北京市政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐

1、. .PAGE11 / NUMPAGES11市政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐 凱 軍田鵬桂紅付哲市信息資源管理中心主任市信息資源管理中心副主任市信息資源管理中心部門副部長市信息資源管理中心部門部長市信息資源管理中心部門副部長摘要政務(wù)地理空間信息資源是電子政務(wù)的重要基礎(chǔ)信息資源，是不可或缺的信息化基礎(chǔ)軟設(shè)施。但由于長期以來受傳統(tǒng)觀念、行政體制、管理模式、技術(shù)手段等多方面因素的制約，導(dǎo)致我國地理空間信息資源跨部門、跨區(qū)域共享困難，“信息孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，這直接影響到了我國地理空間信息資源共享應(yīng)用的進(jìn)程。為了解決這些問題，也為了滿足“數(shù)字”、“數(shù)字奧運(yùn)”建設(shè)的要求，市開展了“政務(wù)地理空

2、間信息資源共享服務(wù)平臺”相關(guān)的理論、關(guān)鍵技術(shù)、機(jī)制創(chuàng)新等方面的全方位研究和創(chuàng)新。通過近10年的建設(shè)，市初步建成了適合首都信息化發(fā)展的政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)體系。本文結(jié)合“數(shù)字”、“數(shù)字奧運(yùn)”建設(shè)成果，對市政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺建設(shè)與應(yīng)用實(shí)踐工作進(jìn)行了系統(tǒng)、概要地總結(jié)。關(guān)鍵詞：政務(wù)地理空間信息資源；共享服務(wù)平臺；1建設(shè)背景1999年11月29日，時任市市長淇正式提出“數(shù)字”的概念與其實(shí)施計劃。2002年，首都“十五”信息化規(guī)劃重點(diǎn)工程“市信息資源網(wǎng)中心工程”和“市空間信息工程”開始組織實(shí)施。本平臺的建設(shè)是在數(shù)字地球、數(shù)字、空間信息工程的背景下開始規(guī)劃建設(shè)的，并伴隨著數(shù)字的推進(jìn)而逐

3、步完善。自2002年開始，市先后組織開發(fā)了“市綜合遙感影像數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”、“市地址數(shù)據(jù)庫管理與應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)”和“市政務(wù)信息圖層共享服務(wù)系統(tǒng)”等重要系統(tǒng)，全市政務(wù)基礎(chǔ)共享地理空間信息資源數(shù)據(jù)庫初步建成。為了更好地滿足業(yè)務(wù)部門的應(yīng)用需求，迫切需要對3個系統(tǒng)進(jìn)行整合，從源代碼級別進(jìn)行重新設(shè)計、整合、集成、完善，將遙感影像、地址數(shù)據(jù)、政務(wù)信息圖層等市現(xiàn)有的政務(wù)地理空間信息資源進(jìn)行集中管理和提供共享服務(wù)，并解決安全性、可靠性、高效性等問題，為市政府各部門提供一個政府部統(tǒng)一的綜合政務(wù)地理空間信息服務(wù)窗口，以滿足各部門對地理空間信息數(shù)據(jù)的共享應(yīng)用需求。自2005年7月至今，經(jīng)過三期的建設(shè)，平臺已成為一個多源、

4、海量政務(wù)地理空間信息資源管理、共享和服務(wù)的大型平臺，已經(jīng)為全市38個政府部門63個業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了高效、安全、高可靠的政務(wù)地理空間信息資源應(yīng)用服務(wù)，成為全市50個重要政務(wù)信息系統(tǒng)之一。 李軍，彭凱等, 2009,政務(wù)地理空間信息資源管理與共享服務(wù)應(yīng)用，:大學(xué)，2. 總體框架2.1總體框架與體系結(jié)構(gòu)2.1.1總體框架市政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺（以下簡稱“平臺”）總體由數(shù)據(jù)資源層、數(shù)據(jù)引擎層、運(yùn)維支撐層、服務(wù)接口層、應(yīng)用層五個層面構(gòu)成。圖1 市政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺技術(shù)總體框架數(shù)據(jù)資源層市重點(diǎn)規(guī)劃、建設(shè)了政務(wù)基礎(chǔ)共享地理空間信息資源數(shù)據(jù)庫，并積累了大量的政務(wù)地理空間信息資源，包括在

