地理信息共享與服務平臺設計與實現

◎ 蘇州高新區信息化辦公室 李康

1 引言

本文利用Web Services、UDDI、SOAP、WSDL、XML等技術，實現了異構GIS系統之間的數據共享和互操作，防止了“信息孤島”的產生，有效地解決了各部門之間的信息共享問題。本文充分考慮了政務空間信息服務、公眾空間信息服務和基礎測繪信息服務三大應用領域的應用，針對不同的部門應用系統提供四種共享方式（數據接口、數據API接口、WebGIS 網站、Web服務接口），完全覆蓋了地理數據的各種應用需求，具有很強的適用性、便捷性和擴展性。并以蘇州高新區為例，設計實現了“蘇州高新區地理信息共享與服務平臺”,項目正式運行以來，已為 “高新區房產地理信息系統”、“高新區數字城管系統”、“高新區數字環保系統”提供了基礎地圖服務，這些系統的成功開發并投入使用驗證了本平臺的先進性和實用性。2010年，“蘇州高新區地理信息共享與服務平臺”榮獲“中國GIS優秀工程金獎”、“蘇州市信息貢獻獎”。

2 系統設計

地理信息共享與服務平臺基于數字城市的整體角度來進行設計，利用Web Services、UDDI、SOAP、WSDL、XML等技術，實現了異構GIS系統之間的數據共享和互操作,主要包括數據庫建設、基礎地理數據管理、基礎地理信息共享平臺、決策支持和公眾服務五個部分，如圖1所示。數據庫建設是實現地理信息共享與服務的基礎。基礎地理數據管理實現地形圖、影像圖、電子地圖等基礎地理數據的格式轉換和監理入庫，基礎地理數據的管理、分析應用、輸出、歷史數據管理等功能?；A地理信息共享平臺實現基礎地理共享數據的在線共享應用，提供多種格式、不同圖層、不同要素及不同屬性的基礎地理數據共享服務。決策支持基于各專業數據與基礎數據之間信息共享，實現政務工程的協同督辦、各類綜合信息的深入挖掘與分析表現。公眾服務基于基礎地理信息的共享實現面向公眾的各類非涉密地理信息的發布與服務。

圖1 數字城市架構圖

其中, 基礎地理信息共享平臺是實現地理信息共享與服務的核心部分,基礎地理信息共享平臺的功能可被劃分為系統權限管理、GIS服務管理、本地地圖瀏覽、站點數據瀏覽和日志管理五大模塊，如圖2所示。

圖2 基礎地理信息共享平臺系統功能結構圖

3 系統實現

地理信息共享與服務平臺包括數據庫建設、基礎地理數據管理、基礎地理信息共享平臺、決策支持和公眾服務五個部分。其中數據庫建設和基礎地理數據共享是關鍵。下面主要闡述本系統的數據庫建設和基礎地理數據共享建設。

3.1 數據庫建設和訪問

地理信息共享與服務平臺的信息資源豐富，如圖3所示。數據庫平臺選用Oracle 10g ，同時采用ArcSDE做為數據管理的GIS平臺，元數據庫、屬性數據庫、空間數據庫一體化存儲在數據庫Oracle 中，ArcSDE和Oracle數據庫駐留在服務器上，通過系統的安全機制可以保證空間數據的安全性。三維模型數據、多媒體數據、文件數據等主要以文件形式存儲。

采用B/S 架構，主要通過數據庫訪問組件，實現對元數據庫的訪問和操作；平臺采用C/S 架構，主要基于ArcGIS Engine 9開發，同時利用FME 轉換組件實現空間數據之間的格式轉換；平臺采用B/S 架構，主要基于ArcGIS Server 實現矢量數據的發布與管理，利用瓦片服務組件實現地理數據瓦片化發布與管理，如圖3所示。

3.2 基礎地理信息共享方案

無論在測繪規劃、國土、資源、環境等傳統應用領域，還是在社會、經濟、公共服務等新興應用領域，地理信息隨處可見。基礎地理信息的數據需求、應用系統的開發模式均各不相同，所以為了滿足不同部門的具體需求，實施時針對不同應用特點實現四種共享方式。

圖3 地理信息共享與服務平臺空間數據管理

通過數據轉換接口，提供數據拷貝方式

對于一些不常用的數據格式或是專業部門的特殊應用需求，可直接對基礎地理空間數據進行格式轉換操作，并通過數據拷貝的方式提供數據服務。

通過數據API接口，直接在線訪問基礎數據

針對一些具有一定技術實力，需要基于地理數據進行較強的空間分析，提供基于ArcSDE數據庫的直接接口訪問。

通過WebGIS 網站，直接提供數據應用服務

利用Intranet 網站（出于安全，可以是在專門構建的GIS專網內）實現基礎地理數據的發布，同時還可為一些專業部門提供數據應用服務（注冊會員服務）。各應用部門只需準備好指定格式的專題數據，可以利用信息交換服務，將專題數據上傳到地理信息共享與服務平臺服務器或是保留在客戶端；再通過應用部門用戶登錄到該網站上，則可以瀏覽地圖數據，疊加顯示基礎地理數據和上傳（或本地）的專題地圖數據，并具備基本的地圖操作功能，如放大、縮小、漫游、查詢、統計等。

通過服務接口，提供地圖發布服務

通過嵌入式服務技術，可以將地理信息共享與服務平臺的WebGIS 網頁嵌入到專業部門網站中，并加上專業應用的功能；另外，專業應用系統（或網站）可以讀取地理信息共享與服務平臺發布的WFS、WMS或瓦片服務，并疊加專業數據，實現專業應用。

4 實驗結果

本系統以蘇州高新區為試點，實現了異構平臺環境下的具有區域特色的地理信息共享與服務平臺，并且提供了四種共享方案，以滿足不同的實際需求。

如圖4所示，通過設置輸出的圖層、數據范圍、數據格式等可以將基礎空間數據庫的地圖輸出按照用戶要求輸出為ArcGIS 或AutoCAD 等多種格式。如圖5所示，在某專業系統中可以配置多臺服務器的連接參數：一部分地圖數據（主要是影像圖等基礎空間數據）來源于共享的地圖服務器，另一部分專業地圖數據（如電信管道資源圖等）來源于專業部門的服務器，在專業應用系統中可以將兩部分分布式存放的地圖數據疊加在一起，分析使用。

項目正式運行以來，已為 “高新區房產地理信息系統”、“高新區數字城管系統”、“高新區數字環保系統”提供了基礎地圖服務，取得了良好效果。房產管理局的應用系統如圖6、圖7所示。

5 結論

本文通過分析基礎地理數據和應用特色，提出了適用、便捷、可擴展的地理信息共享與服務平臺概念，并在蘇州高新區建設成功了該平臺。該平臺整合了基礎地理信息資源、各部門數字應用系統中的專業地理信息資源，不僅可以向高新區各級政府、企事業部門提供基礎地理信息服務，而且共享了各部門的專業地理信息，為建設“數字高新區”奠定了堅實的基礎。

圖4 數據轉換接口參數設置及數據轉出效果

圖5 分布式地圖服務器設置以及利用數據API接口顯示數據疊加效果

圖6 “高新區數字城管系統”共享應用示范

圖7 “高新區房產地理信息系統”共享應用示范