湖北省地理信息檔案信息化管理總體框架設(shè)計(jì)

耿 晴

（1.湖北省測(cè)繪成果檔案館，湖北 武漢 430079）

測(cè)繪地理信息檔案是自然資源體系中一種應(yīng)用廣泛的專(zhuān)業(yè)檔案，是非常重要的數(shù)據(jù)資源[1]。隨著應(yīng)用需求多樣化的發(fā)展，對(duì)測(cè)繪地理信息檔案的處理、保管、使用等方面提出了更高的要求。因此對(duì)測(cè)繪地理信息檔案進(jìn)行信息化，實(shí)現(xiàn)信息化管理是新時(shí)代檔案工作發(fā)展轉(zhuǎn)型的必然趨勢(shì)[2]。測(cè)繪地理信息檔案的信息化，需要充分考慮到多個(gè)方面的因素，進(jìn)行綜合性的設(shè)計(jì)并開(kāi)展實(shí)際的信息化工作。在開(kāi)展測(cè)繪地理信息信息化工作時(shí)，除了計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用以外，還需要考慮管理模式、技術(shù)體系等[3-5]。為了響應(yīng)國(guó)家以信息化為核心推動(dòng)檔案管理轉(zhuǎn)型升級(jí)成為檔案事業(yè)發(fā)展重要走向的指導(dǎo)意見(jiàn)，充分適應(yīng)自然資源信息化建設(shè)中對(duì)測(cè)繪地理信息檔案管理的相關(guān)要求，湖北省在省級(jí)測(cè)繪成果檔案館現(xiàn)有館藏檔案資料和應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展湖北省測(cè)繪地理信息檔案信息化管理總體框架設(shè)計(jì)，旨在構(gòu)建省級(jí)測(cè)繪地理信息檔案的統(tǒng)籌管理與服務(wù)保障體系，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪地理信息檔案管理工作的規(guī)范化、精細(xì)化、高效化，同時(shí)為推進(jìn)省級(jí)自然資源數(shù)字檔案館建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

1 現(xiàn)有檔案管理中的問(wèn)題分析

在開(kāi)展測(cè)繪地理信息檔案信息化管理總體框架設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)現(xiàn)有檔案管理中的問(wèn)題進(jìn)行分析。現(xiàn)有研究表明，測(cè)繪地理信息檔案具有眾多的特點(diǎn)，包括數(shù)據(jù)來(lái)源多樣、覆蓋的時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)增長(zhǎng)速度快、數(shù)據(jù)量大等諸多屬性[6-8]。

1.1 檔案管理缺乏針對(duì)性標(biāo)準(zhǔn)

目前湖北省測(cè)繪地理信息檔案管理主要遵循國(guó)家或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但在實(shí)際工作中仍然存在部分標(biāo)準(zhǔn)只涉及測(cè)繪行業(yè)或檔案管理，沒(méi)有把二者有機(jī)結(jié)合，難以滿(mǎn)足數(shù)字測(cè)繪檔案實(shí)際管理需求；檔案管理中數(shù)據(jù)安全機(jī)制不夠健全，有風(fēng)險(xiǎn)隱患等問(wèn)題。

1.2 信息化建設(shè)缺乏頂層設(shè)計(jì)

雖然湖北省測(cè)繪成果檔案館在檔案數(shù)字化、檔案管理、分發(fā)服務(wù)等方面建設(shè)了相應(yīng)的信息化系統(tǒng)，但各系統(tǒng)均為獨(dú)立開(kāi)發(fā)，建設(shè)時(shí)期分散，技術(shù)路線不同，缺乏頂層統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，無(wú)法形成技術(shù)合力，存在資源浪費(fèi)和應(yīng)用繁瑣。

1.3 數(shù)據(jù)資源缺乏統(tǒng)籌

隨著數(shù)檔案字化整理工作的逐年開(kāi)展，湖北省測(cè)繪成果檔案館已初步實(shí)現(xiàn)地形圖和航攝像片的數(shù)字化整理以及部分模擬檔案著錄項(xiàng)數(shù)字化采集，積累了豐富的檔案數(shù)據(jù)資源，但這些數(shù)據(jù)資源處于分散管理狀態(tài)，不利于將數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)資產(chǎn)，沒(méi)有充分發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。

1.4 線下環(huán)節(jié)缺乏跟蹤

雖然已有檔案業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和成果分發(fā)系統(tǒng)一定程度上可以實(shí)現(xiàn)檔案接收、管理、利用、分發(fā)等業(yè)務(wù)的計(jì)算機(jī)辦理，但舊系統(tǒng)中大部分業(yè)務(wù)功能不健全，很多流程的辦理仍依靠人工操作，過(guò)程無(wú)法跟蹤，業(yè)務(wù)全生命周期管理無(wú)法實(shí)現(xiàn)，管理體系不夠規(guī)范。

