自动生产周报、月报、年报等报告,提高生产进度管理效率。在表现层,本文利用WebGIS空间分析技术,让用户可通过移动端、浏览器等终端实现测绘生产项目任务实施情况的清晰化、可视化管理与查看,实现一站式的测绘生产任务分配与调度管理。

3.4 研发了基于e-RBAC模型的多层次角色与权限控制系统

平台采用扩展型基于角色权限管理模型实现了省局、生产单位、部门级等多级多角色的逐级管控,将用户、角色、权限进行静态、动态混合授权,建立了基于角色可灵活配置的高安全性的权限管理模型(图3),通过E-RBAC使用户和权限逻辑分离,并通过权限控制实现了各类资源分配,如项目管理的计划分级下达、业务类型的按角色管控审核、任务的逐级汇总上报,使每一级生产和管理部门都能够以系统为工具实现统一化体系化的项目管理。该模型支持权限的动态创建、调整、分配,具有较高灵活性、适应性和扩展性,较大程度上满足了测绘行业项目实施需求,提高了测绘生产任务分配与调度管理效率[9-10]。

图3 E-RBAC模型

4 结束语

本文设计并实现了信息化测绘体系中的测绘业务管理平台。系统采用多层架构,利用MySQL、Redis、PostGIS、流程引擎技术等构建一体化的测绘业务综合管理平台,对测绘生产业务信息进行统一管理、传输,实现了测绘生产管理现代化、办公自动化和决策科学化,有效提升了测绘生产效率和管理水平,促进了信息化测绘体系建设[11]。本文是陕西测绘地理信息局开展信息化测绘生产体系建设的一次成功尝试,为地理信息高效服务提供了信息化测绘生产技术支撑,为信息化测绘体系建设的开展奠定了坚实基础。这也是以增强测绘技术核心竞争能力为前提,围绕主动融入自然资源发展大局,推动测绘信息化体系建设接轨自然资源信息化发展战略更进一步。目前,系统已投入使用,但还未实现各组织之间的互联互动,后续需要结合实际情况不断优化,为业务一体化构建提供基础支撑。