云架構模式下的天地圖濰坊設計與實現

楊先連，王超然

(1.濰坊市國土資源局，山東 濰坊　261041；2.聊城大學，山東 聊城　252000)

?

技術方法

云架構模式下的天地圖濰坊設計與實現

楊先連1，王超然2

(1.濰坊市國土資源局，山東 濰坊261041；2.聊城大學，山東 聊城252000)

摘要：該文介紹了當前天地圖建設的現狀，討論了天地圖與云計算集成的必要性和可行性。結合濰坊的實際情況提出了云架構下的天地圖濰坊建設思路，完成了天地圖濰坊(濰坊地圖網)云架構的總體設計與關鍵技術研發，總結了天地圖濰坊建設的特色與經驗，為后續城市開展工作提供了參考與借鑒。

關鍵詞：云架構；天地圖濰坊；智慧濰坊；NewMap；虛擬化

引文格式：楊先連，王超然.云架構模式下的天地圖濰坊設計與實現[J].山東國土資源，2016,32(7)：75-77.YANG Xianlian, WANG Chaoran. Design and Implementation of Sky Map in Weifang City Based on Cloud Architecture[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(7)：75-77.

0引言

當前，隨著我國數字城市建設的推進和空間信息共享需求，地理信息服務已經成為地理信息系統發展的必然結果[1]。面對網絡上出現的數量眾多、分散各地的地理信息網絡服務，各級政府部門和社會公眾對權威可靠的地理信息服務的需求與日俱增，迫切要求實現多尺度、多類型地理信息資源的綜合利用與在線服務[2]。

天地圖是由國家測繪地理信息局主導的，由國家、省、市、縣分級建設、共建共享、互聯互通，旨在提供權威統一的地理信息服務的大型互聯網地圖服務網站，是數字城市建設的重要組成部分[3]，是各省市縣三級數字城市地理信息公共服務平臺的公眾版本。天地圖濰坊作為市一級天地圖建設節點，堅持以“基礎數據測繪部門發布”、“專題數據應用部門發布”為基本原則，通過測繪部門管理、維護基礎數據，向濰坊市各應用部門和社會公眾提供統一的地理信息服務。

隨著天地圖濰坊的不斷推廣，用戶數越來越多，各級用戶對地理信息服務的應用深度不斷延伸，迫切需要新型天地圖濰坊的設計理念。云計算的興起，它具有按需服務、虛擬化、高性能等特性，云的這種思想為解決上述問題提出了一個新的解決思路，按照這種思路去設計天地圖濰坊模式，一來能夠解決現有問題，二來可以將系統成果部署于云環境下，為后續相關內容的擴展提供基礎。

該文從天地圖濰坊建設的技術架構建設、軟件平臺建設等方面探討云架構下的天地圖市級節點建設的新思路。

1總體設計

1.1設計原則

(1)實時性。天地圖濰坊基于互聯網為社會公眾提供7×24小時不間斷的“一站式”地圖服務，使用基礎數據動態更新機制，提供實時地理信息服務。

(2)大數據性。天地圖濰坊除了集成傳統的各級比例尺矢量數據服務和多種分辨率的影像數據服務外，還包括全市域地名地址數據、主城區三維仿真數據和學校、旅游景點等千余個實景數據，后期還將集成街景數據，不斷增強數據豐富程度。

(3)高效性。天地圖濰坊具有數據量大、二三維一體化、用戶訪問量多的特點，同時作為地理信息云計算分中心的定位，必須保證不同行業、不同部門的多個用戶同時并發訪問時的效果，達到高標準的性能指標。

(4)高可擴充性。天地圖濰坊除為社會公眾提供地圖顯示、公交查詢等基本功能外，還服務于教育、旅游、樓宇、數字社區等各部門，滿足多個專題應用系統對地理信息服務的需求，需要針對不同的專題系統定制個性化的應用功能，具備較強的擴充功能。

(5)高聯通性。作為濰坊市級節點，需要實現縱向上與天地圖國家、天地圖山東的連通，橫向上與濰坊市政府及有關部門的連通，并且集成各縣市區天地圖節點，最大發揮地理信息資源為全面服務社會公眾和提升城市地理信息資源開發利用水平奠定堅實的基礎。

1.2體系架構

天地圖濰坊應用流行的云計算技術進行系統設計[4-5]，系統架構如圖1所示。

圖1　系統云架構圖

(1)基礎設施層。通過華為fusion shpere云計算管理軟件將物理服務器、存儲、網絡設備、負載均衡等進行集成，實現基礎設施即服務(IAAS)?；A設施層實現了硬件資源的虛擬化與動態管理，通過負載均衡實現了高并發用戶下的快速響應。

(2)數據層。通過NewMap服務發布引擎將多源數據，包括矢量、影像、三維、地名、實景等多種數據發布成web服務，用于系統建設。這些服務資源用于天地圖濰坊網站和旅游、教育、樓盤等應用系統的搭建[6]。

(3)平臺層。運用數據服務和NewMap提供的二次開發接口，搭建平臺開發環境，在用戶管理和服務總線的支撐下，實現應用系統的智能搭建，和運行維護管理。旅游、教育和樓盤都采用這種方式快速完成了專題系統的構建工作[7]。

(4)軟件層。通過天地圖濰坊的門戶，在權限管理支持下實現了軟件的在線應用與服務，為專題部門進行專題數據編輯、專題分析提供了支持，實現了在線方式的軟件應用模式[8]。

