多源异构GIS服务融合方法及其应用

林良彬，陈泽鹏，吴永静，方晓乐

（1.广东省国土资源技术中心，广东 广州 510075）

多源异构GIS服务融合方法及其应用

林良彬1，陈泽鹏1，吴永静1，方晓乐1

（1.广东省国土资源技术中心，广东 广州 510075）

针对异构多源GIS平台服务的深度融合问题，结合广东省的实际省情，提出了“集中注册-统一运维-全面监控”的异构服务协同管理机制，实现了广东省省市级GIS平台服务的互联互通，解决了省市级地理信息资源难以统筹利用的问题。

异构多源；地理信息平台；省市互联；广东

地理信息公共服务平台在地理信息空间框架数据基础上，以GIS为主要管理工具，以网络作为各种信息终端的底层支撑，为政府、企业和公众提供地理信息服务[1]。2012-09-10全国有270多个地级城市在开展数字城市建设，截至2015年初，发展到了330多个地级城市，“十二五”结束，我国全部地级市将建成数字城市。

基础地理信息服务平台作为“数字城市”建设的重要内容，目前已有大量的研究和建设成果[1-7]。平台通常采用面向服务架构（SoA）的理念与方法，通过基础地理信息服务将服务提供方、服务使用方和服务管理方有机联系并整合成为“公共服务平台”总体架构，从而实现基础地理信息资源与服务的管理调度及推送。广东省委省政府和相关管理部门都十分重视地理信息服务平台的应用，由广东省国土资源厅统筹规划并在全省范围内大力推进数字城市地理空间框架的建设与应用；与此同时，省级平台——广东省地理信息公共服务平台也全面开展实施[7]。

然而，随着国家、省、市甚至县级地理信息公共服务平台建设的推进，随之又出现了另外一种形式的“信息孤岛”，即各级平台如何互联互通的问题。在文献[8]中，国家“天地图”采用了多节点协同服务的架构，各级负责各自的地理信息服务和数据的建设更新，国家“天地图”管理者通过统一的控制体系对所有服务进行发现、状态检查、质量评价等。该方法通过oGC（open GIS consortium，开放地理空间信息联盟）标准的服务注册接入，实现了对国家、省、地市三级平台的使用与监测，维持各级的运行。但在该方法下，GIS的融合仍然不够深入，上级无法对下级进行控制，如在省级地图的7-17级，国家“天地图”和省级“天地图”只是可以切换调用。

在此背景下，本文针对多源异构GIS平台服务的深度融合问题，提出了“集中注册-统一运维-全面监控”的异构服务协同管理机制，并将其应用于广东省地理信息公共服务平台的建设中，实现了广东省省市级GIS平台服务的互联互通，解决了省市级地理信息资源难以统筹利用的问题。

1 广东省市级地理信息平台建设现状

1.1 省级平台建设

广东省地理信息公共服务平台原为珠江三角洲基础地理信息公共平台，是省政府贯彻落实《珠江三角洲改革发展规划纲要（2008-2020年）》的重大项目。2012年4月正式启动建设，平台数据的覆盖范围和成果服务对象从珠江三角洲9市扩大到全省范围，建设成果扩展成为广东省地理信息公共服务平台，2015年1月通过了专家验收后正式启动运行。广东省地理信息公共服务平台完成了全省基础地理数据库、政务版和公众版地理信息数据库与成果发布系统的建设，实现上与国家、下与21个市地理信息公共服务平台及地理信息数据库的互联互通，并向政府管理部门提供地理信息数据服务[4,9-10]。省级平台目前已向省公安厅、住房城乡建设厅、水利厅、应急办、气象局、粮食局、地震局、人力资源社会保障厅、文化厅、安全监管局、统计局等13个部门提供数据服务支持，并达成合作共享意向。

1.2 地市级平台建设

地市级地理信息平台建设是贯彻落实科学发展观、促进城市信息化的基础工作，是数字中国、数字省区地理空间框架建设的重要组成部分。广东省政府高度重视此项工作，立足于“加快转型升级、建设幸福广东”的目标，采取有效措施全面推进。2008年以来，经国家测绘地理信息局批准，广东省21个地级市先后列为国家数字城市地理空间框架建设试点或推广应用城市，是全国第一个全部立项并开展此项建设工作的省份[11-12]。广州、惠州、深圳先后被国家测绘地理信息局授予“全国数字城市建设示范市”称号。2013年4月，广东21个地级市全部完成数字城市建设任务，成为全国率先完成数字城市地理空间框架建设的省份。

1.3 存在的问题

由于建设时间不一致，省内地市级数字平台的建设并未采用统一的标准规范，使用的软件体系也各不相同，如GeoGlobe、NewMapGIS、ArcGIS和Skyline等，因此形成了众多互相隔离的信息孤岛，导致地理信息服务的用户范围狭窄，平台接口难以完全兼容，系统功能无法有效协同，成果利用效率低下，制约了地理信息服务的纵深突破与横向拓展；系统的重复建设还造成了社会资源的浪费。

