數字西安地理信息公共服務平臺的建設與應用

張周平，歐長紅，馬哲元

(1.西安市勘察測繪院，陜西 西安 710054； 2.北京超圖軟件股份有限公司，北京 100192；3.西安市工業與信息化委員會，陜西西安 710007)

數字西安地理信息公共服務平臺的建設與應用

張周平1?，歐長紅2，馬哲元3

(1.西安市勘察測繪院，陜西 西安 710054； 2.北京超圖軟件股份有限公司，北京 100192；3.西安市工業與信息化委員會，陜西西安 710007)

城市地理信息公共服務平臺的建設對于整合城市地理空間數據資源、促進行業部門間數據交換與共享、推動城市信息化和數字城市的建設與發展具有十分重要的意義。本文介紹了基于Service GIS服務共享體系的數字西安地理信息公共服務平臺的設計、實現、應用及建設與共享模式。

地理信息公共服務平臺；共享交換服務模式；一體化服務體系；Service GIS

1 引 言

2006年國家測繪局正式啟動數字城市地理空間框架建設試點工作，確立了“到2015年基本完成全國地級以上城市地理空間框架建設，使城市建設與管理的信息化水平得到明顯提升，為城市政府科學決策提供可靠的地理信息保障”的建設目標。2008年，國家測繪局又提出了建設“全國地理信息公共服務平臺”的宏大構想，并積極組織規劃實施。西安市被國家測繪局列為全國首批數字城市地理空間框架建設與應用示范城市，由西安市人民政府、西安市勘察測繪院和國家測繪局、陜西省測繪局四方合作共建、成果共享。

數字西安地理信息公共服務平臺的建設和應用，可以實現西安地理空間信息資源的有效管理和綜合應用，使其成為城市自然、社會、經濟的空間信息載體和城市各行業的空間信息基礎設施，為城市規劃、建設、管理與決策及社會各行業提供完善、優質和高效的地理空間數據服務；為城市的信息化建設、特別是為與地理信息相關的綜合應用提供良好的基礎和支持，避免在地理空間數據應用方面的重復建設，使政府各部門及各行各業共享空間數據，促進城市建設及其可持續發展。

數字西安地理信息公共服務平臺是數字西安建設的重要組成部分，是政府認定的、全市統一的、具有權威性和規范性的空間基礎框架設施和地理信息公共服務平臺，為實現城市信息資源按照統一的地理空間位置的整合、共享和利用提供了數據框架和技術框架支撐，是經濟社會發展的基礎支撐平臺。

2 平臺建設與共享模式

數字西安地理信息公共服務平臺由西安市人民政府、西安市勘察測繪院和國家測繪局、陜西省測繪局四方合作共建，項目建設由西安市政府委托西安市工業和信息化委員會負責牽頭，下設專家組，具體實施單位有陜西省基礎地理信息中心、西安市勘察測繪院和北京超圖軟件股份有限公司。國家測繪局負責項目技術指導支持和監督檢查，陜西省基礎地理信息中心負責提供 1∶1萬、1∶5萬等中小比例尺基礎地理數據的生產與更新服務，西安市勘察測繪院負責提供1∶500、1∶1 000城市大比例尺基礎數據以及高分辨率衛星影像的生產與更新服務，西安市工業與信息化委員會負責項目的組織實施、平臺的推廣應用以及標準法規政策體系的建立。

整個平臺的數據資源來源于不同的單位，系統的運營維護不僅離不開不同數據提供單位的更新維護服務，還有地理編碼、專題數據、三維數據等的補充完善，所以平臺共享的設計原則是“資源互補、利益互保、平臺共享、合作共贏”。資源互補是指陜西測繪局和西安市勘察測繪院各自發揮資源優勢，應用層面的專題數據也是由各專業部門提供并負責更新維護，政府按計劃分撥各類數據的更新維護費用；利益互保是數據提供單位提供的數據仍然受利益保護，原始數據不能夠相互共享；平臺共享是指各實施單位對項目最終的公共平臺均可共享應用，即整合后的公共服務平臺數據可以相互共享；合作共贏是實現公共服務平臺“政府服務無償化、企業服務市場化、社會服務經營化”的運營模式，實現利潤的共創共贏。

