政务地理空间大数据共享平台研究与实践

李继领

(苏州云联智慧信息技术应用有限公司,江苏 苏州 215000)

0 引言

近年来,很多城市搭建了数字城市地理空间框架,并进行了不断优化完善,实现了对辖区基础地理数据的有效管理和更新。 但在智慧城市的建设过程中,由于历史建设基础不一、业务管理、保密安全等限制性要求,住建、规划、国土等重要空间数据消费和贡献的部门很难数据互通,缺乏综合性基础时空数据如房屋、土地权属等;且目前各类数据的质量、标准以及时效性不同[1]。

为此,建设政务地理空间大数据共享平台,可以为城市各委办局智慧城市工作的衔接、智慧城市的建设提供时空信息服务支撑[2]。

1 业务分析

基于OGC 规范的政务地理空间大数据共享主要包括数据处理、数据服务发布、引擎建立、资源共享、数据调用几个方面。 在引擎建立过程中,最主要的工作是将GIS 图层目录挂载到共享交换平台,使GIS 引擎能够和共享交换平台相互交联,而资源共享过程则需要执行基于共享交换平台申请GIS 资源的任务。 更加详细地描述共享数据流程,具体流程如图1 所示。

图1 平台业务流程

在政务地理空间大数据共享过程中,参与者包括区各委办局和区信息中心。 区各委办局承担平台中数据提供者和数据需求者两个角色,区信息中心则只作为数据发布者而出现在平台之中。

本平台在参与者之间负责数据信息的收集和发布工作,其业务流程可进一步划分为3 个阶段:首先,各委办局对持有的矢量数据、栅格数据及文本数据等提供给区信息中心。 其次,由区信息中心统一进行处理并发布成符合OGC 规范的服务要求,区信息中心通过平台对地理空间数据进行服务封装,并与共享交换平台对接进行目录挂载。 最后,各委办局通过共享交换平台进行服务搜索、查询、预览、申请及调用经审批通过的服务。

以上流程统一构成了本平台的全部设计目标。 在这些流程的协作之下,本平台得以承担连接各参与者、使之完成各自使命的任务。

2 总体框架

本平台建设的主要目的在于汇集各单位空间数据资源,进行统一的管理和发布,为所需部门提供集中式的服务入口,提高部门之间数据共享程度。

从结构上描述,本平台采用的是多层架构,其中自底向上包括基础设施层、数据层、平台服务层、应用层四大部分[3](见图2)。 每层根据不同定位而承担不同的任务,下层结构为上层结构提供服务,且仅在相邻层之间进行交互不存在跨层的信息交流,这种结构能够增加平台的扩展性,降低层与层之间的耦合度,安全性高且有利于标准化和各层逻辑的复用,便于在将来进行以层为单元的升级迭代工作。 以下分别对本平台的4 个层次进行描述:

图2 平台系统框

(1)平台的基础设施层主要负责提供平台的网络基础服务,由平台所依赖的网络结构组成,其中还包括网络硬件设备。 基础设施层需要在具体部署过程中根据客户网络环境进行选择,如采用政务外网作为平台使用网络环境。

(2)数据层类似于常见的持久层是真实数据的物理保存位置,其中的数据囊括对接到本平台的各部门空间地理信息数据资源,包括电子地图、遥感影像、行政区划等城市基础地理信息以及国土、规划、旅游等相关部门的专题空间数据。 由于这些数据的总量庞大且种类繁多,如果不进行科学有效的管理,这些数据将很快沦为数据沼泽,难以查询使用,故专门形成数据层统一管理。

(3)平台服务层是本平台的重要结构,主要实现数据资源的服务化,并通过空间资源目录实现空间地图服务的标准化管理,同时为部门应用层提供便捷的资源申请和审核通道。 此外,平台服务层还提供完整的用户体系管理和统一安全认证服务,对外部第三方系统提供标准的SOA 服务接口和安全验证机制,从而为不同单位、不同行业的集成应用提供高质量的时空地理信息共享服务能力。 各部门结合自身业务需求,选用合适的GIS 产品和框架,公网应用常选择高德或百度平台,业务内部管理常选择ArcGIS 或SuperMap 平台,从而调用选取GIS 平台API 和组件进行二次开发。平台服务层在本平台中出于中坚位置,向下连接数据层以索取所需的数据,向上连接具体的为本平台所用的应用进行各种各样的任务,由使用者借以完成各种各样的业务逻辑。 由此可得平台服务层是连接实际数据和具体应用的一种结构,是平台得以承接具体应用的关键。

(4)应用层又可称为服务器端组件层是系统具体应用的核心,负责业务规则的制定和业务流程的实现等与业务有关的系统设计,与欲使用本平台的具体场景中所执行的业务逻辑直接相关,因而在平台中具有较大的灵活度,表现为比较高的可替换性。 而这种由平台服务层所赋予的灵活性正是本平台欲实现的主要目标之一,即通过系统的设计来统一不同业务逻辑访问数据的方式、以最大限度方便不同的具体用户表达对本系统的使用体验。

3 平台功能建设

政务地理空间大数据共享平台包括时空大数据资源目录管理系统、资源一张图系统、资源共享及安全运维管理系统。

3.1 时空大数据资源目录管理系统

时空大数据资源目录管理即空间资源目录管理系统,实现了按照资源类型、所属部门等进行分类管理,实现了数据资源的统一查询、在线浏览等,实现了时空大数据信息资源的便捷化管理。 其中,资源目录管理系统包括资源目录、资源详细信息、资源预览、搜索资源、资源申请。

3.2 资源一张图系统

资源一张图可视化展示了以空间地理方式综合呈现城市动态信息,为空间数据资源的推广应用提供便捷化的管理手段,资源一张图包括二维和三维一张图。

3.3 资源共享及安全运维管理系统

资源共享及安全运维管理系统用于资源注册、资源申请审批、用户管理等,功能包括流程处理、我的空间、集群管理、资源注册、资源成果、Token 管理、组织机构管理、工作组、个人中心。

4 平台应用价值

4.1 基于统一时空基准,实现政务数据的大融合

基于统一时空基准(国家大地2000 坐标系),以位置为纽带动态关联事物或事件的多时态、多主题、多层次、多粒度信息,可实现多源政务数据的大融合,推动数据资源协同应用。

4.2 坚持共建共享理念,支撑部门业务应用建设

通过汇集各部门空间数据资源,进行统一的管理和发布,能为所需部门提供集中式的OGC 标准服务入口,提高部门之间地理空间数据的共享程度,实现跨部门、跨领域的业务协作。

4.3 结合基础功能组件,降低GIS 开发准入门槛

平台基于ArcGIS 平台框架提供16 类基础功能组件服务能力,涵盖GIS 平台地图引擎、POI 搜索和定位组件、地图展示组件、地图编辑组件、地图渲染组件、画图组件,为各业务部门GIS 相关的应用开发提供基础功能组件服务支撑。

5 结语

政务地理空间大数据共享平台是一个系统性强、复杂性高的政务地理空间大数据共享服务平台,其有助于攻坚克难,寻求有效途径和方式,积极实践,在数据归集获取、数据核实、数据清洗、转换、空间化、服务发布及共享等方面建立起一套完善的机制,形成可复制、可推广的城市政务地理空间大数据共享服务成果,有助于推动政务地理空间大数据共享工作继续前进。