論文電子政務(wù)空間信息服務(wù)需求、技術(shù)與應(yīng)用.doc

電子政務(wù)空間信息服務(wù):需求、技術(shù)與應(yīng)用劉紀(jì)平 王 亮中國測繪科學(xué)研究院 北京市 100039E-mail:L摘要：本文總結(jié)了空間信息服務(wù)的現(xiàn)狀，討論了電子政務(wù)與空間信息服務(wù)的關(guān)系，提出了電子政務(wù)空間信息服務(wù)的要求，討論了空間信息服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)，介紹了電子政務(wù)空間信息服務(wù)的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞：電子政務(wù) 空間信息服務(wù) 需求 技術(shù) 應(yīng)用Abstract：Based on the status of spatial information service for E-government, the authors discuss the relationships between E-government and spatial information service, analyze the demands of spatial information service for E-government, and propose some core technologies. Finally, the authors introduce the application of spatial information service for E-government.1. 空間信息服務(wù)現(xiàn)狀隨著人們對地理信息系統(tǒng)認(rèn)識和應(yīng)用的不斷加深，地理信息系統(tǒng)理論的發(fā)展，地理信息逐步從二維向多維動態(tài)方向發(fā)展，以滿足在資源、環(huán)境、城市等領(lǐng)域的迫切需要。在技術(shù)發(fā)展方面，基于Client/Server結(jié)構(gòu)、Brows/Server結(jié)構(gòu)地理信息系統(tǒng)已引起了廣泛關(guān)注，利用INTERNET實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)及其空間分析服務(wù)，可以將地理信息系統(tǒng)擴(kuò)展到全社會的應(yīng)用(張清浦，2003)。由于人們處理和查詢的信息中有許多與地理位置有關(guān)，隨著人們對GIS應(yīng)用的需要，利用Internet在Web上發(fā)布和出版空間數(shù)據(jù)，利用瀏覽器瀏覽、查詢和獲取所需的空間數(shù)據(jù)乃至進(jìn)行更復(fù)雜的GIS應(yīng)用，是GIS發(fā)展的必然趨勢(張梨等，1998；鄧廣等，1998)。新一帶地理信息系統(tǒng)軟件的核心是空間、屬性數(shù)據(jù)的組織、管理、操縱、分析以及與其他應(yīng)用軟件的集成，需要支持分布式處理和互操作（方裕等，2001）。Web技術(shù)由于克服了傳統(tǒng)的面向?qū)ο?、組件技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的不足，基于WEB技術(shù)的地理信息服務(wù)已成為是當(dāng)前地理信息服務(wù)主流技術(shù)（鄔倫，2003；Minsoo Kim，2005）。而在互聯(lián)網(wǎng)時代產(chǎn)生的Web Service技術(shù)可直接將各種組織、應(yīng)用程序、服務(wù)及設(shè)備鏈接起來，實現(xiàn)在不同平臺以一致方式交換和描述數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多部門網(wǎng)上聯(lián)合辦公、支持政府宏觀決策和運行控制以及信息資源共享，基于Web Service技術(shù)的空間信息服務(wù)已成為以系統(tǒng)為中心轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)為中心，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)共享與服務(wù)的重要轉(zhuǎn)折點（董衛(wèi)華，2005）。2. 電子政務(wù)與空間信息服務(wù)的關(guān)系（1）空間輔助決策是電子政務(wù)從簡單服務(wù)到復(fù)雜服務(wù)的必然結(jié)果電子政務(wù)在新世紀(jì)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段，地理信息系統(tǒng)等技術(shù)已作為深層次應(yīng)用系統(tǒng)，在電子政務(wù)中發(fā)揮重要的作用（樓培敏等，2002）。