基于GIS的综合保障指挥决策辅助信息系统设计研究

王珂玮，周凌宇，王 旭

（1.沈阳联勤保障中心综合保障团，辽宁 沈阳 110043；2. 96862部队，河南 洛阳 471003）

0 引言

基于地理信息平台（GIS）的综合保障指挥决策辅助信息系统，将分布在各业务系统中的保障数据融合汇总、综合利用、系统分析、灵活展现，实现任务部署情况的二、三维展示，能够为决策者提供态势总揽、方案生成、路径优选、方案跟踪等4大支撑：一是态势总揽。显示所有保障要素的综合态势和各业务保障态势。区分不同物资，分别显示该物资总的储备态势，包括库存容量态势，设置警戒线，在库存容量不足时自动报警；显示住房信息、血站信息、卫勤力量抽组信息、医院信息等。二是方案生成。根据保障任务需要，设置各类业务保障参数，通过的内置数据模型，自动生成各业务保障方案和综合保障方案，并对方案进行评估。三是路径优选。利用GIS智能分析功能，在保障任务执行过程中，根据事发地点的位置和查找到的资源位置，按照距离最短和时间最短等方式，分析资源到达事发地点的最优路径，并生成物资运输方案。四是方案跟踪。根据任务进程，实时跟踪保障方案执行情况，对各类保障物资的消耗进行统计分析，实时显示物资状态。

1 系统总体设计

1.1 总体架构

本系统总体架构主要包括基础设施服务层、平台软件服务层、数据支撑层、组件服务层、应用服务层、接入层等6个逻辑层，以及标准规范和安全保障两个体系。如图1所示。

图1 总体架构

（1）基础设施服务层，提供系统运行的基础环境，包括服务器资源、存储资源、网络资源、安全防护资源、基础软件环境、GIS平台、BI平台和数据服务平台等部分。其中服务器资源包括主机、存储、备份恢复等集成设施；存储资源包括存储服务器、硬盘等设备；网络主要通过专网保障；安全防护资源主要是密码机、身份认证软硬件等设施；基础环境设施包括操作系统、数据库管理系统、应用服务器中间件等。

（2）平台软件服务层，主要是包括操作系统、数据库软件、GIS软件、Web应用服务器、BI平台等。主要是指应用管理的数据按照一定分类构成的数据集或数据库集合，包括用于空间GIS数据库和业务数据库，可以扩展其他非空间信息资源数据库。

（3）数据支撑层和组件服务层，通过GIS服务平台提供的各类业务功能接口和数据接口、服务接口组，组合和封装服务层提供的各类服务接口资源，快速建立应用支撑系统，实现保障信息资源的展现。

（4）应用服务层，紧密结合业务需要，融入业务流程，充分发挥GIS系统在数据资源整合、共享和按图层叠加可视化的优势，促进跨部门应用和流程整合。为平时管理和应急保障提供信息查询统计、态势综合展现和辅助决策分析提供支持，实现综合态势的展现。

（5）安全保障体系，主要是网络安全、应用安全、系统安全。其中，网络安全提供信息访问安全控制，提供信任服务、基本安全防护、故障恢复及容灾等服务；应用安全包括身份认证、权限控制、数据安全、系统日志等，主要提供统一用户管理服务，即提供统一的用户管理、角色管理、授权、认证等；系统安全主要包括：操作系统安全、服务器安全、防病毒体系等。

1.2 技术路线

（1）采用面向服务架构（SOA）。信息资源层以Restful形式提供向服务层提供数据服务，便于隔离业务数据结构和数据标准的不确定性，GIS平台提供的地图展现功能均以标准的服务形式为应用层提供服务。

（2）GIS展示采用商用平台。GIS展示部分选用超图iServer平台，该平台基于SOA的架构体系， 能够以服务的方式向“一张图”应用提供GIS展现支撑，支持Java、.NET、Ajax、Flex、Silverlight、HTML5等开发环境，具有部署灵活、集成方便和扩展等特点。

