省级自然资源与地理空间信息共享应用平台建设研究

省级自然资源与地理空间信息共享应用平台建设研究赵俊三1、2，朱兰艳1，李勇2，余益民3(1.昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093；2.昆明云金地科技有限公司，昆明650106；3.云南省电子政务网路管理中心，昆明 650228）摘要：本文从省级层面上研究探讨自然资源与地理空间信息共享应用平台建设的相关理论与技术问题，并提出平台建设的总体技术设计思路和开发实施方案。

论文首先分析了省级平台建设的目标；然后重点阐述了平台建设的总体开发模式与体系结构、系统层次结构与体逻辑关系结构、系统总体功能等；在此基础上对自然资源与地理空间信息数据库总体逻辑结构、数据资源中心建设、数据交换服务中心建设等问题进行了探讨。

关键词：电子政务；自然资源与地理空间信息、数据共享、WebService1 引言近年来，全国一些省级政府部门开发建设了服务于部门业务的GIS专项业务系统，积累了大量的专题地理空间信息，为省级自然资源与地理空间信息应用平台建设奠定了基础。

但目前在省级自然资源与地理空间信息共享应用平台建设中存在着诸如缺乏规范和标准、重复建设、信息孤岛、综合性应用差、数据难以共享等问题。

因此，从省级政府及业务职能部门电子政务建设需要出发，建立统一自然资源与地理空间信息共享应用平台（以下简称“平台”），满足电子政务建设的发展要求,将成为未来几年省级层面地理空间信息应用及专题系统开发建设需要研究解决的主要问题。

2 平台建设目标由于省级自然资源与地理空间信息数据库及共享应用平台建设是一项技术密集、工作量大、业务复杂、周期性长的技术工作；因此，必须采取分步实施、分步建设的方式开展工作。

并科学合理的确定平台建设的阶段性目标，平台建设的近期目标应包括：（1）制定面向省级政府及各部门应用的省级地理空间数据标准与分类编码体系，通过多尺度、多时相、多源、多类型、动态化的地理空间信息数据库的整合和转换，建立省级自然资源与地理空间信息数据资源中心，在省级网管中心建立数据资源中间库、信息服务库，为省级电子政务建设提供强大的自然资源与地理空间信息支持，从而推动电子政务向深层次发展。

（2）为省级五大办公厅、以及相关省厅局单位提供自然资源与地理空间信息服务，通过与其它经济、社会信息叠加，支持政府领导信息查询和决策，也为各个部门级专题地理信息系统开发建设提供支撑，使自然资源与地理空间信息在政府日常办公、项目审查、审批、政策法规执行、决策支持等方面发挥作用。

（3）建立省级自然资源与地理空间数据共享交换中心，及数据更新机制与技术体系，使数据资源中心的空间数据得到有效利用和及时更新。

推动省级地理空间信息基础设施（PSDI）建设，促使省级地理空间信息建设向实用化、规范化、公开化、产业化方向发展。

（4）开发基于自然资源与地理空间信息数据库的各类电子政务应用系统，为地理空间信息服务提供基础平台。

平台建设的中远期目标是：通过采用先进技术，制定完善的省级自然资源与地理空间信息共享、交换机制，建立省级数据共享交换中心、信息服务中心和分布式数据更新、分发、维护体系，使数据资源中心的空间数据得到有效利用和及时更新，并形成完善的地理空间信息数据共享、交换和服务的技术体系，促进省级自然资源与地理空间信息面向政府和社会公众的广泛共享与服务。

3平台建设总体技术方案设计3.1总体技术路线根据GIS工程项目实施的特点，结合省级政府及相关部门电子政务的具体要求，平台建设应遵循如下的总体技术路线：首先，需要为整个平台准备底层支撑数据库，数据来源包括测绘、国土、统计、农业、林业、环保、建设、水利等相关政府职能部门，对部门提供的数据资源需要进行分析、整合、规范化和标准化处理，根据建设服务型政府的理念，分析抽取符合面向政务管理与决策所需要的数据，建立服务省级自然资源与地理空间信息库的数据组织体系和数据库体系；其次，利用GIS技术、网络技术、WEB技术、数据库技术、信息安全技术，对信息资源进行标准化处理、结构优化，提高数据资源的系统性、权威性、适用性、及时性与共享性，构建省级自然资源与地理空间信息交换服务中心,及数据更新与交换的机制和“共享型信息库”的技术框架；第三，要能够适应省级自然资源与地理空间信息库将来升级的要求，提供一个统一规范的数据库管理的机制，使共享数据库中的数据种类方便添加、删除、修改、扩充和升级；第四，以省级自然资源与地理空间信息库为基础，按照面向政府部门的信息服务要求，开发自然资源与地理信息门户和各类专题电子政务应用系统。

3.2平台建设的总体开发模式与体系结构省级自然资源与地理空间信息共享应用平台宜采用C/S和B/S混合的开发模式，C/S 模式主要开发各个应用子系统，B/S模式主要开发地理空间信息门户网站，系统开发模式的关系结构如图1所示。

图1 系统开发模式关系结构图从图1看出，通过两种系统开发模式的组合，满足对平台建设的不同应用需求，两者之间依靠数据作为纽带，实现关联。

B/S模式开发的网站将面向电子政务网络用户，C/S模式开发的应用系统用户为省级网管中心管理人员及各个局级单位内部技术数据管理人员。

下面分三个层面描述其两种模式下系统开发的实现过程。

（1）从数据流转的过程看，各厅级单位提供整理后的数据，并通过各个应用系统将数据上传至自然资源与地理信息中心服务器，信息资源管理中心人员对数据进行处理和审核，这个时候数据集中在后台的数据库，当数据处理（审核、聚类抽取、图形编辑等）完毕，即可发布到前端Web数据库，面向两个信息服务网站。

