北京市土地資源綜合決策空間信息服務技術研究

張培，劉鵬，羅曉燕

(北京市測繪設計研究院，北京 100038)

北京市土地資源綜合決策空間信息服務技術研究

張培?，劉鵬，羅曉燕

(北京市測繪設計研究院，北京 100038)

隨著網絡技術的快速發展，SOA作為構建企業級分布式軟件系統的思想和方法學，已經得到了越來越廣泛的應用。本文討論了基于面向服務的北京市土地資源綜合決策平臺架構，提出了平臺的服務建設框架，分析了平臺提供的空間信息服務內容，簡要介紹了服務所采用的接口。

SOA；空間信息服務；土地資源綜合決策

近年來，北京城市的迅猛發展，對城市建設提出了更高的要求，需要更加科學化、系統化地對全市土地資源進行管理。北京市規劃建設用地管理的數據主要分別掌握在發改、規劃、國土部門中，但又缺乏一個統一的平臺把規劃建設用地資源與國民經濟社會發展數據、土地儲備、土地供應等數據整合起來，以至于市政府管理和決策部門還不能全面掌握全市范圍內土地資源的利用情況，對可供開發建設的土地資源總量、空間和結構不甚了解。為了應對城市發展的新要求，北京市土地資源和建設用地綜合利用決策分析平臺應運而生。該平臺旨在建立一套能夠對全市各類土地信息進行整合共享、綜合管理、統計分析、科學決策的綜合信息平臺，實現及時動態的可建設用地監管，為項目開展提供依據，為政策、計劃等的制定提供決策支撐，以提高土地資源管理和利用水平，增強規劃決策的科學性。

地理空間數據自身具有多時態、多存儲格式、多語義以及多尺度等特征，使得空間信息資源的整合共享利用率較低[1]。傳統的桌面型地理信息系統內部耦合度強，系統之間相互孤立，難以實現共享和互操作[2]。但是，面向服務架構(Service－Oriented Architecture，SOA)這種軟件架構和Web Service技術的興起，為空間數據共享和地理處理的互操作提供了新的契機和技術支持。

1 平臺簡介

北京市土地資源和建設用地綜合利用決策分析平臺通過建立北京市土地資源和建設用地綜合管理信息數據庫，實現了全市建設用地綜合信息的集成化管理和動態更新。數據庫中的數據包括現狀數據、規劃編制數據、規劃行政審批數據、市政交通數據、土地資源數據和國土管理信息數據六大類，通過平臺可以實現各類專題信息的查看和綜合查詢。

在數據庫的基礎上，建立可利用建設用地篩選模型，以政府批復的北京城市總體規劃和控制性詳細規劃為依據，在限制要素的基本約束下，考慮用地的規劃性質、現狀建設情況、利用程度等、規劃行政審批、國土管理以及土地利用現狀等信息，對土地資源的利用情況進行判斷，篩選出有改造開發可能性的建設用地資源。

平臺還可根據建設項目對區位、用地規模、周邊交通市政條件、城市空間形態等的要求，從可利用建設用地資源或土地儲備中選出符合選址要求的用地，為公益性項目、全市重點項目以及中央單位、部隊等建設項目進行規劃選址。

平臺還提供了對土地資源數據的統計分析功能，可以對不同地區的土地利用和建設信息進行比較，還可以針對規劃建設領域的熱點問題進行專項統計。

2 面向服務架構

面向服務架構是一種軟件體系統架構概念。所謂軟件架構，可以理解為:“是一系列相關的抽象模式，用于指導大型軟件系統各個方面的設計。”SOA作為一種架構模型，可以根據需求通過網絡對松散耦合的粗粒度應用組件進行分布式部署、組合和使用[3]。SOA最重要的特點是把服務的實現和接口分離。SOA的關鍵是“服務”，W3C(World Wide Web Consortium)將服務定義為:“服務提供者完成一組工作，為服務使用者交付所需的最終結果。最終結果通常會使使用者的狀態發生變化，但也可能使提供者的狀態改變，或者雙方都產生變化”。而Web Service是實現SOA的最好方法，它完全基于 XML(The Extemsible Markup Language)、XSD(XML Schemas Definition)等獨立于平臺、獨立于軟件供應商的標準，可以在Microsoft平臺下用.Net非常方便地實現，也可以用Java實現，從而達到跨平臺、分布式、可互操作的目標。開放地理空間信息聯盟 OGC(Open Geospatial Consortium，OGC)在 Web Service標準之上，提出了WMS(Web Map Service)和WFS(Web Feature Service)，即柵格地圖服務和要素地圖服務。

