综合交通地理信息共享平台设计探讨

肖亮亮　王长海

摘要：文章针对当前交通运输行业地理信息资源共享难的问题，提出了一种综合交通地理信息共享平台的设计方案，介绍了平台建设的总体思路和框架，说明了综合交通地理信息数据库建设的思路和方法，阐述了数据共享方式和平台服务、监管模式，为综合交通地理信息共享平台的建设提供一种可行的解决方案。平台的建成促进了综合交通地理信息的共享与协同应用，提升了行业的地理信息应用水平，获得了良好的应用效果。

关键词：综合交通;地理信息;信息共享;平台设计

中国分类号：U495文献标识码：A

0 引言

地理空间数据是用于描述位置和空间要素属性的数据[1]。例如，为了描述一条高速公路，需要了解它所在的位置以及编号、名称、限速等特征信息，最终可表达为公路地理空间数据。地理空间数据作为交通运输行业重要的信息资源，随着交通信息化技术的成熟和应用的不断深入，得到了广泛的关注与应用，在社会治理、行业管理以及公众出行等方面发挥了巨大作用。

由于缺乏统筹规划、顶层设计，当前交通运输行业普遍存在数据零散分布、格式多样、共享困难，交通地理信息系统重复建设、协同困难等问题[2]。因此，通过建立综合交通地理信息共享平台，可实现交通地理空间数据和业务数据的融合，推进交通地理信息的共享交换与业务的协同应用，提高交通运输行业的地理信息应用水平和能力。本文提出一种综合交通地理信息共享平台的设计方案，介绍了平台技术架构、数据及服务规范、数据共享及管理模式、平台监管方式等方面内容。平台在统一标准规范的指导下，整合、规范交通地理信息资源，建设交通地理信息数据中心，实现资源共享，避免数据工程、应用系统的重复建设，为社会公众和交通管理部门提供地理信息共享和应用服务。

1 平台总体设计

1.1 平台建设原则

平台建设的价值，在于为交通运输行业管理部门和社会公众提供准确、及时、全面的地理信息服务。建立一个内容丰富、安全高效、动态更新的交通地理信息数据中心，是平台成功与否的关键，因此，平台的建设应以交通地理信息数据中心为核心。

平台应以服务共享交换为宗旨，通过为平台用户提供符合OGC标准的各种地理信息数据服务，满足交通管理部门等不同用户的数据共享交换需求。此外，平台还应提供统一的接口、功能等服务，以便基于平台快速定制业务应用，为交通地理信息应用的扩展提供支撑，实现应用、功能共享。

平台应充分考虑可扩展性和开放性。通过提供统一接口，将外部资源接入平台中进行交互共享，不断汇聚到平台的资源又可以为更多的用户提供服务。通过一种开放、共享的模式，促使平台不断完善和自我优化，保证平台的生命力。

1.2 平臺总体架构

平台充分利用互联网、GIS等技术，整合交通基础设施、综合业务管理、社会经济等多源数据，建设交通地理空间数据库及综合交通地理信息共享平台。利用GIS的可视化、空间分析等能力，促进交通地理信息的共享与应用，为交通行业规划、养护、应急等综合业务管理提供“一站式”数据支撑和服务。系统的总体框架如图1所示。

根据地理信息平台及交通运输行业特点，平台的总体架构可设计为五个层次，分别描述如下：

（1）基础设施层。基础设施提供平台运行所需的操作系统（OS）、企业级数据库管理系统（DBMS）等系统运行所必需的软、硬件环境。该层通过将存储、网络、计算等资源进行虚拟化，实现资源灵活、动态分配，提高资源利用率，保证平台稳定运行。

（2）数据资源层。数据资源层是平台的核心，为平台提供时空数据资源支撑。通过汇聚各交通管理部门和单位的相关数据，在统一的数据标准和技术规范的约束下，对数据进行统一格式、一致性、空间化等处理入库后，构建综合交通时空数据中心。同时，平台还提供了一整套数据入库、更新和管理功能，实现数据快速入库，保证数据质量。根据交通运输行业的特点和业务需求，可将数据中心分为基础地理数据、交通运输现状数据、综合交通规划数据、交通运输业务数据、交通运输历史数据、多规融合数据和平台基础数据等几大类。

（3）技术服务层。技术服务层为上层架构提供数据、功能和应用服务的技术支撑，主要包括框架模型、中间件、工作流、GIS引擎、接口服务等软件或技术。通过技术服务层，实现地理信息共享交换能力，为各交通管理部门提供地理信息服务，包括数据管理与展示能力、平台与服务运维监管能力、地理信息分析服务能力等。

