国土“一张图”综合监管平台关键技术研究

徐如意 王兰洲

（1.河南理工大学测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454003；2.河南省数联测绘科技有限公司，河南 郑州 450052）

1 引言

国土资源是全国基础信息总资源的重要组成部分，随着国土资源信息化的深入，国土资源信息化建设存在信息系统建设分散、信息应用比较局限等问题[1]。国土资源综合监管平台建设是从全省国土资源“一张图”出发，在国土资源电子政务系统建设与运行的基础上，通过建立信息监测系统，与国土资源电子政务系统对接，采集和汇总各级国土资源管理信息，建立信息综合分析系统[2,3]。通过系统可以实现对各类专业数据和管理数据的比对核查、综合分析，实施土地、矿产资源以及地质环境管理全过程监管，从而达到预警异常，及时发现并应对苗头性、倾向性问题的目的。论文以某省国土资源综合监管平台为例，对某省综合监管平台建设的关键技术进行研究。

2 某省国土资源综合监管系统总体架构

某省国土资源综合监管系统基于现有监测监管系统数据库、省厅国土业务管理数据库、省市县三级政务协同数据库，利用ETL（Extract-Transform-Load，ETL）工具完成土地、矿产、地质环境监管指标的采集，形成集土地资源监管指标、矿产资源监管指标、地质环境监管指标、效能监督指标、数据维度指标于一体的多维度的综合监管数据仓库，为国土资源综合监管宏观决策提供数据支撑。ETL 用来描述将数据从来源端经过抽取、转换加载至目的端的过程[4]。此外，通过指标分析、指标跟踪、指标预警分析，基于国土资源多级协同政务管理平台，最终实现土地资源、矿产资源、地质环境及效能监督业务数据的监测与预警、处置与决策。最终，监测预警结果结合“一张图”核心数据、省厅政务管理平台、三级政务协同平台实现分析结果数据的带图展示、数据联合查询及土地资源、矿产资源项目数据的实时跟踪，为国土资源综合监管宏观决策提供技术支撑。综合监管平台架构设计图如图1 所示。

图1 总体框架

3 某省国土资源综合监管平台及其关键技术

某省国土资源综合监管平台采用SOA（Service-Oriented Architecture，SOA）的设计理念，利用Portlet技术实现综合监管平台与政务管理平台的集成，通过OWB技术、ETL技术、数据流侦听技术、多维即席分析技术以及BI（Business Intelligence,BI）和GIS结合技术来完成数据的采集、提取、分析、挖掘和展示。某省综合监管平台综合事务示意图如图2到图5所示。

图2 综合事务分类

图3 综合事务流程类

图4 综合事务管理类

3.1 SOA 技术

某省国土资源综合监管平台是一个庞大的业务系统集群，具有分布式生态系统业务组织架构特性。传统的分系统建设方式，各子系统各自为战，会形成很多信息孤岛，造成数据冗余和混乱等现象，无法实现土地、矿产监管业务各环节的协同处理，从而不能满足监管平台建设的总体要求。因此，本文采用SOA 体系设计理念，构建面向服务的结构，可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用。SOA 可以看作是XML/Web Service 技术之后的自然延伸，它的基础是服务层，通过直接调用服务层，可以有效控制系统中与软件代理交互的人为依赖性[5]。此外，SOA 是一种粗粒度、松耦合服务架构，服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯，不涉及底层编程接口和通讯模型。

3.2 Portal 技术

某省国土资源综合监管平台与政务管理平台密不可分，通过Portal 能够实现二者的有效集成。Portal 是解决信息获取和集成难题的一项技术，它替代了从众多应用系统中筛选和集成信息的数据获取手段，以Web 的方式提供了对信息资源的单一访问入口[6]。Portal 通过集成已有的应用系统，可以一站式地访问、调用和操作各种信息系统，实现应用系统间的交流协作，从而高效地获取数据。某省各级国土资源部门网络联系示意图如图6 所示。

