數(shù)字開發(fā)區(qū)綜合信息共享服務(wù)平臺建設(shè)研究

徐 剛

(溫州市勘察測繪研究院，浙江 溫州 325000)

一、引 言

隨著全國各地開發(fā)區(qū)快速發(fā)展，未來開發(fā)區(qū)的管理將面臨著環(huán)境良好、設(shè)施完善、高效智能等機遇與挑戰(zhàn)并存的復(fù)雜形勢，單純依靠各職能部門垂直管理已無法滿足新形勢下進一步健康高速發(fā)展的要求。為了順應(yīng)時代發(fā)展的要求和開發(fā)區(qū)管理實際需要，提高開發(fā)區(qū)管理科技含量和信息化、現(xiàn)代化水平，筆者以溫州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)為例，結(jié)合其實際情況，提出“數(shù)字開發(fā)區(qū)”發(fā)展戰(zhàn)略及總體建設(shè)思路。數(shù)字開發(fā)區(qū)將基于統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在一個公用的軟硬件及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境上，搭建統(tǒng)一整合和管理開發(fā)區(qū)各部門海量信息資源的綜合信息共享服務(wù)平臺。通過綜合信息共享服務(wù)平臺，提供各類數(shù)據(jù)服務(wù)及多種專業(yè)信息化應(yīng)用模式，實現(xiàn)信息資源的跨部門共建共享及綜合服務(wù)。

二、平臺總體結(jié)構(gòu)

數(shù)字開發(fā)區(qū)綜合信息共享服務(wù)平臺由支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層4層結(jié)構(gòu),以及管理制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范兩大保障體系構(gòu)成(如圖1所示)。

1) 支撐層主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、GIS、防毒等基本軟件和機房、硬件、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施，通過對這些軟硬件及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的整合形成平臺運行的支撐環(huán)境。

2) 數(shù)據(jù)層是整個平臺的信息資源核心。各種地理空間數(shù)據(jù)及各部門專題共享數(shù)據(jù)在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范的規(guī)定下，由信息資源綜合管理系統(tǒng)集成管理并提交共享服務(wù)平臺管理中心對外發(fā)布。

3) 服務(wù)層指地圖瀏覽、數(shù)據(jù)展示、上傳發(fā)布、應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)管理等共享服務(wù)平臺軟件系統(tǒng)的各大功能模塊，以及共享發(fā)布的WMS、WFS、WCS、WMTS、WPS等各類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)服務(wù)，是整個平臺運行的技術(shù)核心。

4) 應(yīng)用層是基于平臺提供的多種信息化應(yīng)用模式，通過這些應(yīng)用模式可以構(gòu)建各種B/S、C/S結(jié)構(gòu)或移動端運行的專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。隨著平臺深入應(yīng)用，可逐步將各部門現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)也整合到平臺中來。

除此之外，數(shù)據(jù)的持續(xù)更新維護、平臺的穩(wěn)定運行和推廣應(yīng)用還需要完善的管理制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系來支撐保障。

三、建設(shè)內(nèi)容

綜合信息共享服務(wù)平臺的建設(shè)內(nèi)容可概括為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及管理制度體系、綜合信息數(shù)據(jù)庫、綜合信息共享服務(wù)平臺軟件系統(tǒng)、應(yīng)用示范系統(tǒng)、支撐環(huán)境五大部分。

1. 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及管理制度體系

在進行開發(fā)區(qū)綜合信息共建共享的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及管理制度研制時，首先充分收集整理國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和管理辦法，并進行研究分析，能夠直接引用的就充分利用。對于不太符合開發(fā)區(qū)實際情況的可以先修訂后采用，并盡量與相應(yīng)的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不沖突。同時根據(jù)需要制定符合開發(fā)區(qū)實際情況的地方及暫行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和管理辦法。

根據(jù)上述方法建立的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及管理制度體系，形成了綜合信息共建共享、更新維護及高效應(yīng)用的機制，解決了地理空間數(shù)據(jù)重復(fù)建設(shè)，部門間專題數(shù)據(jù)不能交互共享，各類數(shù)據(jù)不能及時更新、現(xiàn)勢性差的突出問題，為平臺高效運行和科學(xué)應(yīng)用提供技術(shù)支撐和政策保障。