(5)用戶層。不同類型的用戶都可以通過互聯網，使用pc終端和移動終端訪問天地圖濰坊門戶網站，實現了泛載應用模式。

2關鍵技術

2.1虛擬化云計算環境與負載均衡

天地圖濰坊平臺是基于華為的FusionSphere云操作系統搭建私有云環境，用于天地圖濰坊云GIS服務平臺的基礎設施，通過虛擬化技術，將主機的資源按需分配到天地圖濰坊以及各推廣應用平臺，包含天地圖濰坊平臺、濰坊城建重點項目、濰坊旅游系統、濰坊教育系統等各種在線應用系統，每個虛擬機的資源都可以根據需要進行設置與調整。通過負載均衡方式處理來源于不同部門的高并發請求，通過對靜態資源的高速緩存，加快系統響應速度(圖2)[9]。

圖2　虛擬化云計算環境

2.2平臺即服務(PAAS)實現

依托天地圖濰坊提供的二次開發接口與服務資源，運用系統提供專家智能裝配模板，針對不同的應用進行分析，實現界面、數據服務資源和功能資源的靈活定制與裝配，實現了平臺及服務的應用系統建設模式，完成了濰坊旅游專題、濰坊教育專題和濰坊樓盤專題3個應用系統的快速搭建與上線運行。實現了平臺即服務的云計算支持(圖3)[10]。

圖3　運用PAAS方式搭建的濰坊旅游系統

2.3軟件即服務(SAAS)應用模式

針對專題部門用戶缺乏專業工具編輯維護部門數據的情況，應用天地圖濰坊建設了專題數據編輯系統，采用在線的模式為應用部門提供在線的專題數據編輯支持，降低了專題數據編輯維護的難度與建設周期，拓展了天地圖的應用模式(圖4)。

圖4　專題數據采集系統

3建設特色

(1)天地圖濰坊整體架構實現了跨平臺的環境支持，支持windows、linux等主流操作系統，提升了軟件應用的跨平臺能力；支持虛擬化與云計算環境，實現了計算資源的按需分配與基于負載的計算資源動態調度，提高了網站運行的保障能力；支持集群負載均衡部署，大大提升了海量用戶并發請求的處理能力。

(2)采用先進的html5前端技術，支持從桌面pc到移動設備的跨終端的訪問支持，用戶通過不同設備上的不同操作系統下的瀏覽器統一訪問網站。大大豐富了網站的應用范圍，實現了天地圖的泛載地圖應用。

(3)二次開發支持面向多類型終端的接口，實現了PC、智能手機、平板電腦的多類型統一開發接口支持，為天地圖濰坊各應用開發單位提供了豐富的接口支持。

(4)優化系統功能及完善用戶體驗，出圖效率得到極大提升，同時支持慣性滑動、動態縮放等效果；提升了查詢效率及分詞算法，同時輔以視野過濾等手段，保障用戶更加方便快捷的命中目標；快速確定自駕方案，并可動態修訂起終點以及增刪途徑點，對比多種方案，同時與公交無縫集成智能切換；新增多種類型的移動分享通道，為公眾信息的交流和共享提供了更加人性化的途徑。

4結語

該文結合當前天地圖建設的現狀，完成了天地圖濰坊的云架構的總體設計與關鍵技術研發，天地圖濰坊建設雖然取得了一定應用成效和階段性成果，但隨著應用不斷推廣，功能和數據還需不斷完善，將為社會公眾的衣食住行提供更加優質的地理信息服務。

參考文獻：

[1]崔鐵軍.地理信息服務導論[M].北京：科學出版社，2009：7-8.

[2]黃瑞陽.地理信息服務注冊中心的設計與實現[D].鄭州:解放軍信息工程大學,2010.

[3]李成名，李兵.從數字城市走向智慧城市[J].地理空間信息, 2013,(S1):8-10.

[4]王勇,李乃強.天地圖地理信息公共服務平臺市級節點的設計與實現[A]//第十五屆華東六省一市測繪學會學術交流會[C].2014：76-78.

[5]翟永等.天地圖網站云架構系統設計[J].通訊技術,2010,(12)：81-84.

[6]曹全龍,徐建剛.天地圖市級節點建設方案探討[A]//第九屆長三角科技論壇(測繪分論壇)[C].2013:324-326.

[7]中國測繪科學研究院GIS所.NewMapServer參考手冊[S].2013.

[8]劉勇,李成名.基于業務模板的地理信息服務語義集成方法研究[J].測繪科學,2011,(2)：84-87.

[9]路文娟，田宏紅.地理信息服務的城市綜合市情系統[J].測繪科學，2011,(6)：13-14.

[10]李德仁.數字城市+物聯網+云計算=智慧城市[J].中國新通信，2011，(20)：46-47.

土地管理與規劃

技術方法

收稿日期：2015-07-21；

修訂日期：2015-09-27；編輯：王敏

作者簡介：楊先連(1967—)，男，山東臨朐人，助理工程師，主要從事國土資源信息化工作；E-mail:wfsdlxxzx@163.com

中圖分類號：P208;TP3

文獻標識碼：B

Design and Implementation of Sky Map in Weifang City Based on Cloud Architecture

YANG Xianlian1, WANG Chaoran2

(1.Weifang Bureau of Land and Resources, Shandong Weifang 261041, China; 2. Liaocheng University, Shandong Liaocheng 252000, China)

Abstract:In this paper, present condition of the construction of sky map has been introduced, and the necessity and feasibility of the integration of sky map and cloud computing have been discussed. Combined with actual situation, thoughts on constructing framework of cloud architecture of Weifang sky map has been put forward, and the overall design and key technology of cloud architecture construction of Weifang sky map have been completed, and the characteristics and experiences of Weifang sky map construction have been summarized. It will provide some references for carrying out subsequent urban work.

Key words:Cloud Architecture; sky map of Weifang city; wisdom Weifang city; NewMap; virtualization