3 平臺定位與建設思路

3.1 平臺的定位

數字西安地理信息公共服務平臺，基于SuperMap Service GIS等技術，采用統一規范，整合和完善西安市現有地理信息資源，建成多尺度空間框架數據庫；構建西安市統一的地理空間基礎數據平臺，并在此基礎上，完成信息共享與管理服務平臺以及地理信息共享與分發機制的建設。通過共享服務模式，為政府、公眾和行業用戶提供開放式、一體化的空間信息服務，解決公共地理空間數據重復建設、行業間數據不能交換共享等突出問題，為“數字西安”的有效運行提供基礎數據管理和維護服務的技術支撐保障。

數字西安地理信息公共服務平臺是西安市電子政務的有機組成部分，是西安市電子政務的基礎空間框架。一方面，它可以為西安市電子政務應用提供空間定位服務和地理數據服務，另一方面通過空間核心要素可以建立和整合“四庫”信息資源，并擴展到整個各種電子政務信息資源。

圖1 平臺的總體定位

3.2 平臺建設思路

(1)采用統一標準規范

數字西安地理信息公共服務平臺建設和應用采用統一的標準規范，編制適用于數字西安空間框架建設示范項目建設和應用的標準規范和共建共享和分發機制，為基礎地理信息的有效共享與優質服務提供保障。

(2)地理編碼與匹配技術，實現業務部門數據快速空間定位

通過地址編碼技術，實現業務部門數據快速空間定位，實現基于統一空間坐標，整合各種信息資源，在市政府各部門分散的信息資源庫之間建立有機聯系，為各政府部門實現信息共享、交換和整合提供基礎信息支撐。城市地址編碼庫是“數字西安”工程中的基礎，地址編碼數據庫將為有關領導、部門對城市規劃、建設、管理決策及城市應急指揮提供準確的空間位置信息服務支撐，滿足公眾日常出行對地址定位的需求。

(3)實現異構分布式數據的集成管理與交換共享，滿足部門復雜網絡環境下的交換共享需求

數字西安地理空間框架信息平臺建設采用“中心交換、集中管理”、“數據集中、分布式相結合”和“混合交換”三種共享交換模式對外提供服務，通過對對象的一致性解釋或描述，方便系統對數據的管理、維護、獲取以及可視化表達，解決平臺面臨的多種格式、異構的矢量數據、圖像數據、目錄數據和元數據的集成共享的問題。

“中心交換、集中管理”管理模式。地理空間信息共享交換平臺在數據中心的交換服務器上部署應用集成系統服務器端和交換適配器，作為各單位數據共享和交換的中心節點。各個業務系統前置機交換客戶端部署適配器，形成星形連接，他們之間的數據格式轉換以及數據傳輸是通過應用集成中間件和適配器來實現的。適配器包含應用集成客戶端，涵蓋異步通訊、可靠傳輸等功能。中心連接各個業務系統的交換客戶端，遠程集中配置、管理各個交換客戶端，提高中心節點對子節點的管理和監控能力，便于統一的應用開發與信息挖掘。

“數據集中、分布相結合”的共享模式。各單位通過數據中心共享的數據資源，按照資源的密級劃分為兩類:基礎信息類和業務信息類。基礎信息類數據采用“數據集中”的方式提供共享應用；業務信息類采用“邏輯集中、物理分布”的方式提供共享應用。

“混合交換”的交換模式。系統建設采用的應用集成系統、應用適配器既可以獨立使用，也可以組合使用，應用適配器支持Web Service，可以實現數據層交換，也可以實現應用層交換。

通過西安地理信息公共服務平臺的示范性應用，通過數據共享交換機制保證了部門之間的數據共享、交換的暢通和安全。

(4)二維GIS與三維GIS一體化集成，實現二維、三維平臺聯動

基于SuperMap服務式GIS平臺實現二維、三維一體化數據的集成、管理、應用及服務，可以表達地表起伏，實現全球尺度空間數據(影像、地形、矢量、模型)處理、本地/遠程三維瀏覽、編輯、查詢等操作，同時提供空間分析等較高級的三維GIS功能。傳統二維GIS提供的空間分析、量算、屬性查詢、數據編輯等功能均可在三維場景中實現，實現二維、三維平臺的綜合聯動，為平臺提供更加豐富的信息展現和分析手段，輔助政府部門規劃與科學決策。

