福州市时空信息公共服务平台之空间信息服务支撑分系统的设计与实现

张红军

(南京市测绘勘察研究院股份有限公司，江苏 南京 210019)

0 引 言

地理信息公共平台服务是以基础地理空间信息资源为基础，以地理空间框架数据为核心，利用现代信息服务技术，建立一个面向政府、公众和行业用户的、开放式的信息服务平台，以便对各种分布式的、异构的地理信息资源进行一体化组织与管理，在多重网络环境下实现各种信息资源的整合与共享，实现各类信息(空间或非空间)网络化服务。构建地理信息公共服务平台，对促进城市信息化的建设和经济的可持续发展有重要意义。

2016年7月，《福州市新型智慧城市标杆市顶层设计》(以下简称《顶层设计》)通过专家评审。《顶层设计》的精髓，一是数据的接入，二是城市大数据中心的建立和城市运营管理中心的建立。而福州市时空信息公共服务平台项目，也正是在这样的背景下提出的。本文阐述了福州市时空信息公共服务平台项目的设计与实现。

1 系统设计思路

1.1 总体设计

根据福州市时空信息公共服务平台的建设目标和建设内容，平台的总体框架设计如图1所示，主要包括了基础设施层、数据资源层、平台服务层、服务支撑层和智慧应用层等五个层次。

(1)基础设施层

基础设施层指计算机硬件支撑中心，解决政府信息资源的硬件支撑问题，主要由硬件集群、网络集群、系统软件以及OS等构成，为各项数据承载和应用服务提供基础的软硬件资源。

(2)数据资源层

数据资源层是城市的数据资源池，解决政府信息资源的更新完善和信息来源问题。包括空间信息数据库、动态信息数据库和公共信息数据库的更新完善、数据迁移、数据汇交、数据整合、数据管理以及相关数据服务，提供实时的城市时空信息数据。

(3)平台服务层

平台服务层部署城市信息基础支撑平台相关内容的各种环境，包括引擎集、基础支撑组件和应用服务组件。其中，引擎集包括目录服务引擎、数据交换引擎、表单引擎、三维引擎等；基础组件包括接入网关超融合基础架构、前置数据网关、统一认证及审计、数据仿真等；应用组件包括单点登录服务、访问控制服务、组织模型服务、日志服务等。

(4)服务支撑层

服务支撑层包括三类服务支撑系统，解决政府信息资源应用支撑问题。三类服务支撑系统是空间信息服务支撑分系统、动态信息服务支撑分系统和公共信息服务支撑分系统。

(5)智慧应用层

智慧应用层包括七个专题服务示范，解决政府信息资源的信息应用问题。七个专题服务示范主要包括智慧交通专题服务示范、网格化管理专题服务示范、车辆管理专题服务示范、流动人群分析、环境污染影响分析、楼宇经济精细化管理主题、就业状况分析等专题服务示范。

1.2 功能设计

系统为C/S和B/S混合架构，基于.NET和VUE.JS技术体系，数据库采用Oracle 11g版本，基础GIS软件采用ESRI ArcGIS 10.4。福州市时空信息公共服务平台之空间信息服务支撑分系统包括平台门户子系统、服务目录子系统、服务监控子系统和数据入库子系统四大系统，各子系统功能组件图如图1所示：

图1 空间信息服务支撑分系统各子系统功能组件设计图

(1) 平台门户子系统

门户子系统包括门户首页、数据资源、开发中心、个人中心、应用展示等模块。

(2) 服务目录子系统

服务目录子系统包括服务注册、服务更新、服务申请、服务审批、资源查询、服务资源目录、资源详情等模块。

(3) 服务监控子系统

服务监控子系统提供服务监测功能，包括任务管理、服务管理、使用信息、服务鉴权、目录管理、应用对接管理、资源统计等模块。

(4) 数据入库子系统

数据入库子系统实现对综合数据的入库、更新管理，更新日志的查询，图层控制等功能模块。

2 系统关键技术

2.1 基于SOA的Service GIS构建地理信息服务平台

系统软件架构采用面向服务的软件架构(Service-Oriented Architecture),即SOA。它将应用程序的不同功能单元(称为服务)通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。

