城市地理信息云服務平臺框架設計探討

胡洪良

摘 要：該文提出基于SOA架構與云服務的地理信息公共服務平臺的總體設計理念，并完成了原型系統的建設，探索實現了基于全市基礎政務地理信息的“跨部門信息共享、跨部門復用”的政務地理信息公共服務平臺的建設模式。該原型系統實現了公共地理框架數據的統一發布，包括電子地圖數據、地塊網格數據、地名地址數據、影像數據。為經濟運行監測、土地節約利用、重大項目投資、能源監控等重點應用方向提供了功能展示和原型示范。

關鍵詞：SOA 地理信息 云服務 平臺 設計

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（a）-0025-02

為了更好實現市縣產業與社會事業發展的空間布局，優化人口、環境資源的配置，建立面向區內各相關部門共享應用的地理信息公共服務平臺，以全面提升區域信息化基礎設施，推進城市精細化管理成為城市信息化部門重點研究解決的問題。該文提出基于SOA架構與云服務的地理信息公共服務平臺的總體設計理念，并完成了原型系統的建設，探索實現了基于全市基礎政務地理信息的“跨部門信息共享、跨部門復用”的政務地理信息公共服務平臺的建設模式。

1 “云服務”工作模式

建設基于云服務的地理信息公共服務平臺，目的是要建立一個“共享且共用”的空間信息基礎設施，實現一個數據共享的環境，并提供一個多部門共用的基礎平臺。云計算技術的發展為實現這種服務模式提供了技術支持。按照目前較為通行的分類方式，軟件即服務（SaaS，Software-as-a-Service）、平臺即服務（PaaS，Platform-as-a-Service）、基礎設施即服務（IaaS，Infrastructure-as-a-Service）是云服務的三種主流服務模式。關于地理信息公共服務平臺的PaaS服務方式已有諸多研究。主要體現在基礎地理框架數據的發布功能上，對于基礎數據管理、存儲、入庫等操作依然停留在傳統的系統建設模式上。這一點阻礙了整個平臺的使用范圍，不利于整個平臺的復用和集約化建設。

針對實際應用需求，按照軟件即服務（SaaS）的建設思路，對于區縣地理信息公共服務平臺數據管理、存儲、入庫等功能進行重新設計和改造，將帶來諸多益處。軟件即服務（SaaS）有一個鮮明特點，即服務提供商提供與應用相關的所有基礎設施及軟件，用戶通過基于Web的前端與此服務進行交互。以軟件即服務的建設思路，對地理信息公共服務平臺的數據管理、存儲、入庫、運維、監控等功能進行設計，將實現平臺的多部門復用，各部門將通過平臺實現個性化的服務，這一改變具有如下很高的實用價值：①各部門能夠通過遠程調用的方式，實現各自業務數據的發布功能；②為有效地組織和整合地理信息服務資源，簡化地理信息相關應用系統的建設成本，提高系統的利用率和效率提供了可能；③平臺的運維和管理實現統一托管，使用和運維工作得以分離，普通用戶不用擔心技術層面的問題；④統籌解決各政府應用部門自有GIS平臺的建設經費問題，通過購買服務的方式即可直接獲取服務；⑤云服務提供動態易擴展的虛擬化資源，各部門能夠以按需、易擴展的方式通過網絡獲得所需服務，充分運用地理信息共用服務平臺的計算、存儲和發布能力。

2 平臺建設模式選擇

政府信息化項目的建設模式選擇決定了信息系統的實施過程，也將直接影響到系統的應用效果與后續運維管理。目前可行的運維模式可總結為以下四種：自建模式、外包模式、云服務模式與綜合模式。每種建設模式都存在優勢與不足，自建模式人員與資金投入都較大，但在安全性與持續升級改造能力上最強；外包模式可以有效發揮杠桿作用，以有限的人力、物力辦更多的事情，但對項目管理、質量控制、信息安全等方面提出了挑戰；云服務模式在資金投入、服務質量上具備明顯的優勢，但作為近年來新興的理念與技術模式，依賴于云服務的技術成熟度；綜合模式適用于規模復雜、異構的系統整體設計，對規劃能力與架構設計能力提出了較高的要求。

