淺談政務地理信息系統建設

（南寧市信息網絡管理中心，廣西 南寧 530028）

1 政務地理信息系統發展現狀

電子政務系統是通過運用信息技術，尤其是互聯網技術，超越時間、空間和部門分隔等的限制，建立起效率更高、服務更為快捷方便的政府系統。電子政務建設一般包括三方面的內容：政府部門內部的網絡化辦公，政府部門之間通過網絡進行的協同辦公和信息共享，以及政府通過網絡實現與公眾的溝通和互動。[1]隨著電子政務技術發展成熟，如何在新的領域應用該技術，促進電子政務的廣度和深度的發展，成為各地市政府新的研究方向。本文所研究的政務地理信息系統就是基于地理信息系統，多層次、多維度地疊加政務數據，從而實現政務信息的綜合管理，滿足城市管理和公共服務對基礎地理信息日益增長的迫切需求的新興產物。

傳統的強GIS部門如規劃、國土部門等，早已應用先進的3S技術（地理信息技術GIS、遙感技術RS、全球定位系統GPS）建立了業務地理信息系統。隨著“數字城市”、“智慧城市”等一系列概念的提出，一些弱GIS部門意識到了傳統的信息管理方式已不能滿足發展需求，逐步改造已有業務系統，在電子政務系統中融入GIS要素，創新業務流程。

我國雖然已經積累了大量的地理空間信息資源，形成了一定數量的地理信息應用系統,但與電子政務對地理空間信息的需求相比仍有很大差距。通過這幾年在政府建設地理信息系統的經驗，筆者發現在政府GIS系統建設中，常常會遇到如下比較關鍵的問題：

（1）缺乏有效的數據共享的模式，系統開發困難

由于現在大多數GIS平臺對于數據共享的支持能力都比較弱，而且缺乏標準的共享模式，這就導致在系統開發時，大多數部門采用自行管理所有數據的方式，甚至需要針對業務對數據進行大量的再加工工作，這樣就導致數據共享基本無法實現。

（2）缺乏持續發展的能力，限制了系統的深入開展

由于諸多政務地理信息系統都是從頭開始進行數據的建設，大多系統的功能都是雷同的，在基本功能的實現上耗費了過多資源，因此，在系統建設后期很難進行更為深入的功能開發。

缺乏統一的管理機制、標準化空間地理信息資源嚴重不足等問題也嚴重制約了政務地理信息系統的建設和發展。

2 政務地理信息系統建設要點

2.1 標準建設

由于政務地理信息系統囊括了地理數據和政務數據兩大類信息，且這兩類數據存儲格式、標準都不一樣，如果按以往建設信息系統的經驗來建設政務地理信息系統，容易造成數據庫邏輯混亂，不便于管理。因此，在系統建設之初，應首先做好規劃設計，遵循“統籌規劃、統一標準、聯合建設、互聯互通、資源共享”的原則，在相關國家標準和行業標準的基礎上開展政務地理信息空間數據標準化建設，如：數據資源類標準、應用服務類標準、政務信息類標準等。結合各系統運行實際，還可建設一系列的技術標準和管理標準。制定出的標準應遵守國家標準、行業標準，能滿足“數字城市”的需要，而且要更具簡潔性和可操作性，使標準易于推廣執行。

在標準建設中，尤其要重視數據資源類標準的建設。數據資源類標準是涵蓋具有時空特征的政務地理空間信息資源的內容、獲取方法、處理、存儲及維護更新的標準，一般包括：元數據標準、數據分類與編碼標準、數據交換標準、數據質量標準等。該類標準對地圖數據中的屬性數據結構、字段命名、類型、代碼進行統一的規定，對地名地址數據進行分類和結構化，通過規范的地點描述語言建立地名地址與地理坐標間的聯系。

2.2 系統設計

政務地理信息系統不是簡單重復已有GIS系統建設的流程，而是提供了一種全新的政府各部門使用地理空間信息資源的服務模式，通過這種模式實現地理空間信息資源的共享和交換，在此基礎上推動新型的政府電子政務應用的建設。基于SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務架構）設計思想，采用數據、管理、服務、應用相分離的架構原則，在保持靈活性和擴展性的前提下，實現政務地理信息數據的整合、管理和網絡化共享的在線服務，實現不同市屬部門業務應用系統與服務的集成。

