基于Portal的地理信息门户发展与应用

奚 萌 刘 洋 姜晓爽 杨 超

（1.山东正元数字城市建设有限公司，山东 烟台264670；2.易智瑞（中国）信息技术有限公司，北京100028；3.中国人民大学公共管理学院，北京100872）

1 引言

当前是一个社会快速发展和科学日益革新的时代，数据和信息的获取能力、速度和总量得到了空前的提高和巨大的飞跃。为了能科学、高效地存储、管理、检索、操作、分析和应用这些数据和信息，社会各个部门依据自身的需求发展了诸多的信息系统、业务平台和服务窗口。一直以来，这些系统极大地促进了社会各部门的进步与发展并在日常生活中发挥着重要的作用。然而，伴随着经济、社会全球化的发展和互联网、物联网、信息技术时代的到来，社会各部门已有与将要建设的系统平台的不足将越发突显。社会各部门对已有系统平台的相互访问、操作、数据与信息共享的需求愈加强烈，但已有的系统平台在建设之初存在很大差异，人们不得不登录不同的系统来获取所需的信息。而新建设的系统平台也难免会出现不兼容和系统功能重复等问题，最终造成信息孤岛与系统臃肿，严重制约了基础设施信息化建设和社会发展进程。

约85%的信息与地理空间位置相关，地理空间信息是社会发展的最基础信息之一，其重要性体现在日常生活的各个方面，普通人群对其需要也日益强烈。然而，对于拥有地理数据、信息的政府、企业、科研单位等的少数主要部门，其所有的数据和信息几乎也是相互孤立的。即便对于单一部门，因其内部存在不同的系统、平台和服务，数据和信息的共享程度依然非常有限。

为了满足数据共享和信息传递的需求，可由两个方向入手。一种方式是建设一个统一的系统平台替换已有的应用，但这一设想是不切实际的；另一种方式是提供一个科学高效的信息门户，整合需要系统业务到一起，最大程度上实现数据和信息的共享。Portal技术提供了一种高级别的集成环境，能有效地改善这些情况。本文正是以此为出发点，研究了基于Portal的地理信息门户发展与应用，以期推动地理信息产业的持续进步。

2 Portal理论技术基础

2.1 Portal概述

Portal一词首次出现在Merrill Lynch 1998年的一份报告中。企业信息门户是一个个性化的信息窗口，可以高效地整合企业内部资源和外部信息，从而为企业战略发展提供发展科学依据和决策支持［1］。此后，Portal出现了很多表达。包括：高度集成化的桌面环境；集中的商业环境、电子市场；信息社区等。可统称为一种高级别的集成环境。

Portal指的是基于Web的应用程序，一般包括单一登录、提供个性化设置、提供持续的服务、信息安全保障、可以整合不同来源信息资源等功能，并能将这些功能和信息呈现在网络平台上［2］。平台能依据相关使用人员的权限级别做出最恰当有效的响应，使之高效地获得对应的信息。Portal注重各部分衔接和整体效率，坚持用户中心原则，通过各个部分的统一集成界面实现信息的整体化访问、无缝传递、跨总部门工作的高级别集成环境［3］。

Portlet是一种基于 Web组件的Java技术，通过Portlet Container进行管理［4］。作为Portal的界面可视化组件，Portlet处理请求并动态返回结果。一方面，Portlet遵循 MVC原则设计，是完整的应用程序，可以由一个或多个Portlet复合构成。Portlet一般是一个Java类并且与平台无关，编译后可以动态加载在 Web服务器上运行。Portlet都是完全相互独立的，因其开发、部署、管理和显示不受其他Portlet的影响，所以其功能也是独立的［5］。借助Portlet这种独立性与功能性，Portal的使用人中能够方便实现个性化设置，充分提高信息检索与操作的效率。另一方面，Portlet是使用人员Portal页面中可见的活动组件，每个Portlet占据Portal窗口的一部分并能根据需要显示特定信息［6］。但是，Portlet不能独立存在，它必须在Portal的基本架构上检索使用人员的信息、响应窗口和操作事件并与其他Portlet进行通信互动。

2.2 Portal的关键技术

Portal不是单一的技术应用，而是一种服务、功能的复合系统。在分布式网络环境下，为不同的使用人员提供单一的入口访问，实现不同信息节点的高级别集成［7］。其主要技术特点包括以下几个方面。

单次登录，统一访问。所有使用人员可以经PC端、移动终端等不同设备登录，并且这其中不会有任何差别；所有使用人员的用户信息只保存在身份认证中心，以身份认证中心为基础，各部分系统到认证中心验证用户登录信息登录之后，使用人员能够访问与其权限级别相对应的各部分所有结构化、非结构化资源、信息和服务。

