國土“一張圖”綜合監(jiān)管平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究

徐如意 王蘭洲

（1.河南理工大學(xué)測(cè)繪與國土信息工程學(xué)院，河南 焦作 454003；2.河南省數(shù)聯(lián)測(cè)繪科技有限公司，河南 鄭州 450052）

1 引言

國土資源是全國基礎(chǔ)信息總資源的重要組成部分，隨著國土資源信息化的深入，國土資源信息化建設(shè)存在信息系統(tǒng)建設(shè)分散、信息應(yīng)用比較局限等問題[1]。國土資源綜合監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)是從全省國土資源“一張圖”出發(fā)，在國土資源電子政務(wù)系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)行的基礎(chǔ)上，通過建立信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，與國土資源電子政務(wù)系統(tǒng)對(duì)接，采集和匯總各級(jí)國土資源管理信息，建立信息綜合分析系統(tǒng)[2,3]。通過系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類專業(yè)數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的比對(duì)核查、綜合分析，實(shí)施土地、礦產(chǎn)資源以及地質(zhì)環(huán)境管理全過程監(jiān)管，從而達(dá)到預(yù)警異常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對(duì)苗頭性、傾向性問題的目的。論文以某省國土資源綜合監(jiān)管平臺(tái)為例，對(duì)某省綜合監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。

2 某省國土資源綜合監(jiān)管系統(tǒng)總體架構(gòu)

某省國土資源綜合監(jiān)管系統(tǒng)基于現(xiàn)有監(jiān)測(cè)監(jiān)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、省廳國土業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)庫、省市縣三級(jí)政務(wù)協(xié)同數(shù)據(jù)庫，利用ETL（Extract-Transform-Load，ETL）工具完成土地、礦產(chǎn)、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)管指標(biāo)的采集，形成集土地資源監(jiān)管指標(biāo)、礦產(chǎn)資源監(jiān)管指標(biāo)、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)管指標(biāo)、效能監(jiān)督指標(biāo)、數(shù)據(jù)維度指標(biāo)于一體的多維度的綜合監(jiān)管數(shù)據(jù)倉庫，為國土資源綜合監(jiān)管宏觀決策提供數(shù)據(jù)支撐。ETL 用來描述將數(shù)據(jù)從來源端經(jīng)過抽取、轉(zhuǎn)換加載至目的端的過程[4]。此外，通過指標(biāo)分析、指標(biāo)跟蹤、指標(biāo)預(yù)警分析，基于國土資源多級(jí)協(xié)同政務(wù)管理平臺(tái)，最終實(shí)現(xiàn)土地資源、礦產(chǎn)資源、地質(zhì)環(huán)境及效能監(jiān)督業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與預(yù)警、處置與決策。最終，監(jiān)測(cè)預(yù)警結(jié)果結(jié)合“一張圖”核心數(shù)據(jù)、省廳政務(wù)管理平臺(tái)、三級(jí)政務(wù)協(xié)同平臺(tái)實(shí)現(xiàn)分析結(jié)果數(shù)據(jù)的帶圖展示、數(shù)據(jù)聯(lián)合查詢及土地資源、礦產(chǎn)資源項(xiàng)目數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)跟蹤，為國土資源綜合監(jiān)管宏觀決策提供技術(shù)支撐。綜合監(jiān)管平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1 所示。

圖1 總體框架

3 某省國土資源綜合監(jiān)管平臺(tái)及其關(guān)鍵技術(shù)

某省國土資源綜合監(jiān)管平臺(tái)采用SOA（Service-Oriented Architecture，SOA）的設(shè)計(jì)理念，利用Portlet技術(shù)實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)管平臺(tái)與政務(wù)管理平臺(tái)的集成，通過OWB技術(shù)、ETL技術(shù)、數(shù)據(jù)流偵聽技術(shù)、多維即席分析技術(shù)以及BI（Business Intelligence,BI）和GIS結(jié)合技術(shù)來完成數(shù)據(jù)的采集、提取、分析、挖掘和展示。某省綜合監(jiān)管平臺(tái)綜合事務(wù)示意圖如圖2到圖5所示。