計算節(jié)點的生命區(qū)間要包含節(jié)點的所有出邊和入邊的有效時間。通過遍歷并計算所有邊的有效時間的并集的最大集合，也就是找到最早的開始點和最晚的結(jié)束點。

圖1 平臺總體結(jié)構(gòu)

2. 綜合信息數(shù)據(jù)庫

綜合信息數(shù)據(jù)庫是專業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是綜合信息共享服務(wù)平臺的核心，沒有豐富實用、現(xiàn)勢性強的數(shù)據(jù)，共享服務(wù)平臺只是一個空架子。綜合信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)包含兩方面的內(nèi)容：一是通過各類數(shù)據(jù)采集、處理、整合、建庫構(gòu)建綜合信息數(shù)據(jù)庫；二是建立用于綜合信息數(shù)據(jù)存儲、管理、更新、維護的信息資源綜合管理系統(tǒng)。

綜合信息數(shù)據(jù)庫是一種概念上的描述，在物理上可以映射為多個物理數(shù)據(jù)庫，包括：地理空間數(shù)據(jù)庫(描述地形地貌及其重要附屬特征的地理空間數(shù)據(jù)，包括系列比例尺地形圖、高分辨率影像、高精度數(shù)字高程模型、地名地址、高精度三維模型、2.5維仿真電子地圖、地下綜合管線等數(shù)據(jù)子庫)、部門專題共享數(shù)據(jù)庫(各個部門從業(yè)務(wù)運行系統(tǒng)中抽取出來的可公開的專業(yè)數(shù)據(jù)，包括規(guī)劃、國土、環(huán)保、應(yīng)急、安監(jiān)等專題子庫)、元數(shù)據(jù)與目錄數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫等幾部分。綜合信息數(shù)據(jù)庫的建立為開發(fā)區(qū)政府各部門、企業(yè)和公眾提供基礎(chǔ)信息服務(wù)，為開發(fā)區(qū)綜合信息共享服務(wù)平臺提供空間數(shù)據(jù)支撐，形成綜合信息資源的“一張圖”綜合管理模式。

信息資源綜合管理系統(tǒng)為綜合信息共享服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)管理提供技術(shù)支撐，通過系統(tǒng)解決了對各類數(shù)據(jù)資源存儲、管理、更新、維護及網(wǎng)絡(luò)共享與服務(wù)發(fā)布等方面的關(guān)鍵技術(shù)問題。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)與目錄管理、元數(shù)據(jù)管理、地圖管理、緩存管理、數(shù)據(jù)處理與分發(fā)、地名地址管理、數(shù)據(jù)服務(wù)管理等模塊。

3. 綜合信息共享服務(wù)平臺

綜合信息共享服務(wù)平臺系統(tǒng)是一個基于網(wǎng)絡(luò)的，以城市空間信息的管理、開發(fā)、處理和應(yīng)用為目標(biāo)的技術(shù)系統(tǒng)。該平臺起到一個基礎(chǔ)框架支撐的作用，使開發(fā)區(qū)地理信息和專題信息可以集中管理和綜合利用，集約數(shù)據(jù)資源、減少重復(fù)建設(shè)，最終形成多用戶、跨平臺、多數(shù)據(jù)源綜合信息共享與互操作的服務(wù)機制，并在此基礎(chǔ)上提供基于此共享體系的信息服務(wù)。綜合信息共享平臺的建設(shè)主要經(jīng)歷了開發(fā)方案制定、系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)測試、用戶確認(rèn)修改、試運行等幾個階段，最終形成地圖瀏覽、數(shù)據(jù)展示、上傳發(fā)布、應(yīng)用開發(fā)、系統(tǒng)管理五大模塊。

地圖瀏覽模塊提供對各類電子地圖的瀏覽及地圖的基本GIS操作。用戶可以在矢量地圖、影像地圖、2.5維地圖和三維地圖之間快速地切換及關(guān)聯(lián)對比，實現(xiàn)了二三維一體化高效管理，同時還提供了地名地址查詢、個性化標(biāo)注、地圖打印等功能。