提供个性化设置。使用人员可以根据自身喜好和需求决定网站的布局、内容、样式、控制图标、风格等。门户网页针对不同使用人员的个性化设置，帮助其创建方便的工作环境，进而帮助使用人员快速获取所需信息资源。这种个性化有利于提高使用人员的满意度、工作效率和数据信息资源的集成程度。

提供持续的服务。支持不同终端设备协同工作，使用人员可以随时随地获取服务。

信息安全保障。可以部属在使用单位的安全防火墙之后，也可以部署在私有的、托管给其他运行平台环境之中。

整合不同来源信息资源。Portlet是基于XML进行构建的。源于Web半结构化的标记语言XML（Extensible Markup Language）可以从根本上解决应用系统间信息交换的问题。XML将数据内容和其表达形式分离。结构和非结构化的各种数据源，统一用XML格式呈现给使用人员，最终实现了不同来源信息资源的完全整合。

3 Portal for ArcGIS平台

步入服务地理信息系统时代，地理信息共享多以网络为基础，通过地理信息服务的形式实现。随着国家空间基础设施的提出、建设和实施以来，目前许多地理信息资源存在于社会各个部门，但这些分布在空间以及网络上的各种服务资源未能够得到及时有效的集成和管理，进而造成了“我们被数据淹没，却仍找不到信息”的困境。为了更好地实现地理信息的GIS资源快速整合、GIS应用快速搭建、资源协同共享以及在线智能制图功能，基于Portal的地理信息门户应运而生。著名GIS厂商ESRI公司于2004年提出了GIS Portal的概念，几经发展，Portal for ArcGIS产品日臻成熟。

3.1 Portal for ArcGIS平台的内容

Portal for ArcGIS是一款私有的、可协同的地理空间内容管理系统。它集地图、程序、群组、服务以及资源于一身。它为组织机构提供了一个平台，组织人员按照不同分工，可以使用它进行资源的集中组织管理、并且在部门间实现资源灵活共享，通过web地图实现在一张图上的协同办公，进行资源的高效搜索，辅助领导科学决策。

可以说，Portal for ArcGIS开启了企业内部GIS应用的新模式，提供了一个直观的即用型工作空间。在不打破原有业务系统运行的情况下，它为企业提供了一个统一的多部门协同工作的平台，将全部的流通信息都整合在一个平台中。使用人员可以创建组并邀请组织内其他用户参与到兴趣相同的项目中来。组分为私有组或公共组，组成员可以迅速高效的与其他人员共享地图、数据以及其他信息，极大地方便了部门间进行协同工作，提高了工作效率。同时数据仍由本部门管理，所要做的只是简单的把专题结果以服务方式注册到Portal平台上再一键式的共享出去，分享范围以及分享方式都由本部门决定。Portal for ArcGIS同时是一个应用开发支撑平台，为使用人员提供了包括：即拿即用的地图服务与GIS工具服务；“一键式”在线创建 Web应用；丰富、强大、开放的APIs，能够构建各种应用程序并实现业务数据整合。

Portal for ArcGIS又是资源管理平台。提供了完善的资源管理方案。以便于使用人员管理组织内部庞大繁多的地理资源。使用人员可以将自己的成果按照不同分类保存进相应的目录当中，并能设定资源标签方便搜索和定位。

3.2 Portal for ArcGIS平台的功能

发布、管理及共享内容。使用人员可通过Portal for ArcGIS上传地图、服务和应用程序等多种形式的资源，包括地图服务、影像服务、要素服务、数据文件、移动工程、web map、application、KML服务、OGC服务等。

管理群组。Portal for ArcGIS支持以组的形式来组织、管理使用人员，方便使用人员对内容进行有效的分享和管理。管理人员既可以定向地邀请特定使用人员加入该组，也可以审批其他使用人员要求加入该组的请求。单个使用人员可以创建多个群组，也可以是多个群组的成员，加入别组的申请一旦被批准，就可使用该组成员共享的成果。使用在线资源时，可添加对资源的评论，给予评级。

定制组织主页。针对Portal for ArcGIS订阅账户，允许企业使用人员定制企业的主页，包括设置主页的界面风格，企业名称、描述、logo等基本信息，和内部分组设置，地图内容显示等动态内容的设置，还包括系统安全性条件等系统参数的设置，让企业可以快速定制出有自己独特风格的主页。

使用Web制图。作为Mashup技术在GIS方面的典型应用，用户可在Portal for ArcGIS上搜索、发布、叠加各类专题地图，使用ArcGIS Explorer Online或Arc GIS JavaScript Viewer浏览、切换底图，搜索其他网络共享资源进行专题图的叠加。特别在ArcGIS Explorer Online上还可进行地图的简单绘制、分析等。