1.5 用戶(hù)使用體驗(yàn)欠佳

已有檔案業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)在具體的功能設(shè)計(jì)上存在操作繁瑣、手工錄入工作量大、查詢(xún)方式不便捷、管理界面不夠友好、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出自動(dòng)化程度不高等問(wèn)題，用戶(hù)操作工作量大，效率不高，使用體驗(yàn)欠佳等問(wèn)題。

2 檔案信息化管理設(shè)計(jì)思路

2.1 借鑒“中臺(tái)”設(shè)計(jì)理念

數(shù)據(jù)管理和服務(wù)是檔案信息化管理的重要方面，也是對(duì)效率要求較高的部分[9]。湖北省測(cè)繪地理信息檔案信息化管理總體框架設(shè)計(jì)借鑒“中臺(tái)”設(shè)計(jì)理念。中臺(tái)是前臺(tái)與后臺(tái)之間的粘合劑，將后臺(tái)資源平滑的傳導(dǎo)給前臺(tái)最終用戶(hù)，敏捷快速地響應(yīng)最終用戶(hù)的業(yè)務(wù)需求，后臺(tái)的運(yùn)行效率將直接決定前臺(tái)的用戶(hù)體驗(yàn)。在檔案信息化管理總體框架設(shè)計(jì)中以檔案數(shù)據(jù)中心承擔(dān)數(shù)據(jù)中臺(tái)的角色，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、清洗、融合、分析，將檔案數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)資產(chǎn)和核心數(shù)據(jù)服務(wù)能力，為前臺(tái)基于數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新和基于業(yè)務(wù)中臺(tái)持續(xù)的數(shù)據(jù)的反饋演進(jìn)提供強(qiáng)大的支撐。

2.2 最大程度復(fù)用技術(shù)資產(chǎn)

一方面充分利用現(xiàn)有信息化成果開(kāi)展系統(tǒng)建設(shè)，優(yōu)先使用滿(mǎn)足建設(shè)要求的基礎(chǔ)軟硬件設(shè)施，適量根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行資源拓展；另一方面根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)共性功能聚合，將通用的核心服務(wù)能力下沉到總體框架支撐平臺(tái)，業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)依托總體框架支撐平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)、功能服務(wù)實(shí)現(xiàn)快速搭建，減少同質(zhì)性功能開(kāi)發(fā)。共享整合與集約建設(shè)規(guī)劃如表1所示。

表1 共享整合與集約建設(shè)規(guī)劃

2.3 采用在線、準(zhǔn)在線、離線“三線一體化”的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)存儲(chǔ)

湖北省測(cè)繪地理信息檔案信息化管理總體框架設(shè)計(jì)采用在線、準(zhǔn)在線、離線“三線一體化”的存儲(chǔ)解決策略，部署高端虛擬化存儲(chǔ)+中端存儲(chǔ)+磁帶庫(kù)的一體化存儲(chǔ)方案。這種“三線”存儲(chǔ)方案，可以通過(guò)元數(shù)據(jù)服務(wù)器訪問(wèn)后臺(tái)的存儲(chǔ)設(shè)備，SAN交換機(jī)、在線存儲(chǔ)系統(tǒng)、準(zhǔn)在線存儲(chǔ)系統(tǒng)和離線磁帶庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)提供在線、準(zhǔn)在線、離線的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)和數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)。通過(guò)對(duì)用戶(hù)不同的應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)存儲(chǔ)，最大化資源使用率，更充分發(fā)揮數(shù)據(jù)應(yīng)有的活性，帶給客戶(hù)更優(yōu)、更全、更高的價(jià)值和體驗(yàn)。

3 檔案信息化管理總體框架設(shè)計(jì)

3.1 總體架構(gòu)

湖北省測(cè)繪地理信息檔案信息化管理主要基于湖北省測(cè)繪成果檔案館實(shí)際情況，針對(duì)現(xiàn)有檔案管理中存在的問(wèn)題，結(jié)合業(yè)務(wù)、應(yīng)用和數(shù)據(jù)資產(chǎn)并從實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、實(shí)用性等方面綜合評(píng)估，基于OAIS參考模型的測(cè)繪檔案全生命周期，借鑒“中臺(tái)”設(shè)計(jì)理念，采用檔案版式結(jié)構(gòu)分析技術(shù)，引入微服務(wù)治理體系，充分應(yīng)用分布式海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，進(jìn)行碎片化知識(shí)抽取與知識(shí)庫(kù)構(gòu)建進(jìn)行設(shè)計(jì)，搭建系統(tǒng)總體框架。總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 湖北省測(cè)繪地理信息檔案信息化管理總體架構(gòu)

3.2 業(yè)務(wù)架構(gòu)