（2）从技术实现看，首先在后台部分根据需要提供功能比较强大而且是分布式、三层或者多层结构的多个应用系统。

经过对比分析建议采用最新的分布式技术框架Web Service 为基础的C/S系统模式,实现数据处理、管理、传输、增、删、查、改等功能。

而前台系统定位在为信息服务网站，实现信息浏览、信息查询、信息分析功能，可采用目前比较成熟的J2EE架构，用户通过网页浏览器即可访问。

（3）从网络结构看，前台系统面向电子政务网。

而系统后台子系统仅涉及网管中心局域网。

采用此结构基于两个重要因素，第一是安全保密，厅局单位互联通过电子政务专网实现，进行连接设置限制，数据传输加密；第二是根据系统建设需求，通过数据管理系统和共享交换平台实现对基础空间数据和专题数据维护。

3.3平台建设的系统层次结构省级自然资源与地理空间信息库，是以数据整合、数据转换、数据规范化与标准化处理为基础，以计算机网络及硬件平台为依托，以数据分散存储、集中使用为核心，采用多种先进技术构建的综合性地理空间数据库和服务平台，系统的总体层次结构如图 2所示。

省级自然资源与地理空间信息共享应用平台划分为四个层次，即网络层、数据层、数据交换与数图 2 系统层次结构图据访问层和应用层。

总体框架设计的核心是在统一的地理空间管理架构上，将省级各个重点部门的多类型、多时相、多分辨率的自然资源与地理空间信息有机地组织起来，实现海量存储、高效管理与持续更新；在共享交换政策框架下通过技术手段实现各个部门之间数据的便捷、平滑、高效的数据共享与交换功能；为政府领导与社会公众提供地理空间信息服务，为各政府部门应用系统开发提供数据支撑。

3.4平台建设的总体逻辑关系结构省级相关部门的自然资源与地理空间信息数据通过交换层借助于电子政务网络实现与省级网络管理中心的信息交换和互访，大量基础地理空间数据以部门存储管理为主，数据的更新维护主要由各个部门完成，省网管中心提供元数据目录供用户检索，用户检索完成后，可通过省级数据共享中心获取相关数据，通过空间数据转换工具，把数据转换成本部门GIS 平台可以使用的格式，达到数据应用的目的。

系统开发及网站建设采用的软件体系结构如图3所示。

软件体系分为五个层次，底层为大型数据库系统存放各种空间与非空间数据，通过数据引擎中间件为业务逻辑运行程序提供数据支撑，然后通过应用子系统及网站供各类用户操作和应用。

软件开发和网站建设将综合采用多种开发工具、中间件及GIS二次开发工具。

图3 系统体系结构图3.5系统总体功能设计按照前面提到的项目建设目标和建设内容要求，平台的系统功能主要包括四大部分，首先，是信息资源后台管理系统，主要实现对分布在不同部门的信息资源进行收集、整理、建库和更新维护；其次，是数据资源共享与交换平台，主要实现为已入库的自然资源空间数据与元数据进行发布，对各部分专题图进行定义，提供地理信息门户发布，以及对已入库数据访问接口，这些信息包括国土、建设、环保、林业、农业、地名、统计、水利等内容；第三，是地理信息门户网站的建立，通过综合利用WebGIS、网络、AJAX、J2EE等技术，实现对政府部门综合地理空间信息服务，包括专题信息查询、空间分析、统计分析、影像图浏览等；第四，是电子政务专项系统，主要基于部门或专属领域的GIS电子政务应用系统。

4 数据库总体逻辑结构省级自然资源与地理空间信息库由各个部门的专题信息库（分库）和省级网管中心数据库（总库）两部分组成。

综合地理空间信息库中的数据经过进一步的分类、抽取最终形成综合信息服务网站发布的数据库。

整个数据库体系的逻辑关系结构如图4所示。

图4数据库逻辑图5 数据资源中心建设自然资源与地理空间数据库是一个多层次的、综合性的空间信息与属性信息集成的数据库，具有多业务类型、多种比例尺、多源性等特点。

根据数据的来源，整个数据库可分为：基础地理数据库、专题数据库。

根据数据的时态性，也可以将数据库划分为工作数据库（或称作临时库）、现状数据库、历史数据库。

根据平台建设的目标要求，数据资源中心建设的指导思想应该是“统一框架、分散管理、集中使用、适度超前、便于交换”，要科学合理的设计数据库，使数据库本身能够按照分步实施、同步应用、动态扩展的步骤建设(即不同的、原先未预料到的数据能不断滚动式的积累，并能对新增的数据立即通过简单的浏览操作予以展现)。

按照统一的标准和规范，各个数据库建设协调一致，充分考虑数据库的扩展和数据更新需要，同时对现有的可以利用的数据进行数据转换、融合、集成更新等工作，以保证数据的可持续性。

数据资源中心建设的核心内容包括：（1）数据整合的方法与技术选择；（2）数据整合与集成的技术实现。

6数据交换与信息服务省级自然资源与地理空间信息可以在两个层次上实现共享，即数据集的共享与信息实体的共享。

前者采取将数据集及其相关的元数据上网发布，由用户查询、检索、浏览、获取来实现，系统在这个层次上是一个分布式的共享系统；而后者则是将相关空间数据库进行信息抽取、融合，形成一个集中式的空间数据库，以满足特定用户群的信息分析、模型分析需求。

通过为各专业厅局提供各种技术支持，使各专业厅局的空间数据库能够作为省级自然资源与地理空间信息交换系统的一个节点，按照统一的技术规范与标准通信协议和其他节点连接起来；对省级空间信息交换系统上的各种节点进行统一的管理与维护，以确保网上信息交流与共享的逐步实现、广泛开展和持续进行。