數字南極地理信息公共服務平臺設計研究

關顯明，劉禹鑫，譚繼強

（1.國家測繪地理信息局黑龍江基礎地理信息中心，黑龍江 哈爾濱 150086；2.黑龍江測繪地理信息局，黑龍江 哈爾濱 150081）

數字南極地理信息公共服務平臺設計研究

關顯明1，劉禹鑫1，譚繼強2

（1.國家測繪地理信息局黑龍江基礎地理信息中心，黑龍江 哈爾濱 150086；2.黑龍江測繪地理信息局，黑龍江 哈爾濱 150081）

針對我國南極數據分布式存儲、沒有公共數據展示平臺的現狀，研究了應用地理信息技術、數據庫技術和WebGIS技術，采用面向服務架構的理念搭建數字南極地理信息公共服務平臺，統籌南極地理信息數據資源。不同地理位置和不同需求的用戶可以“一站式”獲得與南極相關的地理信息數據服務，為南極資源調查、多學科綜合考察提供地理信息服務。

數字南極；地理信息；公共服務平臺

國外數字極地地理空間基礎設施建設起步較早，且有一定進展，當前美國、英國、澳大利亞等21個國家相繼建立了國家層面的南極數據中心，我國也在上海、武漢設有中國南極測繪研究中心，各個國家的數據中心都以不同模式提供測繪地理信息服務，為極地科考的信息化服務和支撐起到促進作用。

雖然我國已建有自己的南極數據研究中心，但從目前南極測繪地理信息數據共享和服務方面來看，我國測繪地理信息管理部門在面向南極科考的地理信息管理與服務及技術支撐方面還沒有充分發揮作用[1]。在南極科考方面，提供的地理信息資源服務的內容和形式還不夠豐富，未搭建南極數據資源共享平臺，測繪部門的技術服務優勢和能力未完全發揮。因此，本研究設計利用地理信息技術、數據庫技術和Web Service技術構建數字南極地理信息公共服務平臺，為南極科考的信息化提供保障。

1 平臺架構設計

以服務為中心的數字南極地理信息公共服務平臺是從服務型、開放型、創新型信息化測繪體系角度[2]，以共享南極數據服務為目標，以滿足各類用戶的南極數據需求為導向，采用先進的地理信息技術和平臺共享技術來建設數字南極地理信息與數據服務共享平臺，為南極科學考察的管理者、研究者、現場考察實施者等不同用戶提供一個統一的、高效的數據共享平臺，并且平臺應該具有一定的可復制性，可為其他成果公布提供共享服務原型平臺。

1）收集上海、武漢等地南極科研機構已有的南極科考數據成果，制作形成適合在線服務發布的數據集。應用GeoGlobe Server服務管理系統對發布數據集進行數據資源管理，采用Web Service等開放式標準協議為廣大用戶提供符合OGC標準化接口的在線南極地理信息數據服務（包括WMTS，WFS等）[3]。

2）服務管理系統用于平臺的數據服務發布以及服務管理，前端用戶不可見，只對平臺管理人員開放，系統對平臺數據進行服務發布、服務注冊、服務監控、用戶權限管理等操作，建設一體化的在線南極地理信息服務資源共享展示平臺。服務管理系統功能模塊如圖1所示。

圖1 服務管理系統功能框架圖

3）數字南極地理信息公共服務平臺不僅集成服務管理系統發布的數據服務，還包括其他南極數據研究中心面向公眾提供的數據服務，或者直接鏈接其可公開的數據庫，通過網絡實現各南極數據機構地理信息服務資源的互聯互通和服務調度，建設一體化的南極科考數據標準化服務平臺。

根據上述思路，數字南極地理信息公共服務平臺作為南極科考地理信息數據服務載體，其目的是使分布在網絡上的不同地理位置的用戶可以“一站式”獲得與南極相關的地理信息數據服務。平臺總體結構主要由數據層、服務層、應用層3部分組成。