图6 各级国土资源部门网络系统联系

3.3 OWB 数据仓库技术

为了在结合相关监管指标综合特点的前提下，有效提高数据采集效率和监测系统的性能，本文使用了OWB（Oracle Warehouse Builder）技 术。OWB 是Oracle 的综合工具，可以完成对业务数据的实时抽取、清洗、转换、加载。此外，还可以实现数据集成、数据维度建模、数据质量、数据审计，以及数据和元数据的整个生命周期的管理，包括：

（1）数据仓库的提取、转换和加载；

（2）整合来自不同数据源的数据；

（3）从原有系统中移植数据；

（4）关系和维结构数据建模；

（5）设计和管理公司元数据；

（6）数据清理；

（7）数据监测和数据质量审计。

此外，通过OWB 脚本配置可以实现指标数据的增加、删除、修改操作，保证了监管分析系统中的所有业务监管指标数据与采集和监测系统中的业务监管指标数据完全一致。不同数据来源的业务数据抽取同样可通过OWB 技术实现。数据采集过程如图7 所示。

图7 数据采集过程

3.4 CDC 改变数据捕获技术

采用Oracle 的CDC（Change Data Capture，改变数据捕获）技术对国土资源业务办理信息进行实时动态获取，帮助识别上次ETL 提取之后发生变化的数据，避免由于人员操作失误或流程环节不规范导致的数据丢失。利用CDC，在对源表进行INSERT、UPDATE或DELETE 等操作的同时就可以提取数据，并且变化的数据被保存在数据库的变化表中。这样就可以捕获发生变化的数据，然后利用数据库视图以一种可控的方式提供给综合监管平台，数据变化跟踪示意图如图8所示。

图8 数据变化跟踪

3.5 多维、即席分析技术

利用商业智能分析手段，对土地矿产等监管信息不同维度的即席分析，可以分析结果中实现不同级别的数据展示。

多维分析的技术核心是“维”这个概念，“维”是一种高层次的类型划分，指的是观察数据的角度，如土地、矿产的时间、区域等。多维分析通过把一个实体的多项重要的属性定义为多个“维”，使用户能对不同“维”上的数据进行比较，便于分析人员、管理人员或执行人员能够从多角度对信息进行快速、一致、交互的存取，从而获得对数据更深入的了解，最终满足决策支持需求或多维环境下特定的查询和报表需求。

此外，通过数据挖掘技术，用户可以从系统中获取数据的多种属性，如土地等级、地价、用地类型、使用年限、行政区等，进而为专题研究的多维度数据展示提供高效的数据支持。

3.6 BI 与GIS 的接合技术

BI 即商业智能，是通过大量的数据获取与信息集成来为企业提供决策支持的技术。BI 系统拥有强大的数据查询与分析优势，而如何将其与GIS 系统的空间可视化和空间分析优势相融合，是目前很多研发团队的研究重点。通过对核心的综合监管BI 数据的可视化分析，用户能够很直观地展示各类土地资源、矿产资源数据分布情况和各业务间相互关系，从而提供项目的决策支持。BI 与GIS 的融合，使得用地审批情况、供地信息、矿产数据等综合监管BI 数据不再是生硬的图表和数字，它可将上述数据包含的空间信息转换成为地图或地理分布，为用户提供可视化的参考基准。

4 结语

国土“一张图”是以一张底图为基础，涵盖国土空间规划“五级三类”规划体系成果，为统一国土空间用途管制、实施建设项目规划许可、强化规划实施监督提供依据和支撑。某省国土资源综合监管平台已经通过了某省国土资源信息中心组织的项目竣工验收，并且在某省国土资源形势分析、研判和制定、实施宏观调控过程中提供了有效的决策支撑。同时，该研究成果也被其他省市县多家政府部门作为国土“一张图”综合监管平台建设的参考依据。