数字西安地理信息公共服务平台的建设与应用

张周平，欧长红，马哲元

(1.西安市勘察测绘院，陕西 西安 710054； 2.北京超图软件股份有限公司，北京 100192；3.西安市工业与信息化委员会，陕西西安 710007)

数字西安地理信息公共服务平台的建设与应用

张周平1∗，欧长红2，马哲元3

(1.西安市勘察测绘院，陕西 西安 710054； 2.北京超图软件股份有限公司，北京 100192；3.西安市工业与信息化委员会，陕西西安 710007)

城市地理信息公共服务平台的建设对于整合城市地理空间数据资源、促进行业部门间数据交换与共享、推动城市信息化和数字城市的建设与发展具有十分重要的意义。本文介绍了基于Service GIS服务共享体系的数字西安地理信息公共服务平台的设计、实现、应用及建设与共享模式。

地理信息公共服务平台；共享交换服务模式；一体化服务体系；Service GIS

1 引 言

2006年国家测绘局正式启动数字城市地理空间框架建设试点工作，确立了“到2015年基本完成全国地级以上城市地理空间框架建设，使城市建设与管理的信息化水平得到明显提升，为城市政府科学决策提供可靠的地理信息保障”的建设目标。2008年，国家测绘局又提出了建设“全国地理信息公共服务平台”的宏大构想，并积极组织规划实施。西安市被国家测绘局列为全国首批数字城市地理空间框架建设与应用示范城市，由西安市人民政府、西安市勘察测绘院和国家测绘局、陕西省测绘局四方合作共建、成果共享。

数字西安地理信息公共服务平台的建设和应用，可以实现西安地理空间信息资源的有效管理和综合应用，使其成为城市自然、社会、经济的空间信息载体和城市各行业的空间信息基础设施，为城市规划、建设、管理与决策及社会各行业提供完善、优质和高效的地理空间数据服务；为城市的信息化建设、特别是为与地理信息相关的综合应用提供良好的基础和支持，避免在地理空间数据应用方面的重复建设，使政府各部门及各行各业共享空间数据，促进城市建设及其可持续发展。

数字西安地理信息公共服务平台是数字西安建设的重要组成部分，是政府认定的、全市统一的、具有权威性和规范性的空间基础框架设施和地理信息公共服务平台，为实现城市信息资源按照统一的地理空间位置的整合、共享和利用提供了数据框架和技术框架支撑，是经济社会发展的基础支撑平台。

2 平台建设与共享模式

数字西安地理信息公共服务平台由西安市人民政府、西安市勘察测绘院和国家测绘局、陕西省测绘局四方合作共建，项目建设由西安市政府委托西安市工业和信息化委员会负责牵头，下设专家组，具体实施单位有陕西省基础地理信息中心、西安市勘察测绘院和北京超图软件股份有限公司。国家测绘局负责项目技术指导支持和监督检查，陕西省基础地理信息中心负责提供 1∶1万、1∶5万等中小比例尺基础地理数据的生产与更新服务，西安市勘察测绘院负责提供1∶500、1∶1 000城市大比例尺基础数据以及高分辨率卫星影像的生产与更新服务，西安市工业与信息化委员会负责项目的组织实施、平台的推广应用以及标准法规政策体系的建立。

整个平台的数据资源来源于不同的单位，系统的运营维护不仅离不开不同数据提供单位的更新维护服务，还有地理编码、专题数据、三维数据等的补充完善，所以平台共享的设计原则是“资源互补、利益互保、平台共享、合作共赢”。资源互补是指陕西测绘局和西安市勘察测绘院各自发挥资源优势，应用层面的专题数据也是由各专业部门提供并负责更新维护，政府按计划分拨各类数据的更新维护费用；利益互保是数据提供单位提供的数据仍然受利益保护，原始数据不能够相互共享；平台共享是指各实施单位对项目最终的公共平台均可共享应用，即整合后的公共服务平台数据可以相互共享；合作共赢是实现公共服务平台“政府服务无偿化、企业服务市场化、社会服务经营化”的运营模式，实现利润的共创共赢。