按照檔案信息資源管理的不同業(yè)務(wù)需求，參考OAIS功能模型，將測(cè)繪地理信息檔案業(yè)務(wù)劃分為檔案收集、檔案管理、檔案保存和檔案利用4個(gè)方面。

檔案收集是檔案數(shù)字化加工系統(tǒng)提供檔案數(shù)字化加工全過(guò)程的流程化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化管理，并通過(guò)測(cè)繪地理信息檔案業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)檔案數(shù)字化加工成果的收集。檔案管理主要有影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供海量、多源、異構(gòu)、多主題影像數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一綜合管理、訂購(gòu)、分發(fā)等功能，并與測(cè)繪地理信息檔案業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，同時(shí)定期向其匯交影像數(shù)據(jù)成果。檔案保存是基于測(cè)繪地理信息檔案業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)提供的檔案保存功能實(shí)現(xiàn)對(duì)檔案信息資源的長(zhǎng)期保存。此外，數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)系統(tǒng)提供海量數(shù)字檔案安全長(zhǎng)久保存過(guò)程中的數(shù)據(jù)管理、設(shè)備管理、介質(zhì)管理、預(yù)警管理等能力，進(jìn)一步保障檔案信息資源的安全存儲(chǔ)。檔案利用為測(cè)繪地理信息檔案業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)檔案利用中心模塊提供查閱、借閱服務(wù)，測(cè)繪成果分發(fā)管理系統(tǒng)提供測(cè)繪成果的在線查詢(xún)、分發(fā)等服務(wù)，滿(mǎn)足不同用戶(hù)的利用需求。系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 業(yè)務(wù)架構(gòu)

3.3 技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)采用前后端分離架構(gòu)，便于模塊級(jí)的部署和功能性的擴(kuò)展；前端采用Vue + HTML5 + CSS3 開(kāi)發(fā)，地圖引擎根據(jù)不同場(chǎng)景采用Mapbox 和Leaflet；服務(wù)層端基于Java 的SpringBoot 框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)，具備輕量級(jí)開(kāi)發(fā)特點(diǎn)和易擴(kuò)展的特性，并支持分布式部署；應(yīng)用部署采用Docker 和Kubernetes，用于構(gòu)建微服務(wù)底層容器化，Kubentes 負(fù)責(zé)對(duì)Docker 的調(diào)用和投遞Node 節(jié)點(diǎn)分配；GIS 服務(wù)采購(gòu)第三方的GIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，服務(wù)鑒權(quán)采用Nginx + Lua 實(shí)現(xiàn)；服務(wù)器內(nèi)部集成消息隊(duì)列和日志記錄的功能，便于維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；工具端數(shù)據(jù)讀寫(xiě)基于采購(gòu)的第三方GIS 引擎提供的API，頁(yè)面采用QT 或者wpf 開(kāi)發(fā)；空間數(shù)據(jù)庫(kù)采用PostgreSQL+PostGIS 或者Oracle Spati 實(shí)現(xiàn)，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL 進(jìn)行持久化存儲(chǔ)，同時(shí)基于Redis 實(shí)現(xiàn)緩存機(jī)制；操作系統(tǒng)工具端部署在Windows Server 下，應(yīng)用服務(wù)部署在CentOS。技術(shù)架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 技術(shù)架構(gòu)

3.4 數(shù)據(jù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)的主要來(lái)源包括：測(cè)繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位匯交數(shù)據(jù)、館藏模擬檔案數(shù)據(jù)以及館藏?cái)?shù)據(jù)檔案數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通過(guò)接收、整理和管理形成檔案數(shù)據(jù)中心。各類(lèi)數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)繪地理信息檔案信息化管理與分發(fā)系統(tǒng)面向館內(nèi)、外用戶(hù)提供使用。數(shù)據(jù)架構(gòu)如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)架構(gòu)

3.5 部署架構(gòu)

系統(tǒng)主要在2 個(gè)環(huán)境進(jìn)行部署，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分別為互聯(lián)網(wǎng)以及內(nèi)網(wǎng)，它們之間采用物理隔離。部署架構(gòu)如圖5所示。

圖5 部署架構(gòu)

4 結(jié) 語(yǔ)

湖北省測(cè)繪地理信息檔案信息化管理總體框架的設(shè)計(jì)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了湖北省測(cè)繪地理信息成果檔案在數(shù)據(jù)能力、技術(shù)能力、管理能力等多方面的沉淀、復(fù)用；湖北省測(cè)繪成果檔案館將在此總體框架下開(kāi)展相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的具體建設(shè)，成為未來(lái)3～5 a，檔案管理共享核心資源、定義業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、支持應(yīng)用開(kāi)發(fā)、構(gòu)建智慧檔案信息化生態(tài)體系的重要支撐。