（3）系统开发方式。本系统基于B/ S架构、MVC模式，采用遵循JavaEE标准的HTML5 + SpringMVC +Mybatis 技术体系，分表现层、逻辑控制层、持久化层和数据资源层4层。表现层主要采用HTML5、JavaScr ipt和CSS技术实现前端页面展示，HTML5实现界面框架、JavaScript实现逻辑控制并与后台交互，CSS控制界面样式，使用JSON 格式与后台通信；逻辑控制层主要基于spr ing MVC框架实现；持久化层主要基于Mybatis框架进行数据持久化；数据资源层主要采用Oracle和MongoDB 数据库，Oracle用来存储结构化数据，MongoDB用来存储地图切片缓存等非结构化数据。

2 系统关键技术

2.1 S OA与企业服务总线（ESB）技术

ESB是Web、XML服务等技术和传统中间件技术结合的产物[1]，作为构筑企业神经系统的必要元素，提供了网络中最基本的连接中枢。ESB是SOA的核心组成部分，具有消息路由、服务注册、服务编排（组装）、发布、流程管理和数据转换的功能，是一种在网络环境下有效的应用集成方式。可以基于消息将网络基于Web服务的应用和系统整合在一起，形成一个整体。

2.2 服务式地理信息系统（Ser vice GIS）技术

Service GIS是一种利用服务软件工程方法的地理信息技术体系，可以实现将GIS全部功能以服务形式发布，同时可以在不同平台、网络、语言的多种客户端使用，具备服务聚合、服务集成、服务收集等能力。Service GIS可以更全面地支撑SOA，通过SOA实践标准与GIS服务标准，应用于各类SOA 架构，实现与其他业务信息系统的平滑异构集成， 使开发者更为便捷的定制开发新业务信息系统。

2.3 图片引擎和GIS服务引擎一体化技术

传统的GoogleMaps模式是将地图图片进行切片预处理，再通过图片引擎在客户端重新拼接恢复切片前的效果。地图图片引擎是该模式的核心技术，优点为开发应用简单、响应速度稳定。本系统采用Service GIS模式，同时提供图片引擎服务和GIS服务引擎，这种模式实现了在B/S架构下的空间分析功能，进一步扩展平台能力，使其具备以下两大优势：

（1）静态地图图片引擎与动态GIS图形引擎一体化，动、静结合按需切片。Service GIS服务器软件平台利用网络GIS服务器，实现图片引擎和GIS 服务引擎的综合集成和功能对接。当地图服务调用时，首先由图片引擎根据预设比例尺，自动对外提供静态图片服务，然后Service GIS将协同图片引擎和GIS图形引擎，最终按需实现动态切片，从而提高了图片切片效率。

（2）服务聚合，多源GIS数据和功能集成协同共享服务。Service GIS的服务聚合能力是重要关键特征，利用标准Service接口，将多源的数据和多类的服务聚合到Service GIS平台[2]，实现数据和服务的协同工作。为了确保在客户端数据共享和应用服务具有统一性、协调性和标准化，Service GIS需在多个层面进行高效服务聚合，同时还需有效保护第三方数据和软件的专利权、投资收益等相关权利。

2.4 海量数据的管理与查询优化技术

综合保障指挥决策辅助信息系统是一个大型的综合应用系统，数据资源多样、数据量庞大，包括空间数据和非空间数据，根据两者不同特点进行管理优化，详见表1。

表1 空间数据和非空间数据管理优化汇总表

3 结束语

本系统具备资源分类、按需查询、条件搜索、区域汇总、路径优化、一体联动等功能，根据本文提供的设计思路，下一步重点进行理论转向实践的探索，先进行小规模试点搭建，实现基本功能、检验关键技术。在试点成果的基础上，实现多业务系统数据的汇聚、分析、处理，实现系统的最终建设， 以部署效果检验理论成果。