5、基礎(chǔ)框架層面上的遙感影像數(shù)據(jù)庫和數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)庫、政務(wù)支撐層面的政務(wù)電子地圖數(shù)據(jù)庫和地址數(shù)據(jù)庫以與政務(wù)應(yīng)用層面的政務(wù)信息圖層數(shù)據(jù)庫（如圖2所示）。圖2政務(wù)地理空間信息資源數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)引擎層數(shù)據(jù)引擎層指對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行高效管理、入庫更新、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的各類數(shù)據(jù)引擎。海量矢量數(shù)據(jù)引擎：高速、穩(wěn)定的提供海量矢量數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)，嚴(yán)格遵循OGC規(guī)，實(shí)現(xiàn)WMS/WFS服務(wù)接口并且擴(kuò)展。支持矢量圖層自動更新入庫發(fā)布、支持超過3000個以上圖層的集中發(fā)布、支持集群服務(wù)器矢量圖層發(fā)布、支持多種空間數(shù)據(jù)格式、支持主流平臺數(shù)據(jù)格式的相互轉(zhuǎn)換、支持并發(fā)訪問大數(shù)據(jù)量圖層時快速查詢、出圖速度快且穩(wěn)定。地址匹配引擎：為地址匹配提供準(zhǔn)

6、確、高效、可靠的地址匹配引擎。遙感影像數(shù)據(jù)引擎：采用影像金字塔技術(shù)為用戶提供在線瀏覽訪問服務(wù)時，能夠根據(jù)用戶瀏覽影像的圍、比例尺與事先生成的影像金字塔進(jìn)行快速匹配，系統(tǒng)僅需檢索和拼接包含與用戶需求尺度最接近、圍最小的影像集合即可，能夠大幅減少對系統(tǒng)的I/O訪問操作，從而提升服務(wù)響應(yīng)和反饋的效率。地圖圖片引擎：支持海量地圖數(shù)據(jù)的發(fā)布與快速瀏覽、多用戶并發(fā)操作、響應(yīng)速度、地圖美觀等方面的功能。地圖圖片引擎是下一代WEBGIS的主流，它采用地圖拼接機(jī)制、地圖緩存機(jī)制、VML繪制技術(shù)，并且采用Javascript技術(shù)封裝出來地圖服務(wù)訪問API，有效滿足了用戶對性能和易于二次開發(fā)的需求。運(yùn)維支撐層由數(shù)據(jù)

7、管理子系統(tǒng)、運(yùn)維支撐子系統(tǒng)、服務(wù)巡檢子系統(tǒng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)管理指后臺對數(shù)據(jù)的入庫、更新、刪除、維護(hù)等操作；運(yùn)維支撐主要是指平臺的用戶權(quán)限管理、安全管理、日志與服務(wù)監(jiān)控等。服務(wù)接口層該層是平臺的核心功能，對外提供多個層次的多個功能的服務(wù)接口。以滿足全市政府部門對政務(wù)地理空間信息資源共享應(yīng)用的強(qiáng)烈需求。業(yè)務(wù)應(yīng)用層指調(diào)用服務(wù)接口層的各類服務(wù)接口搭建的各業(yè)務(wù)部門的電子政務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。2.1.2平臺子系統(tǒng)構(gòu)成市政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺自2005年7月開始啟動，截止目前已進(jìn)行了三期建設(shè)。平臺通過對政務(wù)基礎(chǔ)共享地理空間信息資源進(jìn)行集中化管理，主要采用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在線共享，二次接口開發(fā)服務(wù)等方式為市政府、各委辦局

8、和各區(qū)縣提供政務(wù)地理空間信息服務(wù)。該平臺主要由四個子系統(tǒng)模塊構(gòu)成，按照實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)的不同，分別是數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、資源展示子系統(tǒng)、空間信息服務(wù)子系統(tǒng)和運(yùn)營支撐子系統(tǒng)。圖3 市政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺主要子系統(tǒng)構(gòu)成應(yīng)用展示子系統(tǒng)：該系統(tǒng)采用BS架構(gòu)，通過調(diào)用二次開發(fā)接口的方式，充分展示各類數(shù)據(jù)資源，展示各類服務(wù)接口使用，展示典型業(yè)務(wù)應(yīng)用模式，另外利用該系統(tǒng)強(qiáng)大的定制功能，還可以為某委辦局靈活定制自己的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。 空間信息服務(wù)子系統(tǒng)（二次開發(fā)接口）：該系統(tǒng)提供的功能強(qiáng)大二次開發(fā)接口，為我市各政府部門提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)?？梢韵蛭k局業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供空間地理數(shù)據(jù)（遙感影像、政務(wù)電子地圖、政務(wù)信息圖層、

