面向數(shù)據(jù)架構(gòu)的客戶(hù)端聚合服務(wù)在S.P.M.中的應(yīng)用研究

陳 墾,肖鵬飛, 廖 平, 葛 潔, 苗 放

（1：四川省國(guó)土勘測(cè)規(guī)劃研究院，四川成都，610045;2：北京大學(xué)數(shù)字中國(guó)研究院政策與戰(zhàn)略研究中心，北京，100871;3：成都理工大學(xué)空間信息技術(shù)研究所，四川成都，610059）

0 引言

多年信息化的發(fā)展，使得國(guó)土行業(yè)以及其他各行業(yè)都不同程度地存在著多系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交換問(wèn)題；存在著數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、更新維護(hù)和統(tǒng)一管理問(wèn)題；存在著以數(shù)據(jù)為核心的云計(jì)算和云服務(wù)機(jī)制問(wèn)題等，李國(guó)杰院士在關(guān)于大數(shù)據(jù)應(yīng)用與研究所面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)中指出，大數(shù)據(jù)時(shí)代，需要考慮對(duì)整個(gè)IT架構(gòu)進(jìn)行革命性的重構(gòu)。

1 基于DOA的客戶(hù)端聚合服務(wù)

客戶(hù)端聚合服務(wù)的主要瓶頸問(wèn)題具體表現(xiàn)為三個(gè)方面：（1）多系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換和共享問(wèn)題。由于應(yīng)用系統(tǒng)的功能、用途、需求及背景等方面的不同，各種應(yīng)用系統(tǒng)在整體架構(gòu)、內(nèi)外接口、工作機(jī)制等方面往往具有較大的差異，導(dǎo)致已建成系統(tǒng)之間難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和共享，形成一個(gè)個(gè)的信息孤島；由于缺乏統(tǒng)一架構(gòu)，新建設(shè)的系統(tǒng)也難以實(shí)現(xiàn)對(duì)建成系統(tǒng)的兼容，造成數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi)和應(yīng)用系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)；（2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的管理問(wèn)題。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有較明顯的時(shí)間特性和空間特性。隨著采集手段的發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量還呈現(xiàn)出海量化的趨勢(shì)（比如衛(wèi)星遙感影像、物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)等），為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的更新、采集、維護(hù)、訪問(wèn)和管理都帶來(lái)了很大的難度，僅僅依靠現(xiàn)有的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式文件系統(tǒng)和NoSQL等管理手段，難以得到較完善的解決方案；（3）數(shù)據(jù)層面的云計(jì)算服務(wù)模式問(wèn)題。公認(rèn)的三種云計(jì)算服務(wù)模式（IaaS、PaaS、SaaS）已解決了硬件層面、平臺(tái)層面和軟件層面的云計(jì)算服務(wù)問(wèn)題。而對(duì)于數(shù)據(jù)層面的云計(jì)算服務(wù)模式問(wèn)題，盡管已逐漸得到國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的關(guān)注，但還缺乏完善、有效且得到公認(rèn)的解決方案。

針對(duì)以上這些問(wèn)題，在客戶(hù)端聚合服務(wù)的空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式（G/S模式）成果基礎(chǔ)上，采用面向數(shù)據(jù)的架構(gòu)（DOA，Data Oriented Architecture），通過(guò)建立在云計(jì)算的硬件架構(gòu)之上，采用“面向數(shù)據(jù)和以數(shù)據(jù)為核心”的思想，通過(guò)數(shù)據(jù)注冊(cè)中心（DRC, Data Register Center），數(shù)據(jù)權(quán)限中心（DAC, Data Authority Center），數(shù)據(jù)異常控制中心（DEC, Data Exception Control Center）來(lái)統(tǒng)一定義數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)和提供數(shù)據(jù)服務(wù)，通過(guò)數(shù)據(jù)應(yīng)用單元（DAUs, Data Application Units）對(duì)各種應(yīng)用進(jìn)行管理和服務(wù)，建立一種數(shù)據(jù)大平臺(tái)與碎片化應(yīng)用的數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建起從數(shù)據(jù)保護(hù)到授權(quán)應(yīng)用的整套機(jī)制，為有效解決大數(shù)據(jù)時(shí)代所面臨軟件體系結(jié)構(gòu)的問(wèn)題提供基礎(chǔ)理論和方法技術(shù)支撐。