數(shù)據(jù)展示模塊用于對部門專題共享數(shù)據(jù)進行管理、檢索、展示及統(tǒng)計。可以將專題數(shù)據(jù)疊加到各類地圖上進行空間查詢及分析，方便用戶基于已有數(shù)據(jù)定制出符合自己需要的專題地圖和服務(wù)集合供相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用。

應(yīng)用開發(fā)模塊列舉了部分基于共享服務(wù)平臺可以實現(xiàn)的各種應(yīng)用示范案例，提供各類地圖、數(shù)據(jù)服務(wù)調(diào)用及查詢、統(tǒng)計、分析功能的開發(fā)接口，方便用戶使用.NET、JS、Flex、Silverlight等各種方式開發(fā)。各類開發(fā)人員通過該模塊可以獲取基于平臺開發(fā)專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的相關(guān)知識。

系統(tǒng)管理模塊是保證平臺安全穩(wěn)定運行的一個重要組成部分，它由管理員權(quán)限用戶進行操作，普通用戶無使用權(quán)限。該模塊實現(xiàn)了對部門、用戶、角色、日志的綜合管理及平臺、服務(wù)的運行監(jiān)控功能。

4. 應(yīng)用示范系統(tǒng)

目前開發(fā)區(qū)許多部門都在建設(shè)或使用信息系統(tǒng)，其中大多數(shù)系統(tǒng)都以地理空間為背景和參照。由于共享服務(wù)平臺包含了開發(fā)區(qū)的地理空間數(shù)據(jù)，因此這些系統(tǒng)能直接在共享服務(wù)平臺的基礎(chǔ)上進行開發(fā)、應(yīng)用，避免了系統(tǒng)開發(fā)過程中數(shù)據(jù)重復(fù)采集建設(shè)，同時也避免了因系統(tǒng)中信息定位不一致，造成各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不能相互調(diào)用匹配的問題。因此共享服務(wù)平臺將成為開發(fā)區(qū)其他信息平臺和專業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)平臺，特別是一些綜合性的空間分析應(yīng)用，如服務(wù)點、監(jiān)控等的合理性布局分析；人口、居住與城市交通設(shè)施能力的相關(guān)分析；城市基礎(chǔ)設(shè)施資源的合理配置和科學(xué)管理；巡警、危險品運輸、公交等車輛動態(tài)調(diào)度監(jiān)控，以及用于城市地面沉降監(jiān)測、精確定位等的GPS應(yīng)用，更能體現(xiàn)共享服務(wù)平臺所具備的空間性、共享性優(yōu)勢。

5. 支撐環(huán)境

為保證綜合信息共享服務(wù)平臺的高效穩(wěn)定運行，通過采購一系列的基礎(chǔ)軟件、硬件設(shè)備并進行整合，構(gòu)建了軟硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。基礎(chǔ)軟件方面采購了操作系統(tǒng)、GIS軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、殺毒軟件、備份軟件等；硬件設(shè)備配置了先進的服務(wù)器、存儲設(shè)備、安全設(shè)備等；同時在開發(fā)區(qū)管委會內(nèi)部布建了物理隔離的光纖局域網(wǎng)。

四、關(guān)鍵技術(shù)

1) 面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)：SOA是一種組件模型，它通過應(yīng)用程序功能單元(稱為服務(wù))之間定義完善的接口和契約，來聯(lián)系應(yīng)用程序中的不同服務(wù)。共享服務(wù)平臺軟件系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)過程中盡可能將系統(tǒng)提供對外服務(wù)的應(yīng)用程序功能封裝和發(fā)布為Web服務(wù)(Web Service)，通過服務(wù)注冊和服務(wù)目錄，向服務(wù)消費者(各種組件或部門的應(yīng)用系統(tǒng))提供Web服務(wù)，使系統(tǒng)的功能可以采用松耦合的方式實現(xiàn)集成，并使共享服務(wù)平臺提供功能服務(wù)具有可擴展性。

2) 海量空間數(shù)據(jù)存儲技術(shù)：綜合信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)需要管理海量的空間數(shù)據(jù)，從技術(shù)上來看，必須要采用空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)。這就要求GIS平臺基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理空間數(shù)據(jù)，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的一體化管理和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多用戶安全并發(fā)訪問控制機制，并具有較完善的空間數(shù)據(jù)索引機制和較高的數(shù)據(jù)并發(fā)訪問性能。