3 平台定位与建设思路

3.1 平台的定位

数字西安地理信息公共服务平台，基于SuperMap Service GIS等技术，采用统一规范，整合和完善西安市现有地理信息资源，建成多尺度空间框架数据库；构建西安市统一的地理空间基础数据平台，并在此基础上，完成信息共享与管理服务平台以及地理信息共享与分发机制的建设。通过共享服务模式，为政府、公众和行业用户提供开放式、一体化的空间信息服务，解决公共地理空间数据重复建设、行业间数据不能交换共享等突出问题，为“数字西安”的有效运行提供基础数据管理和维护服务的技术支撑保障。

数字西安地理信息公共服务平台是西安市电子政务的有机组成部分，是西安市电子政务的基础空间框架。一方面，它可以为西安市电子政务应用提供空间定位服务和地理数据服务，另一方面通过空间核心要素可以建立和整合“四库”信息资源，并扩展到整个各种电子政务信息资源。

图1 平台的总体定位

3.2 平台建设思路

(1)采用统一标准规范

数字西安地理信息公共服务平台建设和应用采用统一的标准规范，编制适用于数字西安空间框架建设示范项目建设和应用的标准规范和共建共享和分发机制，为基础地理信息的有效共享与优质服务提供保障。

(2)地理编码与匹配技术，实现业务部门数据快速空间定位

通过地址编码技术，实现业务部门数据快速空间定位，实现基于统一空间坐标，整合各种信息资源，在市政府各部门分散的信息资源库之间建立有机联系，为各政府部门实现信息共享、交换和整合提供基础信息支撑。城市地址编码库是“数字西安”工程中的基础，地址编码数据库将为有关领导、部门对城市规划、建设、管理决策及城市应急指挥提供准确的空间位置信息服务支撑，满足公众日常出行对地址定位的需求。

(3)实现异构分布式数据的集成管理与交换共享，满足部门复杂网络环境下的交换共享需求

数字西安地理空间框架信息平台建设采用“中心交换、集中管理”、“数据集中、分布式相结合”和“混合交换”三种共享交换模式对外提供服务，通过对对象的一致性解释或描述，方便系统对数据的管理、维护、获取以及可视化表达，解决平台面临的多种格式、异构的矢量数据、图像数据、目录数据和元数据的集成共享的问题。

“中心交换、集中管理”管理模式。地理空间信息共享交换平台在数据中心的交换服务器上部署应用集成系统服务器端和交换适配器，作为各单位数据共享和交换的中心节点。各个业务系统前置机交换客户端部署适配器，形成星形连接，他们之间的数据格式转换以及数据传输是通过应用集成中间件和适配器来实现的。适配器包含应用集成客户端，涵盖异步通讯、可靠传输等功能。中心连接各个业务系统的交换客户端，远程集中配置、管理各个交换客户端，提高中心节点对子节点的管理和监控能力，便于统一的应用开发与信息挖掘。

“数据集中、分布相结合”的共享模式。各单位通过数据中心共享的数据资源，按照资源的密级划分为两类:基础信息类和业务信息类。基础信息类数据采用“数据集中”的方式提供共享应用；业务信息类采用“逻辑集中、物理分布”的方式提供共享应用。

“混合交换”的交换模式。系统建设采用的应用集成系统、应用适配器既可以独立使用，也可以组合使用，应用适配器支持Web Service，可以实现数据层交换，也可以实现应用层交换。

通过西安地理信息公共服务平台的示范性应用，通过数据共享交换机制保证了部门之间的数据共享、交换的畅通和安全。

(4)二维GIS与三维GIS一体化集成，实现二维、三维平台联动

基于SuperMap服务式GIS平台实现二维、三维一体化数据的集成、管理、应用及服务，可以表达地表起伏，实现全球尺度空间数据(影像、地形、矢量、模型)处理、本地/远程三维浏览、编辑、查询等操作，同时提供空间分析等较高级的三维GIS功能。传统二维GIS提供的空间分析、量算、属性查询、数据编辑等功能均可在三维场景中实现，实现二维、三维平台的综合联动，为平台提供更加丰富的信息展现和分析手段，辅助政府部门规划与科学决策。

