數字撫州地理信息公共平臺建設及其應用

王玲燕

(江西省測繪應急保障服務中心，江西 南昌 330209)

數字城市地理空間框架建設是數字中國地理空間框架建設的重要組成部分[1]，是貫徹落實科學發展觀、促進城市信息化的基礎工作，是實現信息資源共享、避免城市信息孤島的必然要求。自啟動數字城市地理空間框架試點工作以來，全國所有的地級以上市和400多個縣級市都已經開展了數字城市的建設，并且到2016年底全面完成了地級以上的數字城市建設[2]。數字撫州地理信息公共平臺是數字撫州地理空間框架的重要組成部分，平臺通過在線服務系統將在線數據集以服務的方式發布出來，用戶可以直接在線使用或調用以滿足其不同的地理信息需求。數字撫州地理信息公共平臺建設了涉密版、政務版及公眾版3個版本，3個版本平臺總體架構及建設內容基本相同，只是平臺基礎地理數據、使用用戶及運行的網絡環境不同。本文首先介紹數字撫州地理信息公共平臺的總體架構，然后詳細闡述平臺建設的主要內容，最后介紹基于平臺在國土、公安、房管、綜治、公眾等多個領域開展的應用情況。

1 平臺總體架構

數字撫州地理信息公共平臺基于Web Service技術，采用面向服務的SOA架構，依托云計算資源池支撐環境，遵循OGC開放地理信息規范及國家地理信息公共平臺有關標準規范，實現地理信息資源在線共享交換及集中管理[3-4]。3套版本的平臺總體架構如圖1所示，由底至上依次為基礎支撐層、數據資源層、服務平臺層及應用系統層。

(1) 基礎支撐層是支撐平臺管理、共享、服務及應用所需的運行環境，包括網絡系統、服務器集群系統及存儲備份系統等。根據平臺運行網絡的不同，建設了涉密版、政務版及公眾版3個版本的基礎支撐環境。

(2) 數據資源層是支撐平臺的各種數據資源，包含基礎地理數據和專題業務數據。平臺基礎地理數據包括電子地圖數據、地名地址數據、影像數據、地理實體數據、路網數據、三維模型數據、全景數據等，專題業務數據包括來源于國土、房管、公安、綜治等各委辦局的專題地理信息數據。

(3) 服務平臺層是整個撫州公共平臺的關鍵層，包括根據多數用戶對地理信息應用共性需求而設計并實現的系列標準服務接口如OGC標準服務、Web Service服務接口及應用開發接口，同時還包括在此基礎上建立的在線服務系統和運維管理系統[5-6]。

(4) 應用層是數字撫州地理信息公共平臺的應用表現，面向政府部門、企事業單位及社會公眾提供服務資源及開發接口，用戶可以根據平臺提供的數據服務及功能服務拓展自己的業務應用系統。基于撫州地理信息公共平臺開展的應用已經涵蓋了國土、公安、房管、綜治、公眾等多個領域，并將在城管、不動產登記、稅務、交通、規劃等更多領域開展應用。

圖1 平臺總體架構

2 平臺建設實現

數字撫州地理信息公共平臺建設的主要內容包括在線數據集、在線服務系統、運維管理系統及支撐環境等幾個方面的建設。下面重點闡述平臺數據集制作、在線服務系統及支撐環境建設。

2.1 在線數據集

數據集是地理信息公共平臺的核心內容，是在基礎地理信息數據上通過數據提取、擴充和重組等加工過程形成的面向服務的產品數據[7]，撫州地理信息公共平臺建設的在線數據集包括矢量電子地圖、影像電子地圖、2.5維電子地圖、地名地址、路網及360°全景三維。

2.1.1 矢量、影像電子地圖數據

數字撫州地理信息公共平臺完成了撫州市城區80 km2的18～20級，以及撫州市整個臨川區15～17級矢量及影像電子地圖，其余范圍及級別通過調用國家天地圖及省級天地圖服務地址實現。電子地圖是通過對矢量數據、影像數據進行電子地圖制作而形成的色彩協調、符號形象、重點突出、圖面美觀的屏幕顯示地圖。撫州地理信息公共平臺矢量電子地圖以不同比例尺矢量基礎地形要素數據為主要數據源，經過數據預處理、數據分級、可視化設置、符號化處理、注記添加、分級配圖、圖面整飾、切片緩存等步驟制作而成。影像電子地圖則以撫州數字正射影像數據庫為基礎，對其進行敏感和涉密市域保密處理，并配以矢量線劃和適量注記制作而成。圖2是數字撫州地理信息公共平臺制作的電子地圖效果。