（4）智慧应用层。在统一集成框架之上搭建智慧应用层，开发包括平台门户系统、数据管理系统等在内的应用系统，通过“一站式”门户系统（Portal）支持平台地理信息服务的共享交换。同时提供开放接口，支持外部应用系统的接入以及快速开发新应用。

（5）行业用户层。通过实现系统功能、服务资源权限的精细化控制，根据不同的用户提供不同的系统功能和服务资源权限。

1.3 平台功能设计

平台融合了B/S架构与C/S架构。时空信息数据管理系统采用C/S架构;门户系统、在线地图系统、运维管理系统、业务应用支撑系统采用B/S架构。平台总体功能设计如图2所示。

（1）时空信息数据管理系统。基于C/S模式，系统实现数据入库、更新、管理等功能，在数据规范的约束下，有效保证了入库数据的质量。

（2）运维管理系统。主要负责服务资源及平台运行情况的监控和管理，包括平台运行情况、服务访问情况监控和统计、服务资源配置、用户管理和应用管理、日志采集等功能。通过系统可以方便、及时地了解平台和服务资源情况，保障平台稳定、高效运行。

（3）在线地图系统。该系统是平台数据资源的可视化展示及分析的载体，支持二维地图的展示、查询及分析功能。

（4）门户系统。门户系统主要实现了平台服务资源的浏览、查询、申请、发布等功能。用户可以查看平台资源，同时可以发布自有资源，待审批通过后可在门户系统中展示并供其他用户调用，以此实现资源交换共享。系统还提供了开发API供用户调用，快速开发应用系统。

（5）业务应用支撑系统。主要用于辅助综合交通业务管理，通过实现表单定制、业务规则库管理、创建工作流、执行工作流、运行监控管理等功能，实现工作业务流程的自动化处理。

2 标准体系建设

由于需求与技术等方面的差异，地理信息服务也存在技术架构不统一、无法协同共享等问题，因此统一的地理信息共享标准化体系建设显得尤为重要[3]。此外，实现海量多源、异构地理信息的共享交换，根本办法是使数据具有互操作的能力[4]。参照已有相关标准规范，制定适用于综合交通地理信息共享平台的标准规范体系，从数据、接口及平台建设管理等方面进行全面规范，提高数据质量，保障平台稳定、高效运行，促进交通地理信息共享共用。

（1）数据资源类规范。从数据生产及数据管理两方面进行规范，保证数据的统一和质量。规范数据生产主要是规范综合交通地理信息的数据格式、空间参考、分层、属性结构、元数据等方面的内容。规范数据管理则是规定存储组织结构，数据库建设和要素集、图层命名规则等。所有汇聚到平台的数据按照规范进行处理和入库管理，一方面避免了因数据生产、管理人员不一致导致数据标准不统一，另一方面数据质量的提升保证了服务质量。

（2）服务类规范。包括资源发布、数据分发、接口服务等规范。平台通过接口与外部系统的资源进行交互，其关键问题是实现平台统一、接口规范，从而实现数据与服务资源的共享交换。数据资源的共享交换通过地图服务接口方式进行，采用符合OGC标准的WMS、WMTS等服务标准进行交换共享。资源发布规范对资源的目录编制、信息安全等进行规范，数据分发规范对数据分发的权限、内容和方式等进行规定。

（3）建设管理类规范。主要对平台运行服务、日常运维和安全管理、系统接入内容等进行规范。通过规范平台运行管理，保障平台安全、稳定、可靠运行，保证服务效果。

3 数据共享模式

地理信息数据共享的方式有两种，一种是通过直接访问的模式实现共享，另一种是基于通用的接口访问模式实现共享[5]。直接访问模式是指对数据库中的地理信息数据的直接访问，它需要了解被访问数据的数据格式。基于通用接口的共享模式是利用网络和接口实现数据共享，在保证了数据安全可控的同时也具备了跨平台的能力。针对平台用户的网络环境及需求特点，平台提供了多层次的数据共享模式。以下对平台的数据共享模式进行介绍。

平台的数据共享模式大致可以分为三个层次（如图3所示），分别是数据库共享、接口服务共享和应用共享。

（1）数据库共享。对于与平台部署于同一个局域网环境下的交通业务应用系统，其可获得最直接的共享方式，即数据库共享。数据库共享是指具有权限的各交通业务应用系统或用户直接访问空间数据库，从数据库中获取需要的数据，实现数据共享。