托管服务。Portal for ArcGIS通过和组织中ArcGIS for Server的集成，为组织用户提供了服务托管的功能。由组织的管理员搭建好ArcGIS for Server并与Portal for ArcGIS集成后，用户就可以通过加载或者拖拽自己的地理数据至Portal for ArcGIS当中并直接发布为GIS服务，而且用户还能对这些服务进行管理和共享。

Portal for ArcGIS还实现了与Esri Map for Office的集成。Esri Map for Office是Esri为微软Office办公套件制作的一个专业地图制作插件，目前可以在Excel与Power Point中使用。通过这个插件，可以将Excel中包含地理信息的表格进行地理可视化，使数据能够在地理底图中标注出来并发布为GIS服务。而Power Point则能读取这些GIS服务，并在演示中使用。

ArcGIS Explorer Online是Portal for Arc-GIS的资源浏览器，也是一个运行在浏览器中的免费的应用程序，使用 Microsoft Silverlight构建，因此需要安装Microsoft Silverlight Runtime插件才能运行。使用ArcGIS Explorer Online，使用人员只要一个浏览器就可以高效地制作和展示地图，如打开地图添加用户关注的内容，实现在线导航，通过地图找到问题的答案，共享地图等等。使用人员还可以利用Portal for ArcGIS的资源，让公众和其它用户群组可以搜索和整合网络上的各类地图服务。

使用Portal for ArcGIS，可以对使用人员单位的地理信息资源进行管理；访问ArcGIS Online提供的地理底图、GIS工具和分析服务；在线创建地图、Web应用；可以在使用人员单位内外部，分享地图和 Web应用；将本地、现有的Arc-GIS for Server服务注册进来进行管理；基于群组实现日常工作的协同办公。

4 应用案例分析

以某省水利厅新的信息共享模式为例，介绍Portal for ArcGIS的行业应用。

当前，该部门有越来越多的水利信息需要进行协同管理、分析及共享。而传统的共享平台只是一个技术平台，系统的运行主要依赖管理人员。其他相关人员期望一个全新的工作模式，以实现现有水利信息共享方式的拓展和扩充。包括：系统内容是由各使用人员主导生成；实现“多对多”的联系形式，促进各方（人、部门）、人与部门之间的交换与协同；创新数据重组，丰富的水利应用成果。根据水利厅的期望和业务需求，基于Portal的水利平台的核心架构应该包括三大中心，分别是“资源中心”、“共享中心”和“应用中心”，如图1所示。

其中资源中心实现了四大基本功能。成果展示，方便在线浏览各来源水利资源和数据分析成果；托管服务，使业务操作更加简单方便，大大减少对系统管理人员的依赖，上传、发布可自助实现；管理操作，设置了组别权限，责任到人，资源信息不仅有安全保障而且能灵活共享、协同利用；存储检索，可快速存放、搜索水利相关的所有信息资源。

共享中心可以无缝集成所有水利信息资源，包括地理时空数据、文本、图片、声音、多媒体信息、应用程序、其他相关类型资源等，支持并发操作和多对多的共享交换模式。

应用中心包括四种基本应用。智能地图，实现了所见、所得、重组分析、保存共享的各个环节；行业支撑，提供了水利行业常见的信息访问途径-桌面、浏览器、移动终端等；基础模板，系统已存在大量案例模板，实现了零修改的快速应用和服务发布；办公集成，与常用办公软件如Excel、PPT集成，方便日常业务处理和分析。

随着Portal水利平台的投入使用，该信息中心有力地整合了各种水利地理信息，打破了原来各系统、流程和部门之间的障碍，参与其中的行业机构和人员都获益匪浅。这不仅使得共享和协同更加高效和实际，而且把水利地理信息转换成了产品，降低技术门槛，实现了随时、随地、不限终端设备的操作，扩展了行业应用和发展前景。

5 结论

地理信息产业是战略性新兴产业，在国家经济社会发展中的作用日益显现。尽管地理信息系统相关学科已取得了长足的进步，然而领域内外仍存在基础数据源获取能力不强，信息共享程度低，地理信息服务不能有效利用等问题。因此，构建一个地理信息数据获取、处理、共性技术开发共享服务和提供地理信息的平台迫在眉睫。基于Portal地理信息门户可有效解决当前社会各部门在空间数据共享和信息传递的过程中相关问题，促进了地理信息服务的发展。Portal for ArcGIS产品应运而生，并且其内容和功能日益完善、成熟，代表着当前地理信息服务的发展方向，为实现分布式的结构和非结构化地理空间信息资源的无缝高效集成、分析、应用、服务提供了范例和重要参考，推动地理信息产业的持续进步和发展。