電子政務(wù)的服務(wù)內(nèi)容也是從簡單的政府網(wǎng)頁服務(wù)逐步發(fā)展為數(shù)字社區(qū)的高級服務(wù)，主要經(jīng)歷了以技術(shù)實施為主的電子政務(wù)初級階段、以信息交換為主的電子政務(wù)中級階段和以滿足公眾需求和協(xié)同工作支持的高級階段（紀(jì)建悅等，2002），如圖1所示。電子政務(wù)的成熟度圖1電子政務(wù)不同發(fā)展階段數(shù)字區(qū)域、輔助決策內(nèi)部OA政府網(wǎng)頁政府網(wǎng)站網(wǎng)上交互辦公務(wù)電子政務(wù)功能建設(shè)復(fù)雜度強(qiáng)弱難易資源共享、協(xié)同工作初級階段中級階段高級階段（2）空間輔助決策可以為電子政務(wù)發(fā)展的各個階段提供支持在初級階段，可以支持網(wǎng)上信息發(fā)布 空間信息不僅是重要的信息資源，可以展現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境、資源等各種信息，同時可以作為各種與空間位置有關(guān)信息發(fā)布的載體。WebGIS的發(fā)展則為空間信息面向社會服務(wù)提供了技術(shù)支持，可以將GIS應(yīng)用從一個部門擴(kuò)展到跨部門、跨地區(qū)、跨行業(yè)甚至可以成為面向全社會的信息服務(wù)。在中級階段，可以作為網(wǎng)上信息交互的工具對許多與空間信息有關(guān)的業(yè)務(wù)，利用空間信息處理工具可以實現(xiàn)各種信息網(wǎng)上直觀的管理、處理和結(jié)果展示，空間信息服務(wù)平臺已作為各種信息匯集和交互的重要工具。網(wǎng)上聯(lián)合辦公需要處理大量空間信息，需要得到空間信息管理、查詢、分析的功能支持。在高級階段，可以作為輔助決策的手段目前，電子政務(wù)主要服務(wù)于多部門網(wǎng)上聯(lián)合辦公、支持政府的宏觀決策和運行控制及信息資源社會共享。作為輔助決策重要組成部分的空間輔助決策對重大環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)建設(shè)的很多問題可以起到支撐作用。政府的宏觀決策和運行控制涉及大量空間分析、決策與預(yù)測技術(shù)，是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息和知識的重要手段。（3）空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施是電子政務(wù)的主要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)隨著信息高速公路在全球的興起，西方發(fā)達(dá)國家已開始建立“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”（NII）。為了滿足和適應(yīng)信息應(yīng)用技術(shù)的高速發(fā)展，使與地理位置相關(guān)的各種信息可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下表達(dá)、描述和查詢，需要建立“國家空間基礎(chǔ)設(shè)施”（NSDI），從社會、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展各方面綜合考慮，同時將信息技術(shù)推進(jìn)到人們的日常工作、生活和娛樂中，在地理參考支持下應(yīng)重點解決的數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)共享、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及數(shù)據(jù)庫建設(shè)等問題。因此，作為社會信息化基礎(chǔ)的空間基礎(chǔ)設(shè)施同樣是電子政務(wù)的基礎(chǔ)。3. 電子政務(wù)空間信息服務(wù)的基本要求將空間信息應(yīng)用到電子政務(wù)中，形成了電子政務(wù)空間信息服務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域，需要滿足以下條件： （1）采用INTERNET/INTRANET技術(shù)體系由于電子政務(wù)的服務(wù)對象是政府機(jī)關(guān)工作人員，因此，對應(yīng)用系統(tǒng)總的要求是易于安裝、易操作、使用方式統(tǒng)一。而INTERNET/INTRANET技術(shù)由于其在使用方式的巨大優(yōu)勢已成為政務(wù)機(jī)關(guān)普遍采用的技術(shù)體系，因此，作為為電子政務(wù)服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)，整體也應(yīng)采用INTERNET/INTRANET技術(shù)。（2）數(shù)據(jù)動態(tài)交換與更新電子政務(wù)不同于一般應(yīng)用系統(tǒng)最主要的特征是數(shù)據(jù)資源的權(quán)威性，主要數(shù)據(jù)由業(yè)務(wù)主管部門提供，這樣一來就導(dǎo)致了應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)源單位數(shù)據(jù)不一致的問題；因此，必須采取有效的技術(shù)手段保證各種權(quán)威數(shù)據(jù)的動態(tài)更新，以滿足應(yīng)用的需要。