（2）接口服务共享。地理信息数据以接口服务的形式在平台中发布，并通过门户系统进行展示。通过浏览门户系统查找所需数据，并申请调用，在数据所有者和平台管理员审批后可获取数据的调用接口。此外，平台用户可以将自有数据通过门户系统在平台中进行发布，审批过后可在门户系统中进行展示，供其他用户调用，实现数据的共享交换。

（3）应用共享。除数据本身之外，用戶可能还需要对地理信息分析等功能。因此，快速搭建应用系统，集成各类相关数据及功能，可以实现应用共享。通过应用共享，用户可以快速利用数据进行简单的分析，满足轻量级的业务应用需求。在线地图系统即是实现应用共享的一种方式，通过在系统中集成平台的各类数据及空间查询、分析、标绘等功能，实现地理信息数据和功能共享。

4 平台监控管理

高效的运维是平台持续安全、稳定运行的基础，因此，建立完善的运维支撑体系对于及时发现平台问题，优化平台运行效率是至关重要的[6]。运维管理系统对平台的服务资源运行情况进行监控，并记录平台操作资源访问日志，帮助系统管理员实时监控和管理平台运行状态。系统的主要功能及框架图如图4所示。

4.1 平台监控

主要包括服务响应时间、服务运行检测、用户流量监测、应用流量监测及统计等。通过平台监控，可以及时了解服务资源的运行及调用情况，当发生响应异常和访问流量异常时，可以快速定位问题并及时处置。

4.2 平台巡检

系统定时对平台的服务资源运行情况进行全面扫描，确定服务运行是否正常。如发现问题，系统除记录异常信息外，还将以短信或邮件形式向系统管理员发送异常信息。

4.3 日志管理

主要包括用户访问日志、系统操作日志、系统异常日志等，全方位监控平台及服务资源情况。

4.4 服务授权

用户通过门户系统申请调用资源，管理员进行审批授权。同时，管理员可以对所授权服务资源的调用频率、调用IP等进行配置，保证平台提供最优的服务。

4.5 资源目录管理

根据综合交通运输行业特点，对平台所有服务资源进行分类目录管理及权限配置，并且可以针对不同角色用户需求配置个性化目录，在门户系统、在线地图系统中进行展示。

4.6 服务资源管理

可实现对平台服务资源的精细化配置和管理，包括服务的发布、修改、新增、删除和查询等，并且支持对图层及其属性字段的管理。

4.7 用户中心

对平台的组织机构、角色和用户进行管理以及查看待办、已办事项等。

4.8 应用中心

可将外部应用系统在平台中注册，为其授权服务资源调用权限，并通过IP对服务访问权限进行控制。与为个人用户授权服务不同，可以为应用系统批量授权服务访问权限。

5 结语

本文提出了一种综合交通地理信息共享平台的总体架构，具体描述了平台的设计框架、功能设计、标准体系、数据共享模式及运维管理等内容。平台的应用可以大大提高交通地理信息共享水平，有效降低“信息孤岛”和“烟囱式”系统建设，节约信息化系统和数据工程等建设费用。平台对交通运输行业高效、安全地管理地理信息进行了积极的探索，提供了有效的途径，对提升业务管理效率、科学决策管理水平，便捷公众出行和创新社会治理，具有重要意义。

同时，随着数据不断汇聚，以及交通运输行业管理提效升级带来的各方面对数据共享需求的不断增长，还需要不断建立健全交通地理信息标准体系，研究大数据、物联网等技术与交通地理信息技术的融合，探索更安全便捷、更多方式的数据共享模式和方法。

参考文献：

[1]陈健飞（译）.地理信息系统导论（第8版）[M].北京：科学出版社，2015.

[2]王 翔.省级交通地理信息共享平台的建设[D].长春：吉林大学，2016.

[3]李 华，孟宪素，翟 刚，等.基于国土资源“一张图”的综合监管与共享服务平台建设研究[J].国土资源信息化，2011（4）：27-31.

[4]龚健雅，高文秀.地理信息共享与互操作技术及标准[J].地理信息世界，2006（3）：20-29.

[5]龚健雅，贾文珏，陈玉敏，等.从平台GIS到跨平台互操作GIS的发展[J].武汉大学学报（信息科学版），2004，29（11）：985-989.

[6]朱建广.政务地理信息资源共享平台的建设与应用[D].青岛：中国海洋大学，2015.