2.2 信息资源规划(IRP)技术

信息资源规划是指对管理所需要的信息，全面系统的做好从采集、处理、传输到使用的规划。可以通过信息资源规划梳理业务流程、明确信息需求、建立信息标准和信息系统模型，再用这些标准和模型来衡量现有的信息系统及各种应用，符合要求的将继承并加以整合，不符合要求的将进行改造优化或重新开发，从而稳步推进信息化建设。

2.3 内存数据库技术

福州市时空信息公共服务平台中需要频繁的记录和查询系统日志，对于数据库的实时性有较高的要求，因此我们采用了H2数据库的内存版来解决此问题。H2数据库是一个开源的关系型数据库，是一个嵌入式数据库引擎，采用java语言编写，不受平台的限制，同时H2提供了一个十分方便的web控制台用于操作和管理数据库内容。它还提供兼容模式，可以兼容一些主流的数据库，提供JDBC、ODBC访问接口。H2数据库有较好的兼容性，支持相当标准的sql标准，支持集群。

2.4 基于分布式网络GIS服务技术

福州市时空信息公共服务平台，要处理大量的信息数据，受到网络的传输协议、实时访问量、带宽占用等约束，如何将用户请求和结果数据有效地传输，成为影响系统性能的重要因素。福州市时空信息公共服务平台依托大型的智慧城市信息基础支撑平台构建的分布式WebGIS服务平台，不仅具备空间数据操作、发布功能，而且还具备处理大量用户的并发访问的能力，确保系统响应的速度和对服务器资源的最少占用，保证服务工作顺利开展。

2.5 在线分析处理与数字仪表盘技术

项目采用多维数据库(Multi Dimensional Database，MDD)、在线分析处理(OLAP)以及数字“仪表盘”等技术，实现城市时空信息资源总量、结构、布局、分布、时序、趋势等综合统计分析，实现基于时空信息的数据挖掘，为领导宏观决策提供了科学的分析依据。

3 系统实现

3.1 平台门户子系统

门户子系统是对用户在线提供空间信息资源及空间服务的入口，用户通过时空信息基础支撑平台的单点登录就可以访问平台门户系统；门户系统是数字办或委办局各类数据资源、各种应用系统的集中展示中心。实现一站式服务，同时向政府、企事业单位提供全方位、不同层次的政务空间信息和公共空间信息服务。

3.2 服务目录子系统

服务目录管理子系统为分系统的各类数据服务提供统一的管理界面，包括平台服务资源的检索查看、服务的申请与注册、服务审批等功能，保证用户能实现对空间信息的在线获取与应用。

3.3 服务监控子系统

服务监控子系统提供服务监测功能，使管理员能够查看服务使用情况、服务资源统计情况、平台运行状态等，发现问题或故障能及时报警，确保服务、数据库、网络环境正常、安全运行，保障平台安全、稳定、高效的运行。

图2 服务监控子系统主界面

3.4 数据入库子系统

空间信息服务支撑分系统所管理的数据包括基础空间信息数据、地下管线数据、地表部件数据、地下空间数据、地质环境数据等数据。空间信息服务支撑分系统所应用管理的数据类型众多、格式复杂、时间特征明显，需要通过数据入库子系统实现对数据的入库、更新管理，在利用好现势性数据的同时确保历史数据的完整性。

4 结 语

福州市时空信息公共服务平台之空间信息服务支撑分系统采用集中式数据管理，以网络化的地图与地理信息服务为表现形式，采用了面向服务的体系结构、信息资源规划技术、内存数据库技术、基于分布式的网络GIS服务技术等信息化技术。将城市信息资源池的多种基础地理信息数据以 WMS、WFS等形式发布，实现空间数据共享、权限控制、空间数据发布及服务监控等功能，从而促进各部门空间地理信息的共享和广泛应用，为各行业的应用提供权威的、精确的、现势性较好的地理空间数据,为接入平台的各个系统提供专题数据服务.同时，以城市信息基础支撑平台为主要开发与应用平台，为开展后期的智慧应用提供了基础。

福州市时空信息公共服务平台之空间信息服务支撑分系统还产生巨大的社会效益，提升城市形象，加快城市信息化建设，提高政府宏观决策能力，减少相关决策失误或调控措施出台滞后而引起的损失，保证城市可持续发展。