考慮到地理空間信息共享和服務的不同需求，整個系統架構可采用C/S和B/S的混合架構，空間數據庫管理采用C/S模式，地理信息服務、地理信息服務二次開發接口、業務應用系統則以B/S為主。同時，輔以授權的方式，控制不同用戶不同的權限，或直接連接數據庫存取空間數據，或實現服務的共享，通過二次開發接口來實現系統的功能，這樣既滿足了低端用戶的簡單地圖需要，也滿足了高端用戶的復雜空間分析的需要，真正成為了一個數據共享的中心。

B/S結構（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式）是WEB興起后的一種網絡結構模式，這種結構成為當今應用軟件的首選體系結構。B/S結構最大的優點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝專門的軟件。這種模式將系統功能實現的核心部分集中到服務器上，統一了客戶端，簡化了系統的開發、維護和使用。采用該種方式無需為系統的升級更新客戶端軟件，大大降低了系統的維護成本。

通過對政務地理信息系統的總體認識，將系統設計為五個層次，即基礎設施層、地理空間信息數據層、系統管理層、地理信息共享服務層、應用與展示層。如圖1所示：

圖1 系統分層示意圖

基礎設施層提供了系統運行依賴的有線、無線的網絡支持和安全保障，是系統運行、提供服務和各單位獲得服務、共享信息的硬件支撐。

地理空間信息數據層指明了數據的來源，包括各類數據在數據庫中的存儲內容、組織方式和存儲機制。部分地理空間信息數據存儲在數據庫中，包含數字線劃圖庫、遙感影像庫、政務電子地圖庫、地址編碼庫和其他專題數據庫等；部分以文件形式存儲，包含柵格地圖圖片集等。

系統管理層提供了地理空間數據庫的管理、數據交換、數據采集審核更新，以及政務地理信息共享服務系統的日常運行維護管理和監控。

地理信息共享服務層主要包括元數據用戶授權服務、電子地圖服務、遙感影像服務、矢量地圖服務、信息點（POI）服務、地址編碼服務、應用集成服務等空間信息服務，對外提供二次開發接口和開發組件。

業務應用層主要是針對專業應用系統和最終用戶實際業務運行的系統。

2.3 數據庫設計和數據處理

政務地理信息系統最重要的價值，在于能夠給用戶提供全面可靠的信息服務，而不是具體的某一個功能。系統建設的重點，將從初期的系統開發和數據建設并舉，繼而逐步發展到以數據建設為主。一個內容豐富、信息可靠的地理空間信息庫，決定了系統的最終質量，所以數據建設的工作是整個系統的核心內容。政務地理信息來源于多個部門，按照“權威數據來自權威部門，提供部門負責數據維護”的原則，由各部門對系統數據資源進行持續地更新和維護，確保系統數據的準確性和實時性。

在數據庫設計上，可以采用“關系型數據庫＋空間數據引擎”的混合模式，這是近年來GIS廠商研發的一種空間數據庫掛歷中間件解決方案。用戶將自己的空間數據交給獨立于數據庫之外的空間數據引擎，由空間數據引擎來組織空間數據在關系型數據庫中的存儲；當用戶需要訪問數據的時候，再通知空間數據引擎，由空間數據引擎從關系型數據庫中取出數據，并轉化為客戶可以使用的方式。這使政務地理信息系統提供地理信息資源的方式從傳統的數據拷貝變為在線地理信息服務，有效解決了用戶使用地理信息資源過程中技術難度大、建設成本高、開發周期長等難題。由于“關系型數據庫＋空間數據引擎”的技術方案訪問迅速及與GIS聯系緊密的優點，在應用中占有一定的優勢。

對于包含空間信息的業務數據，可以在進行預處理后直接入庫；對于沒有空間信息的業務數據，可以對其進行空間化處理，賦予其空間位置坐標信息，然后統一入庫進行管理。業務數據的空間化可以通過地址批量比對、在電子地圖上直接標注、通過GPS信號直接獲取坐標的方式進行。

2.4 共享模式設計

當系統框架確定后，接下來需要考慮的就是系統共享模式的設計和選擇。根據各地網絡覆蓋程度、信息化環境等情況，主要考慮以下三種模式進行系統信息共享。

（1）數據共享。政府部門通過直接訪問系統的空間數據庫中的數據，來實現自己的業務功能。這種模式需要業務系統直接通過空間數據庫引擎來連接數據庫，適合于那些對于數據操作和空間分析功能要求比較高的系統，但對于數據庫的壓力較大、安全性較差。