（3）滿足交互的需要除了一般的信息發(fā)布外，即使在WEB環(huán)境下，對類似輔助決策這樣的應(yīng)用，電子政務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)不同用戶的要求進(jìn)行交互處理，對以可視化見長的空間信息服務(wù)系統(tǒng)更是如此。（4）完整的功能要求一般情況下，政府信息服務(wù)系統(tǒng)以查詢檢索為主，這一假象掩蓋了政府信息系統(tǒng)對完整功能的需求。事實上，面向電子政務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)同樣需要信息交換、數(shù)據(jù)更改、維護(hù)和一致性檢查，所不同的是這類功能主要由少數(shù)系統(tǒng)維護(hù)人員使用；同時，政府信息系統(tǒng)的信息需要采用有效手段支持授權(quán)訪問，更加關(guān)注提供信息、乃至知識的服務(wù)，這就需要更強(qiáng)有力的功能支持。（5）系統(tǒng)要具有較高的響應(yīng)速度對于面向各級領(lǐng)導(dǎo)服務(wù)的系統(tǒng)，如果系統(tǒng)響應(yīng)時間過長（一般不超過幾秒）就很難滿足需要。面對海量空間數(shù)據(jù)的處理和復(fù)雜的空間分析運算，在INTERNET/INTRANET環(huán)境下實現(xiàn)電子政務(wù)空間信息服務(wù)面臨較大的挑戰(zhàn)。（6）保證在安全平臺和應(yīng)用平臺下運行，支持?jǐn)?shù)據(jù)資源統(tǒng)一管理和授權(quán)訪問黨政部門的工作涉及到部門乃至國家的利益，同一般系統(tǒng)相比，在安全性、保密性等方面有更高的要求。如何保證涉秘信息在存取、處理和傳輸環(huán)節(jié)中的保密性、完整性和不可否認(rèn)性，無疑是電子政務(wù)建設(shè)成敗的關(guān)鍵。因此，電子政務(wù)空間輔助決策系統(tǒng)需要支持在公開密鑰基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)上的授權(quán)訪問機(jī)制。4. 電子政務(wù)空間信息服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)4.1. 數(shù)據(jù)交換與整合有效的數(shù)據(jù)交換和信息共享是電子政務(wù)成敗的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)資源交換與整合技術(shù)主要解決不同來源、不同類型、不同格式、不同時態(tài)、不同語義數(shù)據(jù)的交換與整合。WebService技術(shù)是一種新的面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，具有協(xié)議的通用性、語言獨立性和軟件重用等特點，因此，可以作為數(shù)據(jù)交換的主要技術(shù)手段（何文娟等，2003）。利用上述先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)和開放的技術(shù)，可以基于XML和通過面向?qū)ο蟮臋C(jī)制實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的封裝，可以通過數(shù)據(jù)庫引擎形成統(tǒng)一的訪問和控制機(jī)制；通過建立標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)過程的Web Service組件，可以實現(xiàn)面向電子政務(wù)平臺各應(yīng)用系統(tǒng)的互通和信息交換。電子政務(wù)數(shù)據(jù)交換的主要功能包括：數(shù)據(jù)傳輸與接收；數(shù)據(jù)發(fā)送；應(yīng)用接口；控制管理。數(shù)據(jù)交換流程如圖2所示。源數(shù)據(jù)A圖2數(shù)據(jù)交換基本過程監(jiān)控管理數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)接受送NET網(wǎng)閘網(wǎng)閘數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)接受送監(jiān)控管理目標(biāo)數(shù)據(jù)庫4.2. 服務(wù)架構(gòu)一般電子政務(wù)采用四層技術(shù)架構(gòu)，安全體系貫穿于各個層次。其中，底層為硬件、外網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；數(shù)據(jù)訪問層集成各種數(shù)據(jù)資源的訪問、轉(zhuǎn)換、提取、過濾、析取、挖掘等操作；信息交換層支持跨平臺相關(guān)數(shù)據(jù)的共享與交換；應(yīng)用層提供面向電子政務(wù)應(yīng)用的構(gòu)建、配置部署，形成各種應(yīng)用系統(tǒng)。