圖2 綜合事務(wù)分類

圖3 綜合事務(wù)流程類

圖4 綜合事務(wù)管理類

3.1 SOA 技術(shù)

某省國土資源綜合監(jiān)管平臺(tái)是一個(gè)龐大的業(yè)務(wù)系統(tǒng)集群，具有分布式生態(tài)系統(tǒng)業(yè)務(wù)組織架構(gòu)特性。傳統(tǒng)的分系統(tǒng)建設(shè)方式，各子系統(tǒng)各自為戰(zhàn)，會(huì)形成很多信息孤島，造成數(shù)據(jù)冗余和混亂等現(xiàn)象，無法實(shí)現(xiàn)土地、礦產(chǎn)監(jiān)管業(yè)務(wù)各環(huán)節(jié)的協(xié)同處理，從而不能滿足監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)的總體要求。因此，本文采用SOA 體系設(shè)計(jì)理念，構(gòu)建面向服務(wù)的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。SOA 可以看作是XML/Web Service 技術(shù)之后的自然延伸，它的基礎(chǔ)是服務(wù)層，通過直接調(diào)用服務(wù)層，可以有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性[5]。此外，SOA 是一種粗粒度、松耦合服務(wù)架構(gòu)，服務(wù)之間通過簡(jiǎn)單、精確定義接口進(jìn)行通訊，不涉及底層編程接口和通訊模型。

3.2 Portal 技術(shù)

某省國土資源綜合監(jiān)管平臺(tái)與政務(wù)管理平臺(tái)密不可分，通過Portal 能夠?qū)崿F(xiàn)二者的有效集成。Portal 是解決信息獲取和集成難題的一項(xiàng)技術(shù)，它替代了從眾多應(yīng)用系統(tǒng)中篩選和集成信息的數(shù)據(jù)獲取手段，以Web 的方式提供了對(duì)信息資源的單一訪問入口[6]。Portal 通過集成已有的應(yīng)用系統(tǒng)，可以一站式地訪問、調(diào)用和操作各種信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)間的交流協(xié)作，從而高效地獲取數(shù)據(jù)。某省各級(jí)國土資源部門網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系示意圖如圖6 所示。

圖6 各級(jí)國土資源部門網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)系

3.3 OWB 數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)

為了在結(jié)合相關(guān)監(jiān)管指標(biāo)綜合特點(diǎn)的前提下，有效提高數(shù)據(jù)采集效率和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能，本文使用了OWB（Oracle Warehouse Builder）技 術(shù)。OWB 是Oracle 的綜合工具，可以完成對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)抽取、清洗、轉(zhuǎn)換、加載。此外，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)維度建模、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)審計(jì)，以及數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的整個(gè)生命周期的管理，包括：

（1）數(shù)據(jù)倉庫的提取、轉(zhuǎn)換和加載；

（2）整合來自不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)；

（3）從原有系統(tǒng)中移植數(shù)據(jù)；

（4）關(guān)系和維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)建模；

（5）設(shè)計(jì)和管理公司元數(shù)據(jù)；

（6）數(shù)據(jù)清理；

（7）數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)質(zhì)量審計(jì)。

此外，通過OWB 腳本配置可以實(shí)現(xiàn)指標(biāo)數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改操作，保證了監(jiān)管分析系統(tǒng)中的所有業(yè)務(wù)監(jiān)管指標(biāo)數(shù)據(jù)與采集和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)監(jiān)管指標(biāo)數(shù)據(jù)完全一致。不同數(shù)據(jù)來源的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)抽取同樣可通過OWB 技術(shù)實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集過程如圖7 所示。