數據層為平臺所提供的南極地區的DLG數據、DOM數據、DEM數據、地名數據和南極科考專題數據等組成的在線數據集服務。

服務層提供滿足OGC標準的接口服務。在滿足相應規范的同時，提供對此類數據服務進行監管的服務管理系統，實現服務監控、服務審核、服務發布、服務管理等操作。

應用層是在數據層與服務層的支撐下，利用平臺提供的南極數據服務接口及地圖API，根據用戶需求，開發和南極相關的GIS服務系統。

圖2 數字南極地理信息公共服務平臺結構圖

2 關鍵技術探討

1）地理信息Web服務技術。地理信息Web 服務是Web Service 技術在GIS領域中的應用，是指使用數據和相關功能以完成基本地學處理任務的Internet 應用程序。這些任務包括：地圖服務、南極專題展示分析等[4]。具體地說，地理信息Web 服務是部署在服務供應商提供的網絡訪問平臺上的軟件模塊，是GIS 的業務邏輯軟件，它通過由服務描述定義的地理信息Web服務接口與外界實現交互。Web 服務給地理信息服務提供了一個新的集成思路，即在不改變原有系統的基礎上，通過構建基于XML 的系統間的標準通信協議實現系統間數據和功能的互操作。

2） 數據服務監管技術。應用服務監管技術將上海、武漢等極地研究中心的數據服務統一管理，即將所有發布的、可公開訪問的服務注冊到本平臺的服務管理系統中，通過本平臺的服務管理系統實現對服務的發現、狀態監測和質量評價，并實現訪問量統計、服務代理等功能。對于需要授權訪問的服務，通過逐步建立統一的訪問控制體系來實現。

3）數據庫技術。數據庫技術解決南極科考中涉及到的大量數據的有效組織和存儲問題，以減少數據存儲冗余、實現數據共享、保障數據安全以及高效地檢索數據和處理數據。平臺數據庫選取Oracle11g數據庫軟件平臺為支撐，完成南極科考方面的空間數據建模、組織和管理，實現多類型、多尺度、多時態的南極地理信息數據的集成化管理。

4）采用SOA 和Web Service技術搭建平臺。平臺采用面向服務架構（SOA）的理念與方法，實現分布式的運營模式與管理機制，完成地理信息資源與服務的管理調度及動態裝配[5]。采用Web Service 等開放式標準協議，設計便于服務描述、發布、發現和調用的技術結構與接口，以“共建共享、權威數據由南極相關部門維護”的原則，形成跨地區、跨部門的分布式地理信息共享與應用服務平臺。

5）平臺日志管理。平臺日志管理記錄后臺發布的數據服務和前端地圖展示系統的安全事件、訪問記錄、系統運行日志、系統運行狀態等各類信息，經過規范化、格式化等處理后，以系統日志的形式進行存儲和管理，結合日志統計匯總、分析功能，實現對平臺信息系統日志的管理。

3 結 語

數字南極地理信息公共平臺的建設，將統籌各科考機構的南極科考數據資源進行存儲、展示，為已有的南極科考成果以及南極環境的動態變化過程提供一個在線資源共享平臺，對于部門溝通和科考效益提高，以及促進我國南極科學考察和研究具有重要意義。同時，隨著以后南極科考工作的開展和不斷推進，數字南極地理信息公共平臺也將在原有基礎上不斷擴展與更新，整合最新的南極地理信息成果，為極地科學考察管理者、研究者、現場實施者提供更加豐富、權威的南極數據服務。

[1] 徐開明．地理信息公共服務平臺建設與現代測繪服務模式[J]．地理信息世界,2006(3):41-48

[2] 衛東．面向服務的山西省地理信息公共服務平臺建設[J]．地理信息世界,2012(1):76-79

[3] 陳軍,蔣捷,周旭．地理信息公共服務平臺的總體技術設計研究[J]．地理信息世界, 2009(3):7-11

[4] 張勇生,陳鑫祥,吳永靜．基于GeoGlobe的地理信息公共平臺建設及應用[J]．測繪地理信息,2014(3):79-81

[5] 袁存忠． 基礎地理信息公共平臺的設計和實現[J]．地理空間信息,2009(1):22-24

[6] 楊旭,張文燕．數字南極建設又有新進展[N]．中國測繪報,2004-06-08

[7] Sandy Carter．SOA &Web 2．0 [M]．北京:清華大學出版社, 2007

P208

B

1672-4623（2016）12-0011-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.12.004

關顯明，碩士研究生，主要從事地理信息系統研究與開發工作。

2015-05-25。

項目來源：測繪地理信息公益性行業科研專項資金資助項目（201412009）；極地專項資金資助項目（CHINARE2014-04-07）。