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城市地理信息共享平台建设方案的探讨

发布时间:2013.03.15 10:12      来源:广西航空遥感测绘院     作者:广西航空遥感测绘院

  数字地球和数字城市概念的提出是现代信息技术发展的产物,伴随着政府对跨部门数据需求的日益增加,部门间数据共享成为一个迫切需要解决的问题。目前,大部分政府部门已建有各自的专业应用地理信息系统,但从现状来看,地理信息共享、交换和服务的水平还比较低。各个应用系统独立开发,各自维护本部门的基础地理数据,维护成本高,系统相互之间以拷贝方式交换数据,数据的保密性无法保障。随着业务需求的不断增加,数据内容、数据量、数据现势性和经

  费等受当时建立系统和目前系统运行中的客观条件限制,系统的功能还不能满足目前业务工作的需要,如信息空间定位与匹配、综合分析评价、制图与发布等功能,在空间数据方面,希望能及时使用最新的公共基础数据资源、共享各专业系统中可提供的共享数据等。因此,建立统一的城市地理信息共享平台,对实现政府各部门信息资源的整合共享和交换,避免重复建设,具有十分重要的意义。

  1总体建设目标

  共享平台基于“共建共享”的原则,通过对政府各部门的数据整合与改造,构建城市地理信息共享平台体系和技术支撑服务系统;为实现地理数据库和各部门相关的空间地理数据的共享与服务提供技术支撑;同时在地理信息数据库基础上建立开发应用接口,为政府各部门的专业系统建设提供统一的数据与服务,并通过电子政务外网为社会公众提供必要的数据服务。

  2平台体系结构

  城市地理信息共享平台基于SOA设计思想,坚持数据、管理、服务、应用相分离的架构原则,在保持灵活性和扩展性的前提下,实现城市地理信息共享平台数据的整合、管理和共享交换,实现不同部门业务应用系统与平台服务的集成,平台应用接口的综合应用与展现。其体系结构如图1所示。

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  图1城市地理信息共享平台体系结构图

  城市地理信息共享平台体系结构包括用户层、认证层、接口层、服务层、数据层、基础设施层和管理层7个层次。它们相互联系,形成一个有机的整体。(1)用户层是用户可以见到和交互操作的应用系统。从用户角度看,系统是一个信息服务机构,可以是个传统意义上的桌面应用程序,也可以是WEB应用序或门户网站,用户通过应用系统完成对城市地理息共享平台所提供各类服务的使用。

  (2)认证层是城市地理信息共享平台和电子政务安全体系的集成接口。利用PKI、PMI、CA证书等成安全的技术,通过身份标识、授权控制,对政府内部作人员提供“统一认证管理”,对于公众用户实现“单登录”。

  (3)接口层是提供给各类开发者的WEB AP(I网应用程序接口),政府各部门的用户可以使用这些PI来和自己的业务应用进行集成,形成自己的业务应系统;也可以使用这些API,来构建空间地理信息综门户网站、多源数据桌面共享软件这样的应用系统。

  (4)服务层是接口层的基础,接口层是服务层的对表现,服务层实现了诸如地理编码引擎、地形影像引、城市三维景观引擎、二维矢量地图引擎等,为接口提供了强大的后台支持,这两者合称为应用接口层。

  (5)数据层是整个共享平台的基础。数据的完整、实用性、精确性、动态更新能力等,从根本上决定了台的价值。共享平台中的数据,从内容上是城市地理息共享平台数据,并将在平台运行后逐步扩大其覆盖;从表现形式上是存储在城市地理信息共享平台数据心及其他部门数据中心的分布式数据库环境中。

  (6)基础设施层是平台数据及其应用的基础支撑。它通过数据中心局域网络、相关的硬件及基础软等平台基础设施建设,把城市地理信息共享平台各独立的部分连接成一个整体,并通过和市电子政务络的对接,将平台资源提供给用户使用。

  (7)管理层和上面5个层有着密切的联系,是整个共享平台正常运营的保证,包括系统日志、服务管理、户及权限管理等。

  3总体技术路线

  平台采用基于SOA的技术路线,SOA(面向服务体的架构)是一种IT体系结构样式,采用“松散耦合”的用程序组件,在此类组件中,代码不一定绑定到某个定的数据库,基于这种松散耦合的特性,能够将服务合为各种应用程序。SOA支持将数据应用作为链接服务或可重复的任务进行集成,在需要时通过网络访问这些服务和任务。这些网络可以完全包含在平台内部局域网,也可以分散于电子政务内网上的各部门,且采用不同的技术,通过对来自不同的服务进行组合与

  展现,让最终用户感觉到似乎这些服务就安装在本地桌面上一样。根据需要,这些服务可以将自己组装为按需应用程序———即相互连接的服务提供者和使用者集合,彼此结合以完成特定业务任务,使应用业务能够适应不断变化的情况和需求。

  3.1基于WEB服务实现城市地理信息共享平台数据对外共享

  空间地理数据的交换与共享的技术实现通常有4种方式,第一种是基于文件方式的共享,不同的空间数据文件具有不同的格式,共享交换需要通过转换和下载到本地才能使用;第二种是基于数据库API的直接获取方式,实现共享需要服务端和客户端具备统一的工作环境,用户和系统间的交互比较频繁;第三种是集中式的数据存储与管理,将分布在不同地方的数据集中统一来实现共享;第四种是基于网络(Intrnat和In-ternet)实现共享的WEB SERVICES方法,它使用了