圖1 面向數(shù)據(jù)的架構(gòu)圖

圖2 面向聚合服務(wù)的數(shù)據(jù)注冊(cè)機(jī)制框架

2 面向聚合服務(wù)的數(shù)據(jù)注冊(cè)機(jī)制

面向聚合服務(wù)的數(shù)據(jù)注冊(cè)機(jī)制是用元數(shù)據(jù)來(lái)定義和注冊(cè)各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)的服務(wù)機(jī)制，通過(guò)搭建數(shù)據(jù)注冊(cè)中心來(lái)實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用服務(wù)。對(duì)各類(lèi)來(lái)源與類(lèi)型的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)和注冊(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，為客戶(hù)端提供數(shù)據(jù)快速查詢(xún)服務(wù)，為云端提供數(shù)據(jù)高效定位服務(wù)等。數(shù)據(jù)注冊(cè)機(jī)制的核心工作是對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行注冊(cè)，各不同來(lái)源、不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)資源在注冊(cè)時(shí)，主要是對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)資源所在位置信息登記。基于DOA面向聚合服務(wù)的數(shù)據(jù)注冊(cè)機(jī)制的應(yīng)用框架如圖2所示：

表1 面向S.P.M.平臺(tái)的主要業(yè)務(wù)

3 客戶(hù)端原型終端應(yīng)用案例

國(guó)土資源S.P.M.平臺(tái)是一款基于Android系統(tǒng)、ArcGIS平臺(tái)的滿(mǎn)足調(diào)查、規(guī)劃、管理和政策文件查詢(xún)的國(guó)土資源管理移動(dòng)工具。平臺(tái)設(shè)計(jì)有四個(gè)主要模塊，即調(diào)查模塊（Survey）、規(guī)劃模塊（Planning）、管理模塊（Management）和政策文件查詢(xún)模塊，通過(guò)不同應(yīng)用程序提供使用。其主要支持業(yè)務(wù)如表1所示。

運(yùn)用面向數(shù)據(jù)架構(gòu)的客戶(hù)端聚合服務(wù)，S.P.M平臺(tái)的主要功能包括：數(shù)據(jù)導(dǎo)入、地圖操作、圖層控制、定位服務(wù)、照相服務(wù)、圖上測(cè)量、外業(yè)采集、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、信息查詢(xún)、遠(yuǎn)程服務(wù)等；

圖3 國(guó)土資源S.P.M.平臺(tái)原型

4 結(jié)論

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，顧及聚合服務(wù)的數(shù)據(jù)安全的前提，從聚合服務(wù)的數(shù)據(jù)分散治理、數(shù)據(jù)視圖、數(shù)據(jù)建模等機(jī)制研究面向協(xié)同的客戶(hù)端聚合服務(wù)模式，結(jié)合國(guó)土資源管理的應(yīng)用需求，重點(diǎn)考慮IT架構(gòu)特點(diǎn)，明確了國(guó)土行業(yè)以及其他各行業(yè)都不同程度地存在著多系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交換問(wèn)題、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、更新維護(hù)和統(tǒng)一管理問(wèn)題、以及數(shù)據(jù)為核心的云計(jì)算和云服務(wù)機(jī)制問(wèn)題等，通過(guò)面向數(shù)據(jù)架構(gòu)的客戶(hù)端聚合服務(wù)在S.P.M.中的應(yīng)用，為國(guó)土資源的數(shù)字化管理提供一種堅(jiān)決辦法，也為國(guó)土大數(shù)據(jù)面臨的瓶頸問(wèn)題提供一種解決思路。

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