2 多源异构GIS平台服务融合方法

在广东省地理信息公共服务平台的建设项目中，针对省内各地市异构多源GIS平台服务的深度融合问题，本文提出了“集中注册-统一运维-全面监控”的异构服务协同管理机制，突破了服务接口统一、数据模型转换、空间编码匹配、服务质量管控、服务检索和推荐等关键技术，实现了不同级别、不同架构GIS平台服务的互联互通，有效解决了地理信息资源难以统筹利用的问题。多源异构GIS平台服务融合的设计架构如图1所示。

图1 多源异构GIS平台服务融合架构

2.1 相关技术体系

1） B/S架构。采用Apache软件基金会的Tomcat作为方案实施中间件。

2） JSP和Servlet开发技术。支持灵活多变的JAVA程序，可扩展基于Http协议的Web服务端。

3） GIS服务接口整合技术。将异构GIS平台服务接口通过Servlet进行描述，在接收到某个服务的Http请求（Http Request）时，Servlet会调用对应服务接口程序进行Http响应（Http Response），从而实现对异构GIS服务的管理。

4）服务的统一注册运维。GIS服务提供方接入系统平台前需进行注册，把相关的GIS服务调用方式存入系统数据库中，以资源的方式管理服务信息，以便调用时进行查询。

5）服务的统一代理控制。代理控制通过反向代理机制为各种服务提供统一的代理出口，即设立一个方向代理服务器对GIS服务进行管理时，该服务器先对服务进行分析，获取服务信息，分析不同的服务使用方式，然后进行转发，同时针对服务的共性及特性对服务的使用权限进行控制。

6）服务的统一监控与统计。利用代理统一管理入口，加入服务统计与接口监控，实时记录服务请求的时间、响应次数及流量等信息，并以此分析服务的健康程度以及服务效率。

2.2 技术流程

1）集中注册。这是异构GIS服务融合的第一步，旨在集中组织GIS服务的相关信息。服务管理者对各地市异构GIS服务进行注册并接入系统平台，注册时注明服务方式（如oGC标准的WMTS、SkyLine的MPT服务等），填入服务的相关属性（如韶关市影像图、广东省地名地址服务等），服务流程如图2所示。这些填入的相关信息将被收集并存入异构GIS服务信息数据库中。地理信息服务平台通过这些信息将服务按专题或者类型进行归类并存入平台资源中心，用户可以根据自己的需求选择要调用的服务。

图2 多源异构GIS服务集中注册

2）统一运维。如图3所示，平台GIS服务管理员通过读取异构GIS服务信息数据库，使用关键字或名称链接，获取相关服务的地址、类型、范围等；通过服务类型，选择平台中集成的服务管理工具；通过服务地址接入管理工具实现对该地址的权限控制与代理转发等运维管理工作；最后将服务的管理信息写入与异构GIS服务信息数据库相关联的GIS服务发布信息数据库，从而支撑服务的监控。

3）全面监控。通过2）中的GIS服务发布信息库，获取GIS服务发布的代理地址，通过监听该定制对该服务的运行状态、流量、使用时间等进行监控。

图3 多源异构服务统一运维

4）总体流程。当服务使用者想使用某项GIS服务时，需要向平台发出申请，平台通过权限验证，确认申请有效后再批准。平台通过1）进行服务内容的解析，再通过2）生成一个GIS服务的链接地址推送给服务使用者。在服务被调用的过程中，通过统计与监控模块对服务进行监控。

3 省市应用

以广东省东莞市为例，数字东莞地理信息公共服务平台通过互联互通栏目（图4a）向省级注册平台申请地理信息服务。为了信息保密，服务会形成特定的订单号。广东省地理信息公共服务平台则对推送的服务进行审核（图4b），审核通过后，服务的信息将被录入异构GIS服务信息数据库。

图4 东莞市GIS服务接入

广东省地理信息公共服务平台接入东莞市所推送的服务（图5）后，广东省地理信息公共服务平台即可发布东莞市的相关服务。此外，通过后台整合的GIS管理工具，根据接入服务的类型，实现对接入服务的监控管理（图6），从而将广东省各地市的各类地理信息服务无缝地融入广东省地理信息公共服务平台中。

图5 广东省地理信息公共服务平台接入管理

图6 平台服务监控

4 结 语

本文描述了在广东省地理信息公共服务平台建设过程中，面对各地级市多源异构GIS平台服务的深度融合问题，结合广东省的实际省情，提出了“集中注册-统一运维-全面监控”的异构服务协同管理机制，实现了广东省省市级GIS平台服务的互联互通和有效管理。

广东省在2015年初编写了广东省数字县（区）地理空间框架建设方案，开发了平台的轻量化产品，并在此基础上模拟发布了地图数据，一些县区级节点的地理信息服务通过多源异构GIS平台服务融合方法已经初步实现了与省级平台的对接，全面建设省、市、县（区）地理信息公共服务平台的互联互通也将是2016～2017年的重要任务。

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P208

B

1672-4623（2016）08-0029-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.08.010

林良彬，高级工程师，主要从事数字城市地理空间框架、地理信息系统的研究工作。

2016-05-19。