3) 金字塔圖片引擎：金字塔圖片引擎是將地圖數(shù)據(jù)定義好風(fēng)格后，分比例尺、分地圖進行地圖圖片切片，形成無數(shù)小文件圖片后由圖片引擎負(fù)責(zé)在客戶端根據(jù)地圖大小將多張圖片拼接形成切片前的效果。這種方式的優(yōu)點是：開發(fā)應(yīng)用簡單，因為其核心變?yōu)榱藞D片操作；另外因為是操作圖片，其速度與GIS數(shù)據(jù)大小無關(guān)，這種方式響應(yīng)速度穩(wěn)定。

4) 服務(wù)聚合發(fā)布技術(shù)：本項目涉及的數(shù)據(jù)來源各異，需要建立有效的集成管理及發(fā)布機制。充分利用異構(gòu)信息源，將地形圖數(shù)據(jù)、衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)等合理整合到統(tǒng)一的平臺框架中，以獲得對象的一致性解釋或描述，并對數(shù)據(jù)進行有效地管理、維護、獲取及可視化表達。本項目中采用多級服務(wù)聚合技術(shù)，通過OGC操作規(guī)范，將各類異構(gòu)GIS平臺發(fā)布的數(shù)據(jù)集成到共享服務(wù)平臺中，再對外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。

五、應(yīng)用模式

目前開發(fā)區(qū)政府各職能部門的性質(zhì)、行政管理機制、信息化程度千差萬別，這就導(dǎo)致了各部門對共

享服務(wù)平臺的應(yīng)用需求千差萬別，部門應(yīng)用模式呈現(xiàn)出多元化特點。通過分析研究各部門的需求，平臺將提供4種應(yīng)用模式：

1) 在線應(yīng)用模式：通過涉密局域網(wǎng)在線連接，登錄平臺后直接進行地圖瀏覽，查看專題共享數(shù)據(jù)，使用綜合信息查詢、瀏覽、統(tǒng)計及空間分析等功能。

2) 快速定制系統(tǒng)模式：通過從地圖列表中選擇地圖，從數(shù)據(jù)列表中獲取專題數(shù)據(jù)，并進行功能模塊選擇快速搭建應(yīng)用系統(tǒng)，搭建完成之后，生成程序代碼包供下載，并可以部署到標(biāo)準(zhǔn)的J2EE 服務(wù)器環(huán)境中。

3) API接口模式：基于地圖API可以輕松將地圖業(yè)務(wù)嵌入到已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，這種方式的用戶無須再投入GIS平臺和地理信息數(shù)據(jù)資源，只需專注自己的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和功能即可。

4) 標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)模式：通過開放滿足OGC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的數(shù)據(jù)服務(wù)接口(如WMS、WFS、WMTS、WCS等)，用戶可以在C/S、B/S或移動端應(yīng)用系統(tǒng)中調(diào)用平臺發(fā)布的數(shù)據(jù)。這種方式是在API嵌入開發(fā)的基礎(chǔ)上增加了數(shù)據(jù)和功能直接調(diào)用能力，可供二次開發(fā)的集成度更高，并可以擴充開發(fā)更多的高級功能。

六、結(jié)束語

數(shù)字開發(fā)區(qū)綜合信息共享服務(wù)平臺是全面啟動數(shù)字開發(fā)區(qū)的突破口，同時也是數(shù)字開發(fā)區(qū)建設(shè)堅實的基礎(chǔ)。通過共享服務(wù)平臺的建設(shè)形成了綜合信息資源跨部門、跨平臺的共建共享及更新維護機制，保證了地理空間基礎(chǔ)的一致性和部門專題共享數(shù)據(jù)的權(quán)威性，打破了部門間的信息壁壘，消除了信息孤島，達到資源利用的最大化；同時為開發(fā)區(qū)各部門進行系統(tǒng)建設(shè)帶來了極大的便利，降低了成本，并可大大提高開發(fā)區(qū)城市管理的信息化、科學(xué)化和現(xiàn)代化，提升政府服務(wù)于公眾的意識和條件，增強企業(yè)參與市場競爭的能力。

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