(5)面向SOA的Service GIS服務共享，構建可擴展基礎平臺

Service GIS是一種基于面向服務軟件工程方法的GIS技術體系，它支持按照一定規范把GIS的全部功能以服務的方式發布出來，可以跨平臺、跨網絡、跨語言地被多種客戶端調用，并具備服務聚合能力以集成來自其他服務器發布的GIS服務。全面地支持SOA，通過對多種SOA實踐標準與空間信息服務標準的支持，可以使平臺靈活適應于各種SOA架構體系，與其他異構IT系統無縫集成，有助于平臺應用開發人員快速構建業務應用系統。

數字西安地理信息公共服務平臺全面支持互操作規范服務(WMS、WFS、WCS、GeoRss、KML)等服務，同時基于Service GIS服務聚合，實現分布式數據、功能和服務的集成、發布和共享。

4 平臺設計、實現與應用

4.1 總體建設框架

西安市地理空間框架平臺可概括為“1＋1＋1＋4”的體系結構。即建立1套標準規范與共享機制；建立1套地理信息數據庫群；開發1套地理信息共享服務平臺和4套應用示范系統(120急救指揮應用示范、環境保護應用示范、三維全景展示應用示范、公眾應用示范)。

圖2 數字西安建設總體結構

4.2 地理空間框架數據庫群設計

數據庫群主要包括多尺度空間框架數據庫、部門專業數據庫、共享數據庫、三維全景數據庫、發布數據庫和元數據庫等。

圖3 數字西安地理空間框架數據群

4.3 平臺子系統設計

(1)空間數據管理子系統設計

空間框架數據管理子系統除了存儲管理核心的地理空間框架數據外，還有專題應用數據，而每一種數據又可以是多比例尺和多時態的數據。空間數據庫管理子系統功能主要包括:用戶認證模塊、數據入庫和更新模塊、數據管理模塊、元數據管理模塊、歷史數據版本管理模塊、數據共享與交換模塊、數據發布管理模塊、系統管理模塊等。

(2)空間信息共享交換子系統設計

空間信息共享交換子系統是地理空間框架信息平臺的交換共享中心，政務專網中通過CA認證，單位和個人可以向信息中心提出業務申請(數據使用、應用功能、新建圖形數據、圖形數據更新及新建業務數據等的申請)。同時本系統提供目錄管理功能，方便用戶了解數據中心已有數據的整體情況:組成、內容、和數據結構等。

(3)地理空間信息服務子系統設計

地理空間信息服務子系統是數字西安地理信息公共服務平臺建設的核心內容，通過信息服務接口子系統將常用的數據和功能以標準接口形式對外提供，方便各委辦局已有應用系統的對接集成和快速搭建新的業務系統。服務接口包括安全認證服務、目錄與元數據服務、公共地理要素服務、電子地圖服務、地理編碼服務、空間分析服務、共享專題服務等，同時提供接口范例來輔助應用。

(4)地理編碼服務子系統設計

地址匹配主要由空間參照數據庫、地址拆分及標準化、地址匹配規則配置及地址匹配四部分組成，其核心是地址匹配。地理編碼服務子系統設計并實現單個地址匹配、批量地址匹配以及交互匹配等。通過地址匹配，可以建立空間信息和非空間信息的聯系，實現非空間信息轉化為空間信息。利用地址匹配，用戶可以將帶有地址信息的屬性數據快速高效轉換成空間數據，進行專題圖層的制作，實現專題圖層的多種GIS格式(如“Shp”)的存儲，應用于不同的GIS應用系統。

4.4 平臺功能實現與應用

數字西安地理信息公共服務平臺的建設完成了空間數據管理系統、空間信息共享交換服務門戶和運行維護子系統。

圖4 平臺數據管理

圖5 平臺服務門戶

圖6 平臺資源瀏覽

圖7 平臺運行維護

同時基于平臺開發建立了環境在線監測應用示范系統、120指揮服務應用示范系統、西安市公眾地理信息服務示范應用系統、西安市三維全景展示服務示范應用系統，為西安市環境保護、120指揮、公眾服務和規劃決策、招商引資等提供了豐富的數據資源和技術支撐，方便相關部門業務工作的開展，提高了政府信息化水平和科學決策水平。

圖8 基于平臺的環境監測應用示范

圖9 基于平臺120急救指揮應用示范

圖10 基于平臺的三維全景展示應用示范

圖11 基于平臺的公眾服務應用示范

5 總結與規劃

通過數字西安地理信息公共服務平臺的建設，建立了空間框架信息標準規范化體系，創建了數據共享交換服務機制，整合了現有地理信息資源，完成了城市地理空間框架數據庫群建設，開發了基于SuperMap iServer的數字西安地理信息公共服務平臺，并形成了基于平臺的一體化地理空間應用服務體系。