另一種數據共享模式是，通過數據申請流程獲得審批后，離線獲得需要的地理空間信息數據。這種模式是直接的數據復制拷貝，適用于公安部門等特殊部門在特殊情況下的數據資源共享。

（2）接口共享。各業務系統可以通過政務地理信息系統提供的二次開發接口，來實現自己的業務功能，例如通過調用WMS/WFS服務，來實現電子地圖的瀏覽和基本查詢；通過調用圖片引擎二次開發接口，來實現快速的地圖功能集成等。這種模式適合于對數據操作要求不高、有能力另行開發應用系統的部門。

（3）數據資源查詢與展示。在系統中設計一個開放的功能，用于政府部門進行空間數據資源查詢與展示,用戶可以查詢和定位與政務應用相關的空間信息及其屬性。此外，用戶可以利用系統將自己的業務數據上傳，把自己的業務圖層疊加到系統地圖上,然后進行在線的數據修改、查詢和專題分析，從而滿足用戶綜合利用不同類型的空間數據來完成自己業務目標的需求，達到空間數據共享和服務的目的。這種模式適合有能力建設業務數據圖層、對數據綜合分析難度不大的部門。

2.5 系統安全

信息系統的安全問題是建設過程中不可忽視的一個重要問題，對于政務地理信息系統來說，安全問題主要包括網絡安全、系統安全、數據安全三個方面。

政務地理信息系統面向的用戶群主要是政府部門，大多數業務也在各部門間進行。對于有條件的地市，可以將系統搭建在政府專網環境內，一方面降低了Internet的開放性以及其他方面因素導致的網絡環境下的計算機系統存在的很多安全風險，另一方面，可以充分利用專網的安全技術手段，實現對系統網絡安全的基本保障。采用先進的數字認證技術，輔以授權控制，通過一系列的管理機制，包括用戶管理、權限管理、日志管理、數據訪問管理等功能，實現對系統安全的有效保障。在數據安全方面，除了對系統內數據做好數據保密和脫密處理，還要做好數據備份工作。數據庫服務器采用雙機熱備方式，其它應用服務器采用主服務和冷備份方式，具有較好的可靠性。

3 未來努力的方向

3.1 豐富數據資源

政務地理信息系統的生命在于數據的不斷更新，因此，系統建設不能是一次性的工作，要將數據更新作為系統建設的一項長期、延續性的工作。政務地理信息系統建設最明顯的效果就是提供了空間地理數據，為有需求的政府部門節省了該項數據成本，使各部門可以將更多的資源投入到業務系統的開發建設當中。但僅僅有空間數據對于系統長遠發展來說是不夠的，還需要整合其它部門有價值的政務數據，豐富系統的數據資源，真正實現系統的價值。

3.2 擴展新的信息服務方式

政務地理信息系統的建設，不是要拋棄現有的數據和系統，而是在現有軟硬件系統的基礎上，充分利用已有的成果，擴展新的信息服務方式，滿足用戶不同的需求。目前，系統服務以“計算機+網絡”模式為主，提供各種服務接口供用戶調用，但此種模式將系統的使用范圍局限于辦公場所，不利于系統移動使用。隨著平板電腦、智能手機和無線網絡的普及，系統服務的方式可以增加“可移動設備+網絡”的模式，以滿足不同用戶的需求。

3.3 深化應用領域關鍵技術研究

建立政務地理信息系統的目的不是讓GIS技術止于此，這只是建立“智慧城市”的基礎。我們還應開展GIS在生態建設、防災減災、資源管理等領域應用關鍵技術研究，真正實現政務信息資源更廣泛的利用，構建起信息共享互聯互通的橋梁，打破長期以來各部門“信息孤島”的現狀，提高政務信息資源的社會價值。

4 總結和展望

政務地理信息系統的建設是一項長期的、艱巨的工作，需要政府投入大量的人力、物力、財力資源，要不斷整合最新信息資源、不斷集成高新技術成果，不斷尋求面向社會增值服務新亮點，不斷地開發面向用戶業務需求新的應用系統。

[1]北京市信息化工作辦公室等組編.電子政務概論[M].北京:清華大學出版社,2003.

[2]胡小明.智慧城市的思維邏輯[J].電子政務,2011(6):84-91.