2.1.2 地名地址數據

撫州地名地址數據通過從多尺度的地形圖數據中提取整理、實地調繪等多種技術手段，采集內容分為自然地理實體名稱和人文地理實體名稱[8]，包括山、山峰、山丘、河、湖、海的名稱，省、市、縣、鄉、鎮等行政區域的名稱，居民地、城鎮街巷、小區、門(樓)址、標志物名和興趣點的名稱，專業部門管理的具有地名功能的臺、站、場、港、名勝古跡、紀念地的名稱，企事業單位的名稱等。采集的地名地址需要經過分類處理、屬性編輯、地址編碼等操作。圖3為撫州地名地址數據。

圖3 撫州地名地址數據

2.1.3 路網數據

撫州地理信息公共平臺路網數據是從基礎地形要素數據庫道路層中提取出道路中心線，基于道路中心線的拓撲關系、網絡關系及屬性信息，構建道路的網絡數據集，建立路網的連通性，并通過設置相應的高程屬性、道路轉彎規則、距離屬性、時間成本屬性、道路等級屬性等來控制路網的計算方式。圖4為平臺路網拓撲圖。

2.1.4 2.5維電子地圖

平臺制作了撫州中心城區13 km2的2.5維電子地圖，將撫州真三維模型數據按一定角度進行渲染，經過圖幅修正與補充、分區圖拼接、接邊要素補充、添加標注，坐標配準、地圖切片及地圖發布制作而成，同時平臺還能實現基于2.5維電子地圖的鼠標懸停顯示建筑物名稱功能，便于用戶快速定位感興趣信息。圖5為撫州2.5維電子地圖效果。

圖4 平臺路網拓撲圖

圖5 撫州2.5維電子地圖效果

2.1.5 360°全景三維

數字撫州地理信息公共平臺的360°全景三維利用魚眼鏡頭的全景相機獲取圖像，然后按照全景圖像拼接算法尋找圖像重疊區域；由于重疊區域一般會產生銳利的圖像邊緣，為了實現相鄰圖像的自然過渡，平臺采用像素權重計算方法進行圖像融合，從而形成無縫拼接的全景圖像；最后將制作好的全景進行發布，形成網絡上運行的全景數據。圖6為撫州地理信息公共平臺全景三維效果，平臺制作了覆蓋撫州市171個景點447個全景三維數據，使用戶足不出戶就能領略撫州的美景[9]。

2.2 在線服務系統建設

數字撫州地理信息公共平臺在線服務系統是平臺面向用戶提供各種在線服務的窗口，也是平臺在線數據集集中展現、服務調用的出口。各種地理信息成果通過在線服務系統組合、封裝成在線服務，滿足用戶對地理信息的查詢、定位、分析需求。在線服務系統通過門戶網站向用戶提供地圖應用服務、數據接口服務、數據發布服務、服務注冊管理服務和二次開發服務等功能，滿足用戶的不同需求[10-12]。

2.2.1 地圖應用服務

地圖應用服務主要體現在門戶電子地圖系統，數字撫州地理信息公共平臺門戶電子地圖系統具有地圖搜索、駕車出行、全景瀏覽及地圖基本操作功能；同時系統為用戶提供了國家級、省級和撫州市級等不同級別的矢量、影像、2.5維電子地圖，用戶既可在線使用，也可利用服務接口進行在線調用；系統還具備專題地圖制作功能，滿足對空間定位要求不高、基礎地理數據依賴較小的政府部門、社會大眾的專題地圖制作需求。

2.2.2 數據接口服務

平臺為用戶提供多種形式的接口服務，滿足用戶在線調用、共享交換的需求。數據接口服務包含符合OGC標準的網絡要素服務(WFS)、網絡地圖服務(WMS)、網絡覆蓋服務(WCS)、網絡切片地圖服務(WMTS)、目錄服務(CSW)、地名地址要素服務(WFS-G)，以及SOAP、REST等Web Service服務。

2.2.3 數據發布服務

平臺數據發布功能用于將數據上傳至平臺，并將數據共享給其他部門，其他部門也可以將自己可共享的專題數據發布到平臺上，供平臺用戶調用訪問。用戶要以規定的形式(如標準OGC服務)發布數據，并在平臺上注冊其數據的訪問接口。