(5)面向SOA的Service GIS服务共享，构建可扩展基础平台

Service GIS是一种基于面向服务软件工程方法的GIS技术体系，它支持按照一定规范把GIS的全部功能以服务的方式发布出来，可以跨平台、跨网络、跨语言地被多种客户端调用，并具备服务聚合能力以集成来自其他服务器发布的GIS服务。全面地支持SOA，通过对多种SOA实践标准与空间信息服务标准的支持，可以使平台灵活适应于各种SOA架构体系，与其他异构IT系统无缝集成，有助于平台应用开发人员快速构建业务应用系统。

数字西安地理信息公共服务平台全面支持互操作规范服务(WMS、WFS、WCS、GeoRss、KML)等服务，同时基于Service GIS服务聚合，实现分布式数据、功能和服务的集成、发布和共享。

4 平台设计、实现与应用

4.1 总体建设框架

西安市地理空间框架平台可概括为“1＋1＋1＋4”的体系结构。即建立1套标准规范与共享机制；建立1套地理信息数据库群；开发1套地理信息共享服务平台和4套应用示范系统(120急救指挥应用示范、环境保护应用示范、三维全景展示应用示范、公众应用示范)。

图2 数字西安建设总体结构

4.2 地理空间框架数据库群设计

数据库群主要包括多尺度空间框架数据库、部门专业数据库、共享数据库、三维全景数据库、发布数据库和元数据库等。

图3 数字西安地理空间框架数据群

4.3 平台子系统设计

(1)空间数据管理子系统设计

空间框架数据管理子系统除了存储管理核心的地理空间框架数据外，还有专题应用数据，而每一种数据又可以是多比例尺和多时态的数据。空间数据库管理子系统功能主要包括:用户认证模块、数据入库和更新模块、数据管理模块、元数据管理模块、历史数据版本管理模块、数据共享与交换模块、数据发布管理模块、系统管理模块等。

(2)空间信息共享交换子系统设计

空间信息共享交换子系统是地理空间框架信息平台的交换共享中心，政务专网中通过CA认证，单位和个人可以向信息中心提出业务申请(数据使用、应用功能、新建图形数据、图形数据更新及新建业务数据等的申请)。同时本系统提供目录管理功能，方便用户了解数据中心已有数据的整体情况:组成、内容、和数据结构等。

(3)地理空间信息服务子系统设计

地理空间信息服务子系统是数字西安地理信息公共服务平台建设的核心内容，通过信息服务接口子系统将常用的数据和功能以标准接口形式对外提供，方便各委办局已有应用系统的对接集成和快速搭建新的业务系统。服务接口包括安全认证服务、目录与元数据服务、公共地理要素服务、电子地图服务、地理编码服务、空间分析服务、共享专题服务等，同时提供接口范例来辅助应用。

(4)地理编码服务子系统设计

地址匹配主要由空间参照数据库、地址拆分及标准化、地址匹配规则配置及地址匹配四部分组成，其核心是地址匹配。地理编码服务子系统设计并实现单个地址匹配、批量地址匹配以及交互匹配等。通过地址匹配，可以建立空间信息和非空间信息的联系，实现非空间信息转化为空间信息。利用地址匹配，用户可以将带有地址信息的属性数据快速高效转换成空间数据，进行专题图层的制作，实现专题图层的多种GIS格式(如“Shp”)的存储，应用于不同的GIS应用系统。

4.4 平台功能实现与应用

数字西安地理信息公共服务平台的建设完成了空间数据管理系统、空间信息共享交换服务门户和运行维护子系统。

图4 平台数据管理

图5 平台服务门户

图6 平台资源浏览

图7 平台运行维护

同时基于平台开发建立了环境在线监测应用示范系统、120指挥服务应用示范系统、西安市公众地理信息服务示范应用系统、西安市三维全景展示服务示范应用系统，为西安市环境保护、120指挥、公众服务和规划决策、招商引资等提供了丰富的数据资源和技术支撑，方便相关部门业务工作的开展，提高了政府信息化水平和科学决策水平。