圖7 數(shù)據(jù)采集過程

3.4 CDC 改變數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)

采用Oracle 的CDC（Change Data Capture，改變數(shù)據(jù)捕獲）技術(shù)對(duì)國土資源業(yè)務(wù)辦理信息進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取，幫助識(shí)別上次ETL 提取之后發(fā)生變化的數(shù)據(jù)，避免由于人員操作失誤或流程環(huán)節(jié)不規(guī)范導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。利用CDC，在對(duì)源表進(jìn)行INSERT、UPDATE或DELETE 等操作的同時(shí)就可以提取數(shù)據(jù)，并且變化的數(shù)據(jù)被保存在數(shù)據(jù)庫的變化表中。這樣就可以捕獲發(fā)生變化的數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)據(jù)庫視圖以一種可控的方式提供給綜合監(jiān)管平臺(tái)，數(shù)據(jù)變化跟蹤示意圖如圖8所示。

圖8 數(shù)據(jù)變化跟蹤

3.5 多維、即席分析技術(shù)

利用商業(yè)智能分析手段，對(duì)土地礦產(chǎn)等監(jiān)管信息不同維度的即席分析，可以分析結(jié)果中實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的數(shù)據(jù)展示。

多維分析的技術(shù)核心是“維”這個(gè)概念，“維”是一種高層次的類型劃分，指的是觀察數(shù)據(jù)的角度，如土地、礦產(chǎn)的時(shí)間、區(qū)域等。多維分析通過把一個(gè)實(shí)體的多項(xiàng)重要的屬性定義為多個(gè)“維”，使用戶能對(duì)不同“維”上的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，便于分析人員、管理人員或執(zhí)行人員能夠從多角度對(duì)信息進(jìn)行快速、一致、交互的存取，從而獲得對(duì)數(shù)據(jù)更深入的了解，最終滿足決策支持需求或多維環(huán)境下特定的查詢和報(bào)表需求。

此外，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，用戶可以從系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)的多種屬性，如土地等級(jí)、地價(jià)、用地類型、使用年限、行政區(qū)等，進(jìn)而為專題研究的多維度數(shù)據(jù)展示提供高效的數(shù)據(jù)支持。

3.6 BI 與GIS 的接合技術(shù)

BI 即商業(yè)智能，是通過大量的數(shù)據(jù)獲取與信息集成來為企業(yè)提供決策支持的技術(shù)。BI 系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)查詢與分析優(yōu)勢(shì)，而如何將其與GIS 系統(tǒng)的空間可視化和空間分析優(yōu)勢(shì)相融合，是目前很多研發(fā)團(tuán)隊(duì)的研究重點(diǎn)。通過對(duì)核心的綜合監(jiān)管BI 數(shù)據(jù)的可視化分析，用戶能夠很直觀地展示各類土地資源、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)分布情況和各業(yè)務(wù)間相互關(guān)系，從而提供項(xiàng)目的決策支持。BI 與GIS 的融合，使得用地審批情況、供地信息、礦產(chǎn)數(shù)據(jù)等綜合監(jiān)管BI 數(shù)據(jù)不再是生硬的圖表和數(shù)字，它可將上述數(shù)據(jù)包含的空間信息轉(zhuǎn)換成為地圖或地理分布，為用戶提供可視化的參考基準(zhǔn)。

4 結(jié)語

國土“一張圖”是以一張底圖為基礎(chǔ)，涵蓋國土空間規(guī)劃“五級(jí)三類”規(guī)劃體系成果，為統(tǒng)一國土空間用途管制、實(shí)施建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃許可、強(qiáng)化規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督提供依據(jù)和支撐。某省國土資源綜合監(jiān)管平臺(tái)已經(jīng)通過了某省國土資源信息中心組織的項(xiàng)目竣工驗(yàn)收，并且在某省國土資源形勢(shì)分析、研判和制定、實(shí)施宏觀調(diào)控過程中提供了有效的決策支撐。同時(shí)，該研究成果也被其他省市縣多家政府部門作為國土“一張圖”綜合監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)的參考依據(jù)。