  HTTP和其他WEB协议。

  城市地理数据库是分布式的共享环境,因此不再考虑采用集中式的统一数据库整合方式。

  (1)基于文件方式的数据转换方式通常用于数据下载,这样各部门的用户就可以直接在自己的GIS系统中使用转换后的数据格式。

  (2)通过API直接访问空间数据库的方式,对运行环境有着严格的要求,因此主要用于平台内部的数据管理维护工作,以满足海量城市地理信息共享平台数据管理维护对效率的要求。

  (3)Web服务封装屏蔽了对平台数据库的直接访问,可以通过网络实现各委办局之间异构平台不同系统间的数据交换和互操作。只有通过Web Service,客户端和服务器才能够自由地用HTTP进行通信。城市地理信息共享平台采用基于开发标准与技术的WEB服务方式共享数据,形成了松散耦合的共享模式,便于空间基础平台和其他应用系统根据发展需要进行伸缩。

  3.2以数据库为中心进行平台管理维护

  共享平台的管理维护包括两部分,一部分是城市地理数据库的管理维护,另一部分是平台服务系统的监控管理。由于信息资源存放在共享平台的数据库中,因此管理维护模式将以数据库为中心。在数据库和空间数据引擎上,分别采用了Oracle10G和ArcSDE9.2,因此管理用户可以基于ArcGIS Desktop9.2桌面程序直接访问和管理以Geodatabase数据模型组织的空间地理数据。

  对于数据存储,OLEDB、ADO以及ArcSDE给平台系统提供了透明访问数据库的机制。对基于ESRIGeodatabase数据模型组织存放的空间数据,客户端开发采用ArcGIS Engine开发实现,而其他数据则通过OLEDB和ADO来实现对数据库的访问。

  3.3基于混合模式的应用系统开发

  城市地理信息共享体系是一种松散耦合的异构式环境,政府各部门对共享平台的访问都是在电子政务网内进行的,而社会及公众对平台的访问是通过电子政务外网进行的,应用请求和服务在分布式网络环境下进行。为保证平台架构的可伸缩性,以及数据库和网络防火墙等方面的安全限制,这种访问连接和服务部署不能采用传统的两层C/S结构模式,而必须采用多层架构的B/S结构模式建设。

  4总体建设内容

  按照工程化建设的思路,地理信息共享平台可以分解为6大工程进行建设:

  (1)数据中心工程:数据中心工程基于先进性、实用性、可靠性及可扩充、可维护性和安全保密性原则,通过组建平台数据中心,配置相应的软硬件与网络设备,规划设计建立平台的内部网络环境,形成城市空间基础信息数据存储、生产加工、共享发布、管理与服务的物理基础,保障平台的数据和系统建设、维护管理与正常运营。平台数据的存储,系统的各个模块均运行在数据中心相应的软硬件基础之上。

  (2)数据建设工程:空间基础信息数据是平台对外服务的基础,是其生命力的源泉。平台空间基础信息数据在逻辑上分为空间基础地理数据、公共专题数据、城市三维仿真模型数据、地理编码数据等,为平台对外服务提供数据支撑。

  (3)标准规范工程:标准规范为共享平台建设提供了标准与管理保障。通过参考、借鉴与引用国内外已有的空间地理信息共享标准规范,制定城市空间基础信息获取、共享和管理相关的各类标准规范,为城市地理信息共享机制提供技术管理保障,形成空间基础数据共建共享和持续运行机制。

  (4)运维管理工程:运维管理系统为平台的正常稳定运营提供了保证。通过解决数据监理、数据更新入库和服务运营监控管理等方面的技术问题,设计开发一系列的软件系统,为平台对外服务和应用提供基础技术保障。

  (5)应用接口工程:应用接口是共享平台对外提供各类应用服务的核心和基础,直接面向使用平台资源的各类开发用户。应用接口将基于WEB SERVICES技术体系架构建设,提供一个面向政府各部门不同用户的数据服务和功能服务的WEB API集成环境。Web API以HTTP为基础,开发包括空间信息目录服务、空间元数据查找服务、遥感影像服务、二维电子地图服务、地形渲染与影像叠加服务、城市三维仿真数据服务、数据转换服务、数据上传服务、数据下载服务、在线制图服务等应用接口。此外,为了实现本地GIS数据操作,提高响应灵敏度,以及强化用户界面表现能力,也提供应用接口的客户端工具及二次开发包,方便各部门通过这些开发包和工具与自己的业务应用进行整合集成。

  (6)应用系统工程:以平台应用接口为基础,建设各类平台应用系统,以便为政府部门及社会普通用户提供服务。这些应用系统将以B/S模式设计开发,包括专业门户网站、空间基础信息发布系统、数字三维应用展示系统、在线地理编码服务系统、在线电子地图系统、桌面数据共享软件等,为各类不具备二次开发应用能力的政府部门用户、企业用户或市民使用平台提供多种服务资源。

  5结语

  城市地理信息共享平台建设作为数字城市的一个组成部分,在有关的政策和机制保障下,可以为国土、规划、交通、公共管理等领域的相关机构在线提供分布式地理信息共享与交换服务,以促进地理信息的社会化应用,提高政府工作效率,为城市可持续发展的科学决策提供现代化的工具。(潘正强)
 

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