图8 基于平台的环境监测应用示范

图9 基于平台120急救指挥应用示范

图10 基于平台的三维全景展示应用示范

图11 基于平台的公众服务应用示范

5 总结与规划

通过数字西安地理信息公共服务平台的建设，建立了空间框架信息标准规范化体系，创建了数据共享交换服务机制，整合了现有地理信息资源，完成了城市地理空间框架数据库群建设，开发了基于SuperMap iServer的数字西安地理信息公共服务平台，并形成了基于平台的一体化地理空间应用服务体系。

但是，随着地理信息技术、计算机技术、数据库技术、物联网技术等的发展，结合西安市当前信息化进程的客观实际和西安市经济、社会的未来发展，数字西安地理信息公共服务平台也面临着诸多挑战:

(1)城市空间坐标基准的统一问题:由于历史原因，目前西安市规划、土地和房产三个部门使用着三个不同的坐标系统，部门之间进行空间数据共享交换时，须进行数据转换，不仅浪费资源，而且出现精度不一致等问题，这对公共平台的推广应用造成很大的瓶颈障碍。

(2)平台推广应用的权威性和规范性问题:目前行业应用仅涉及120指挥服务、环境保护等部门，虽然有市工业与信息化委员会的积极推广，但受各部门各行业自身信息化发展的基础、理念、经费等因素制约，应用前景非常广阔，但推广道路依然不很平坦。

(3)平台更新维护与运营机制的磨合问题:由于目前平台的应用还处于试运行阶段，整个平台的更新维护机制和共享分发服务机制还没有经过实实在在的实践检验，一些问题的出现也在所难免。

针对可能出现的问题，结合平台的发展趋势，下一步计划继续开展以下几方面的工作:

①不断更新完善地理空间信息模型:深入研究数字地理空间框架信息模型，结合技术和业务应用发展需要，在数字西安地理信息公共服务平台的功能和应用模式方面不断改进、完善和优化。

②逐步实现向三维地理信息公共平台的转变:数字地理空间框架未来发展趋势是从二维地理空间框架数据向多维、动态地理空间框架数据发展，加强对多维动态空间数据模型的理论研究和应用实验，以适应未来城市信息化对基础地理信息资源不断增长的需求。

③建立“在线式”动态数据更新体系:数字西安地理信息公共平台的数据来源于多个部门，数据的更新目前还采取离线式的拷贝方式，下一步计划建立一种“在线式”的动态的数据更新体系，实现更新内容自动侦测、更新数据自动提取、平台数据自动匹配等功能。

④建立“政府服务无偿化、企业服务市场化、社会服务经营化”的运营模式:要保持平台的生命力，必须积极探索并建立一种科学的、持续的、良性的运营机制，来保护实施单位的积极性，提高使用部门的满意度，增强行业部门使用的主动性。在科学运营机制的保障下，向陕西省其他地市进行推广应用，最终建成覆盖陕西全省的、无缝的数字陕西。

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[6]杨伯钢，冯学兵.城市地理空间框架建设技术体系研究.测绘科学，2007，32(1)

Construction and Application of Digital Xi′an Geographical Information Public Service Platform

Zhang ZhouPing1，Ou ChangHong2，Ma ZheYuan3
(1.Xi′an Geotechnical investigation＆Surveying Institue，Xi′an 710054，China； 2.Beijing SuperMap Software Co.，Ltd.Beijing 100192，China； 3.Xi′an Industry and Information Technology Committee，Xi′an 710007，China)

The construction of city geographic information public service platform is meaningful to merge city spatial data，and to promote data sharing and data interoperating between government departments，it also drive city informatization，the construction and development of digital city.This article tries to discuss the design，construction and application，still with the construction and sharing pattern of digital XIAN geographic information public service platform based on the service sharing system of Service GIS.

geographic information public service platform；sharing and exchanging service pattern；integrated service system；Service GIS

1672－8262(2010)05－22－06

P208

A

2010—09—08

张周平(1969—)，男，高级工程师，主要从事城市3S、城市测绘等技术工作。