新一代地理信息系統(tǒng)軟件的核心是空間、屬性數(shù)據(jù)的組織、管理、操縱、分析以及與其他應(yīng)用軟件的集成，需要支持分布式處理和互操作。為了支持分布式環(huán)境下各種空間數(shù)據(jù)的共享和互操作，需要采用由系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)表現(xiàn)、通用數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?？臻g信息服務(wù)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計除考慮空間信息的一般處理需要外，重點要體現(xiàn)以下幾點特殊需要：(1) 由于電子政務(wù)要在可信的、安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運行，通過e-認(rèn)證建立互相信任，以支持在公眾與政府之間、政府各部門之間使用電子互動手段，因此，系統(tǒng)需要架構(gòu)于信息安全基礎(chǔ)設(shè)施之上；(2) 大量政務(wù)信息（如災(zāi)情、進(jìn)度數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)）需要動態(tài)交換和加載；(3) 數(shù)據(jù)層除了對數(shù)據(jù)存儲外，還需要支持?jǐn)?shù)據(jù)維護(hù)、更新、轉(zhuǎn)換等基本功能。按照上述要求，空間信息服務(wù)體系結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)交換層、數(shù)據(jù)管理與維護(hù)層、應(yīng)用服務(wù)功能層、表現(xiàn)層和信息安全基礎(chǔ)設(shè)施五部分組成（見圖2）：第四層表現(xiàn)層第三層應(yīng)用服務(wù)層第二層管理與維護(hù)層第一層數(shù)據(jù)交換層瀏覽器應(yīng)用服務(wù)功能組件群組件群關(guān)系數(shù)據(jù)庫(ORACLE、SQL server數(shù)據(jù)交換中心Applet、Html、Xml、JAVA 3DA安全支撐平臺服務(wù)管理組件綜合查詢組件空間分析組件可視化組件DSS組件單向信息交換閘圖3 電子政務(wù)空間信息服務(wù)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)網(wǎng)外網(wǎng)4.3. 面向政務(wù)應(yīng)用的信息組織在電子政務(wù)環(huán)境下，各種信息的組織和處理與業(yè)務(wù)緊密銜接，用戶關(guān)心的信息及對其操作已不可分離，用戶需要直接從系統(tǒng)獲得面向各種電子政務(wù)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)及其操作，資源、信息與及其操作呈現(xiàn)一體化趨勢，基于一般GIS數(shù)據(jù)庫、圖層、空間實體的操作需要輸入大量專業(yè)參數(shù)，不適合政務(wù)人員使用。電子政務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)逐步實現(xiàn)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。通過對其處理流程的分析，不難發(fā)現(xiàn)，許多業(yè)務(wù)涉及的數(shù)據(jù)（信息）、操作類型和操作參數(shù)可以分類提練，形成不同的信息對象，從而提高系統(tǒng)服務(wù)的實效。通過將數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)操作類型和操作參數(shù)綁定為一個信息實體，以減少解決實際問題時繁瑣的功能選擇、數(shù)據(jù)選擇和操作參數(shù)選擇。以下是電子政務(wù)空間輔助決策系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)與操作封裝形式化的描述語言：操作類型操作數(shù)據(jù)操作參數(shù)1操作參數(shù)2操作參數(shù)n結(jié)果表達(dá)方式其中：操作類型包括常見的空間數(shù)據(jù)操作，如空間實體查詢、空間關(guān)系查詢、空間分析、統(tǒng)計地圖等，也包括非空間數(shù)據(jù)操作，如統(tǒng)計報表、統(tǒng)計分析、預(yù)測等；操作數(shù)據(jù)為參加計算的數(shù)據(jù)，既包括來自空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，也包括來自非空間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；操作參數(shù)需與操作類型匹配，如空間包含的半徑、數(shù)據(jù)庫查詢的臨界值等，空間操作因類型不同，操作參數(shù)差異較大；結(jié)果表達(dá)方式包括表達(dá)的類型和表達(dá)的參數(shù)，如分級統(tǒng)計和分級參數(shù)。