政府信息化管理部門的組織架構是決定系統建設模式選擇的關鍵因素。城市政府信息化的主管部門為管委會信息化工作辦公室（以下簡稱“信息辦”），其主要職能包括：負責擬訂城市信息化工作規劃和年度計劃并組織實施；統籌規劃城市信息基礎設施，研究信息化建設技術標準，審核城市各職能單位信息化建設項目等。城市信息中心在信息辦指導下開展工作，承擔區內重大信息化項目建設、運維等工作的具體實施。城市內其他業務部門由于受制于人員編制限制，其信息化管理大部分由本部門兼職人員負責，更沒有獨立的信息化科室或信息中心。因此，采用集中地理信息公共服務平臺，并由城市信息化工作部門通過“云服務模式”實現對各業務部門的系統支撐和運維服務保障就成為必然的選擇。

3 平臺建設難點

3.1 權限控制與角色設計

以“云服務模式”建設地理信息公共服務平臺，用戶除了系統管理員、二次開發用戶、系統審計管理員、安全管理員等角色外，針對通過平臺發布私有業務數據的委辦局設置了二級管理員的角色。二級管理員通過Web頁面方式，實現基于云服務的數據管理。在經過系統管理員授權后，二級管理員具有私有的存儲空間，用來存儲和發布各類專題數據，并設定數據訪問的安全驗證方式。由于二級管理員主要針對非信息中心的用戶，管理員用戶需要能夠授權和建立多個二級管理員用戶。

3.2 圖層管理的功能設計

在以“云服務模式”建設地理信息公共服務平臺的過程中，數據管理子系統允許管理員、二級管理員執行上傳圖層、配置圖層樣式等操作。圖層資源按照目錄的方式進行管理。管理員以及二級管理員在管理圖層的同時，必須首先維護數據目錄。數據目錄記錄了圖層的元數據信息以及圖層的索引方式。圖層目錄上的節點與圖層一一對應，并與圖層有一致的可見性。管理員通過圖層服務管理功能實現圖層組服務的啟動、停止和刷新。由二級管理員建立的圖層組以及服務，只能由二級管理員自身來維護，其他管理員對這些圖層均不可見，保證了圖層數據的安全。

由于不同權限的用戶對于圖層數據集的可見程度有所差別，服務列表中圖層目錄是一個變化的集合。管理員、二級管理員對圖層的操作主要包括如下功能：目錄管理、圖層管理、查詢可見圖層組，配置圖層樣式，以及控制圖層的渲染操作。

3.3 云服務管理功能設計

圖層目錄服務和Web地圖服務是云服務的主要內容。目錄服務是包含圖層數據的來源、目錄結構、圖層名稱、數據更新時間、頻次等內容的元數據信息。通過目錄服務，二次開發用戶能夠查詢、發現圖層數據資源。不同權限的管理員能夠發布各自的圖層目錄服務。通過用戶名和密碼進行用戶訪問數據的權限控制。Web地圖服務，二次開發用戶通過調用地理公共服務平臺的基礎地理信息資源建立自己的應用系統。通過OGC標準地圖服務規范WMS、WFS，將圖層數據加載到自己建立的應用系統中。

4 系統建設和應用情況介紹

基于“云服務模式”建設的政務地理信息公共服務平臺原型系統為城市各政府部門提供統一的“地理底圖”，通過集約化建設實現業務地理空間數據的共享和互聯，為各委辦局提供高效、安全、穩定的透明數據服務、功能服務和模型服務。該原型系統實現了委辦局用戶作為管理員、二級管理員通過Web能夠訪問平臺數據管理系統，實現數據目錄的定制、圖層數據配置和樣式發布?；谏鲜銎脚_原型系統，城市信息化部門整合了各相關業務部門的多種業務數據。包括：城市監控攝像頭、法人單位、網格地塊、高新技術企業、五百強企業等信息。實現了各業務部門的業務數據共享利用統一的基礎政務地理信息資源的同時，滿足各部門的個性化業務需求。

5 結語

該文介紹的基于云服務的地理信息公共服務平臺建設模式還不是十分成熟，例如針對不同用戶存儲空間的分配和管理，沒有實現真正的自動化和虛擬化；圖層樣式的定制功能，目前只能選擇定義好的有限種類，用戶不能夠自定義樣式文件；數據訪問權限的顆粒度控制在整個圖層，還不能精確地控制訪問區域。要解決上述問題，應在此基礎上做出更深層次的研究。在地理信息技術不斷發展的時代，地理信息公共服務模式也在不斷地革新。相信隨著非專業用戶使用地理信息公共服務平臺需求的增長，基于云服務的地理信息公共服務平臺建設方式將在越來越多的建設部門中得到認可和應用。

參考文獻

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