2.2.4 服務注冊管理服務

第三方用戶可以將自己的服務通過第三方服務的形式注冊到平臺上進行管理，用戶可以通過平臺進行服務注冊、自動更新服務數據、對服務狀態進行監控、聚合同類型的服務，以及對服務元數據進行采集、查詢及有效性檢查，平臺還提供服務運行情況的統計分析。

2.2.5 二次開發服務

平臺提供了Web端和移動端的二次開發接口服務，用戶可以選擇不同的開發方式，利用平臺提供的二次開發接口和服務事例，快速構建自己的應用程序，滿足用戶個性化定制需求。

2.3 支撐環境建設

平臺建設了涉密版、政務版及公眾版3個版本的支撐環境，3個版本采用的軟件環境相似，只是硬件及網絡環境不同。涉密版支撐環境位于撫州市國土資源局機房，運行于撫州市政務內網，該網絡與政務外網、互聯網進行嚴格的物理隔離。政務版及公眾版充分利用撫州市政府信息辦的云計算環境搭建，運用虛擬化技術，構建服務器集群，按需獲取平臺運行所需計算資源，保證了在不斷增長的服務及應用需求下的資源適配調度[13-14]。圖7為政務版及公眾版平臺的網絡拓撲圖。政務版在電子政務外網云計算資源池中利用虛擬化技術，虛擬出平臺運行所需的數據庫服務器、GIS服務器及Web服務器，構建分布式服務器集群，再通過交換機、路由器及VPN、WAF等安全設備接入政務外網用戶[15]。公眾版與政務版網絡拓撲結構類似，只是最終接入互聯網環境。

3 平臺典型應用

數字撫州地理信息公共平臺采用在線調用、標準服務、定制開發、服務前置等多種應用模式完成了國土資源一張圖數據管理系統、平安城市綜合應用管理系統、房產管理信息系統、維穩綜治信息平臺、天地圖·撫州電子地圖、撫州才子文化信息系統、撫州旅游信息系統、撫州農產品推廣應用APP 8個應用示范。其中代表性的典型應用示范有以下幾個方面，如圖8所示。

圖8 典型示范應用

3.1 國土資源一張圖數據管理系統

撫州國土資源一張圖數據管理系統將公共平臺提供的基礎地理數據與國土部門專題業務數據如土地利用現狀數據、基本農田數據、建設用地審批數據、土地執法監察數據等多源信息集合，構建統一的國土資源開發利用、監督管理及保護平臺，為科學合理的利用國土資源提供有力的平臺支撐。

3.2 維穩綜治信息平臺

撫州維穩綜治信息平臺通過疊加數字撫州公共平臺的矢量和影像底圖，實現了GIS流管應用、GIS綜合預警、人口分析、矛盾糾紛動態監控等功能。系統的運行為社會管理部門在維護社會穩定、保障人身安全方面提供了高效的信息化平臺。

3.3 天地圖·撫州電子地圖

系統提供國家級天地圖、省級天地圖和撫州市級等不同級別的地圖數據，提供矢量、影像及2.5維電子地圖數據的瀏覽、在線切換，以及地圖搜索、駕車出行、地圖糾錯、全景瀏覽等功能，在政府決策、重大規劃、重大工程建設、服務百姓生活等方面發揮了積極作用。

3.4 撫州市才子文化信息系統

撫州素有“才子之鄉”的美譽。為了體現撫州的文化底蘊，宣傳撫州的教育特色，才子文化信息系統融合多項技術，開發了文化教育、歷史名人、名人佳作、宗教寺廟、書院文化等功能模塊。系統結合全景、音頻、圖片全方位展示撫州名校風采、各縣區每年高考升學統計、歷史現代名人分布、名人足跡及名人作品，進入撫州才子文化系統，仿佛馳騁于文化的海洋。

4 結 語

本文從總體架構、平臺建設實現及典型示范應用3個方面介紹了數字撫州地理信息公共平臺的建設及應用情況。平臺自運行以來，在撫州市政府有關部門發揮了重要作用，能夠為政府各部門及社會公眾提供權威、唯一、通用的地理信息支撐和服務，推動了撫州市地理信息快速發展，為撫州的信息化建設及社會經濟的發展提供了保障。