但是，隨著地理信息技術、計算機技術、數據庫技術、物聯網技術等的發展，結合西安市當前信息化進程的客觀實際和西安市經濟、社會的未來發展，數字西安地理信息公共服務平臺也面臨著諸多挑戰:

(1)城市空間坐標基準的統一問題:由于歷史原因，目前西安市規劃、土地和房產三個部門使用著三個不同的坐標系統，部門之間進行空間數據共享交換時，須進行數據轉換，不僅浪費資源，而且出現精度不一致等問題，這對公共平臺的推廣應用造成很大的瓶頸障礙。

(2)平臺推廣應用的權威性和規范性問題:目前行業應用僅涉及120指揮服務、環境保護等部門，雖然有市工業與信息化委員會的積極推廣，但受各部門各行業自身信息化發展的基礎、理念、經費等因素制約，應用前景非常廣闊，但推廣道路依然不很平坦。

(3)平臺更新維護與運營機制的磨合問題:由于目前平臺的應用還處于試運行階段，整個平臺的更新維護機制和共享分發服務機制還沒有經過實實在在的實踐檢驗，一些問題的出現也在所難免。

針對可能出現的問題，結合平臺的發展趨勢，下一步計劃繼續開展以下幾方面的工作:

①不斷更新完善地理空間信息模型:深入研究數字地理空間框架信息模型，結合技術和業務應用發展需要，在數字西安地理信息公共服務平臺的功能和應用模式方面不斷改進、完善和優化。

②逐步實現向三維地理信息公共平臺的轉變:數字地理空間框架未來發展趨勢是從二維地理空間框架數據向多維、動態地理空間框架數據發展，加強對多維動態空間數據模型的理論研究和應用實驗，以適應未來城市信息化對基礎地理信息資源不斷增長的需求。

③建立“在線式”動態數據更新體系:數字西安地理信息公共平臺的數據來源于多個部門，數據的更新目前還采取離線式的拷貝方式，下一步計劃建立一種“在線式”的動態的數據更新體系，實現更新內容自動偵測、更新數據自動提取、平臺數據自動匹配等功能。

④建立“政府服務無償化、企業服務市場化、社會服務經營化”的運營模式:要保持平臺的生命力，必須積極探索并建立一種科學的、持續的、良性的運營機制，來保護實施單位的積極性，提高使用部門的滿意度，增強行業部門使用的主動性。在科學運營機制的保障下，向陜西省其他地市進行推廣應用，最終建成覆蓋陜西全省的、無縫的數字陜西。

[1]李德仁，龔健雅，李京偉等.中國空間數據基礎設施建設.測繪通報，2002(11)(12)

[2]馬文涵.數字武漢地理空間信息共享平臺的研究.地理空間信息，2007(6):11～13

[3]陳軍.多維動態地理空間框架數據的構建.地球信息科學，2002(1)

[4]陳軍，鄔倫.數字中國地理空間基礎框架.北京:科學出版社，2003

[5]謝忠，韓祺娟，吳亮.GIS空間數據庫的“一庫兩用”策略研究.地理與地理信息科學，2008(2)

[6]楊伯鋼，馮學兵.城市地理空間框架建設技術體系研究.測繪科學，2007，32(1)

Construction and Application of Digital Xi′an Geographical Information Public Service Platform

Zhang ZhouPing1，Ou ChangHong2，Ma ZheYuan3
(1.Xi′an Geotechnical investigation＆Surveying Institue，Xi′an 710054，China； 2.Beijing SuperMap Software Co.，Ltd.Beijing 100192，China； 3.Xi′an Industry and Information Technology Committee，Xi′an 710007，China)

The construction of city geographic information public service platform is meaningful to merge city spatial data，and to promote data sharing and data interoperating between government departments，it also drive city informatization，the construction and development of digital city.This article tries to discuss the design，construction and application，still with the construction and sharing pattern of digital XIAN geographic information public service platform based on the service sharing system of Service GIS.

geographic information public service platform；sharing and exchanging service pattern；integrated service system；Service GIS

1672－8262(2010)05－22－06

P208

A

2010—09—08

張周平(1969—)，男，高級工程師，主要從事城市3S、城市測繪等技術工作。