空間信息服務的出現使我們能夠創建強大的應用，并且能夠實現在互聯網上功能的共享及集成。空間信息網絡服務為消除信息系統整合與交流之間的障礙提供了機會。這些障礙或者是由于數據存儲與應用設計的限制性或垂直特性造成的，或者是由于數據格式、硬件或軟件的兼容性問題造成的。同時空間信息服務還打破了空間的障礙，用戶不論身在何處都可以獲得大量的數據和服務[4]。

3 平臺核心服務建設框架

北京市土地資源和建設用地綜合利用決策分析平臺要為建設項目選址、用地審批、土地儲備與開發提供決策支持服務，因此，需要整合全市范圍內的建設用地資源的信息，建立起土地資源綜合信息數據庫，并在綜合信息數據庫的基礎上開發功能模塊，以實現地圖瀏覽查詢、可利用建設用地自動篩選、專題數據更新維護、綜合信息統計分析等功能。

面向服務的平臺建設思想是將對土地資源綜合信息數據庫的訪問、操作以及相關的GIS地圖訪問、圖形編輯、土地信息更新、空間分析、圖形與屬性雙向查詢、統計分析等相關功能都封裝為網絡服務，即“土地資源信息服務”。北京市土地資源和建設用地綜合利用決策分析平臺則通過這些服務來間接訪問數據庫以及實現GIS相關地圖與空間分析功能。

依據SOA架構的核心技術和工作原理，結合平臺建設的實際情況，搭建面向服務的平臺結構模型，提出平臺的核心服務建設框架，如圖1所示。

圖1 核心服務建設框架

4 服務內容和發布平臺

4.1 服務層的內容

服務層的主要應用服務內容包括:

(1)地圖服務

地圖服務提供對地圖文檔內容的訪問，包括地圖文檔中的圖層數據和數據的符號化顯示方式。地圖文檔內容包括土地資源現狀數據、規劃編制數據、規劃行政審批數據、市政交通數據、土地資源數據、市政交通數據、國土管理信息數據。

(2)土地信息查詢服務

土地信息查詢服務提供通用查詢和專題屬性查詢。通用查詢實現屬性查詢、地名查詢、規劃路查詢、規劃行政審批數據外掛屬性表屬性查詢、幾何圖形查詢功能。專題查詢主要針對規劃意見書、控制性詳細規劃圖、建設功能規劃許可證、建設用地規劃許可證、地籍數據、土地利用現狀圖、可利用建設用地、土地儲備項目、土地供應項目等數據特有的屬性進行查詢。

(3)空間查詢服務

空間查詢服務提供對要素間拓撲關系的查詢功能，在本文中主要是對某一行政區、某兩條環路間、規劃界區、重點功能區、軌道周邊一定范圍內的專題要素的查詢。

(4)可利用建設用地篩選服務

可利用建設用地篩選服務以政府批復的北京城市控制性詳細規劃和可利用建設用地篩選模型為依據，篩選出可作為建設用地的地塊。該服務為平臺的核心服務，為城市建設用地管理決策支持。

(5)項目選址服務

項目選址服務以可利用建設用地和土地儲備項目兩個圖層為主要數據源，綜合考慮用地性質、用地規劃、布局、區位發展定位、市政交通情況、地籍權屬等因素進行項目選址分析。

(6)綜合統計服務

該服務可對土地儲備項目、土地供應項目、可利用建設用地資源等數據圖層進行按區域、按屬性的綜合統計，得到用地的空間分布、總量及結構的統計結果，并以柱狀圖、餅狀圖或表格的形式表達出來。

4.2 服務的發布平臺

空間信息服務根據服務提供的內容不同，可分為空間數據服務和空間信息處理服務。數據服務通過服務接口向外提供空間數據，功能服務通過接口向外提供對空間數據的操作和處理功能。

ArcGIS Server將地圖文檔發布為服務，通過該服務，用戶可以訪問地圖數據和地圖表現樣式。地圖服務可以分為緩存地圖服務和動態地圖服務。ArcGIS Server的緩存機制通過高速緩存預先創建金字塔而不是動態渲染地圖，即可以直接從緩存獲取靜態切片來代替動態渲染生成的地圖，以此顯著提高地圖傳輸的速度。

土地信息查詢服務、空間查詢服務、可利用建設用地篩選服務、項目選址服務、綜合統計服務屬于空間信息處理服務。地理處理服務表現為一系列已發布的操作和分析地理信息的工具集。空間信息處理服務的開發有兩種方式:

第一種是通過ModelBuilder使用或組合已有的ArcToolbox中的工具和腳本來構建地理處理模型，并將其發布成地理處理服務。

第二種是利用ArcGIS Server提供的二次開發組件和ASP.Net技術，創建新的地理處理服務，以滿足靈活多變的地理處理功能要求。

考慮到空間信息服務對空間數據表達和信息處理的特殊要求，本文選用ArcGIS Server作為空間信息服務開發和發布的平臺。ArcGIS Server是Esri公司基于SOA構架設計的一款服務器端產品，它為空間信息服務的設計和實現提供了便利的開發環境和良好的技術平臺支持。利用ArcGIS Server API開發高級的空間數據處理功能，避免了從底層開發所需消耗的大量時間[5]。

5 空間信息服務接口

SOA采用分布式服務的架構風格，通過公認的標準進行通訊和交互。開放地理空間信息聯盟(Open Geospatial Consortium，OGC)的OWS(Open Web Service)啟動項目中定義的一系列空間數據服務的接口定義，如WMS、WFS、WCS(Web Coverage Service)得到GIS業界的廣泛認可和采納，為空間信息處理服務接口的定義提供了經驗和參考。

本文中的地圖服務是通過ArcGIS Server發布的符合OGC規范的WMS服務，WMS服務是地圖描述服務，用戶可以通過URL傳送參數，獲取WMS服務的元數據、地圖和要素屬性。

圖2 項目選址服務模型

本文中的空間信息處理服務則是采用發布地理處理模型和基于ASP.Net技術封裝ArcGIS Server提供的API來創建地理處理服務，對外提供參數接口，只要滿足參數規范，則可以調用該服務。以圖2所展示的地理服務為例，該服務為項目選址服務的一部分，用戶需要選擇距地鐵口一定范圍內的項目用地，即在某條指定軌道線路上的站點做緩沖分析，可分別設置位于中心城和郊區的站點的緩沖范圍。它是通過構建地理處理模型發布成的地理服務，通過符合參數接口規范的函數進行交互。通過ExpriRoute和ExpriRoute2傳入SQL語句，例如:

6 結 語

空間信息服務的出現使我們能夠創建強大的應用，并且能在互聯網上實現數據和功能的共享及集成，且這些應用不依賴于任何平臺，維護和升級簡單而經濟，并且可以被潛在的全世界用戶所使用。空間信息服務為消除信息系統整合與交流之間的障礙提供了機會。這些障礙或者是由于數據存儲與應用設計的限制性或垂直性造成的，或者是由于數據格式、硬件或軟件的兼容性問題造成的。同時，空間信息服務還打破了空間的障礙，用戶不論身在何處都可以獲得大量的數據和服務[6，7]。

北京市土地資源綜合決策平臺的開發中納入空間信息服務技術，最大限度地實現了空間信息和功能的共享以及異構性的互操作，為其他信息系統的建設工作奠定了良好的數據基礎和應用基礎。

[1] 王方雄，邊馥苓.從GISystem到GIService:GISystem發展的必然趨勢[J].華中師范大學學報，2004，38(4):528～532

[2] 李琦，黃曉斌.基于GeoAgent的地理信息服務[J].測繪通報，2002(6):44～47

[3] 蔣許鋒，李承鑫，王冬.基于SOA的城市道路橋梁巡查GIS系統的實現[J].城市勘測，2010(4):67～69

[4] Esri Press.Connecting Our World:GIS Web Services[M]. Beijing:Science Press 2003

[5] 易敏.面向服務架構(SOA)的空間信息服務研究[D].上海:華東師范大學，2008

[6] 常小慧.地理信息Web服務實現技術的應用研究[D].南京:解放軍信息工程大學，2006

[7] 鄧紅艷，武芳，王卓芋等.基于Web Service的空間信息服務研究[J].計算機工程與設計，2006，27(23):4450～4452

Research on Spatial Information Service Technology of Beijing Land Resources Integrated Decision－making Platform

Zhang Pei，Liu Peng，Luo Xiaoyan
(Beijing Institute of Surveying and mapping，Beijing 100038，China)

With the rapid development of network technologies，SOA，which is a methodology of construction the enterprise distributed software systems，has been widely used nowadays.This paper discussed about the architecture of Beijing land resources integrated decision－making platform，proposed framework of the services，analyzed of spatial information service technology，provided a brief introduction to the standard adopted by service，realized creation and publishing of sevices using ArcGIS Server and ASP.Net technology.

SOA；Spatial information service；Land resources integrated decision－making

2011—07—07

張培(1985—)，女，助理工程師，主要從事地理信息系統的行業應用研究與開發。

北京市科委課題(Z090006016709003)

1672－8262(2011)06－23－04

P208.2

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