根據(jù)上述操作封裝語言，對全國各縣國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的分級顯示可以描述如下：庫查圖全國各縣國民經(jīng)濟(jì).db 國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值用戶標(biāo)識碼8（分級數(shù)）4（采用色表組）萬元（單位）4.4. GIS與DSS技術(shù)的集成以GIS為統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理和操作平臺，通過地理編碼使空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)連接，采用組件化技術(shù)實現(xiàn)GIS與DSS的功能集成，GIS與DSS中間計算結(jié)果采用內(nèi)存、XML文件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。地理空間數(shù)據(jù)庫綜合信息倉庫非空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)存取組件非空間數(shù)據(jù)存取組件數(shù)據(jù)倉庫存取組件地理編碼處理組件空間數(shù)據(jù)可視化組件空間查詢、分析組件專題制圖組件分析與模型組件文本數(shù)據(jù)表統(tǒng)計數(shù)據(jù)查詢組件文本表格智能統(tǒng)計圖表組件圖4 GIS與DSS組件級功能集成框架4.5. 與數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的集成圖5 通過數(shù)據(jù)交換技術(shù)獲得的水情動態(tài)信息實踐證明，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大量空間數(shù)據(jù)的傳輸仍然是影響系統(tǒng)效率的瓶頸問題。與數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的集成的主要目的是解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下（尤其是廣域網(wǎng)）數(shù)據(jù)快速傳輸，減少信息的存儲容量，大大降低存儲設(shè)備的投資。系統(tǒng)與數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)集成主要在數(shù)據(jù)調(diào)度和存儲環(huán)節(jié)，壓縮后的數(shù)據(jù)讀取時間和傳輸時間均會顯著減少，而解壓縮時間會添加，壓縮對響應(yīng)時間的總體影響，將取決于這三者之大小。5、電子政務(wù)空間信息服務(wù)應(yīng)用目前,電子政務(wù)空間信息服務(wù)的主要技術(shù)已在“中國電子政務(wù)空間輔助決策示范工程”中得到應(yīng)用。該項應(yīng)用以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用中國測繪科學(xué)研究院、大連理工大學(xué)、北京鼎天軟件公司聯(lián)合研發(fā)的平臺，采用組件式服務(wù)體系結(jié)構(gòu)，服務(wù)程序利用IIS的.Net插件方式與IIS服務(wù)進(jìn)行集成，瀏覽器端通過HTML、XML和Java插件實現(xiàn)信息展示、查詢、統(tǒng)計、分析及服務(wù)器中間件交互。工程實現(xiàn)了多個部門和單位聯(lián)合建立的防災(zāi)減災(zāi)、西部大開發(fā)、政務(wù)信息資源、東盟自由貿(mào)易區(qū)、電子地圖等應(yīng)用系統(tǒng)在政府專網(wǎng)投入應(yīng)用，為用戶提供了基于空間信息多種信息服務(wù)（參見圖五、圖六）。圖6 GIS與DSS集成應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)預(yù)測實驗6. 結(jié)束語電子政務(wù)空間信息服務(wù)是整個電子政務(wù)的重要組成部分。本文從一個側(cè)面對電子政務(wù)空間信息服務(wù)的需求、技術(shù)進(jìn)行了討論，通過實踐對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了驗證。隨著政府管理與決策要求的不斷提高，空間信息服務(wù)的面將不斷擴(kuò)展，技術(shù)將不斷發(fā)展和深化。未來電子政務(wù)空間信息服務(wù)技術(shù)還需要解決信息智能提取、OA與空間信息技術(shù)整體集成、分布式信息虛擬管理等問題。參考文獻(xiàn) 1 樓培敏、紀(jì)龍，網(wǎng)絡(luò)時代的政