9、地址匹配數(shù)據(jù)等）和功能服務(wù)（查詢檢索、空間分析、統(tǒng)計綜合、分析模型等），它通過提供一套遵循OGC WMS/WFS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的多源數(shù)據(jù)共享服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)GIS平臺間的地理空間信息網(wǎng)上在線服務(wù)。滿足各委辦局和區(qū)縣業(yè)務(wù)應(yīng)用對基礎(chǔ)空間地理數(shù)據(jù)的需求，實(shí)現(xiàn)市基礎(chǔ)空間地理數(shù)據(jù)的共享。這樣就可以實(shí)現(xiàn)全市的政務(wù)地理空間數(shù)據(jù)共建共享的機(jī)制，遙感影像、政務(wù)電子地圖、政務(wù)信息圖層數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺集中維護(hù)，各單位只負(fù)責(zé)更新維護(hù)自己的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。服務(wù)接口如圖4所示：圖4 服務(wù)接口體系結(jié)構(gòu)圖5 空間信息服務(wù)系統(tǒng)界面數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)采用C/S構(gòu)架，在整合已建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理部分基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)遙感影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、

10、地圖圖片、多媒體數(shù)據(jù)和DEM等數(shù)據(jù)的一體化、自動化管理。運(yùn)營支撐子系統(tǒng)：負(fù)責(zé)平臺的用戶管理、服務(wù)的安全認(rèn)證，各個服務(wù)配置和管理以與服務(wù)系統(tǒng)的監(jiān)控的集成，為平臺能夠穩(wěn)定的，為外部應(yīng)用提供安全的訪問提供支撐。 電子政務(wù)地理空間業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)按照政務(wù)地理空間信息資源的應(yīng)用領(lǐng)域，電子政務(wù)地理空間業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)可以分為決策支持、城市管理、委辦局日常業(yè)務(wù)和信息服務(wù)多等種應(yīng)用類型。無論采用哪種類型分類，用戶都可以切實(shí)從自身的應(yīng)用數(shù)據(jù)需求和功能需求出發(fā)，選擇適合自己的服務(wù)類型和服務(wù)方式，做到真正意義上的政務(wù)地理空間信息資源共建、共享。目前，全市基于平臺二次開發(fā)接口搭建的電子政務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)已達(dá)56個，并且逐年不斷增加

11、。3.關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)3.1政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)新模式以下是市政府部門調(diào)用服務(wù)平臺二次開發(fā)接口搭建業(yè)務(wù)系統(tǒng)時的開發(fā)模式，基于這種模式開發(fā)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，節(jié)省建設(shè)成本、縮短建設(shè)周期、降低開發(fā)難度、避免重復(fù)建設(shè)，體現(xiàn)共享理念（如圖6）。圖6 政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)模式3.2適度集中的服務(wù)模式圖 7 物理邏輯集中存儲適度物理集中模式是將共享需求圍廣泛、較基礎(chǔ)的政務(wù)地理空間信息資源以物理集中的方式進(jìn)行統(tǒng)一管理和提供服務(wù)，構(gòu)建成面向全市的政務(wù)基礎(chǔ)共享地理空間數(shù)據(jù)庫，包括遙感影像、數(shù)字線劃圖、地理編碼數(shù)據(jù)、政務(wù)電子地圖、政務(wù)信息圖層等數(shù)據(jù)；而對于主題應(yīng)用的專題信息，如地下管線、房屋、土地等，則由各

12、自業(yè)務(wù)部門或主題應(yīng)用牽頭部門負(fù)責(zé)運(yùn)行管理和提供服務(wù)。3.3地址匹配技術(shù)以地理編碼數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的空間相對定位技術(shù)。地理匹配就是將給定地址與真實(shí)地理坐標(biāo)建立一一對應(yīng)關(guān)系，可分為正向匹配和逆向匹配兩種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)文字地址描述與空間地理坐標(biāo)之間的雙向轉(zhuǎn)換。地理編碼技術(shù)的實(shí)現(xiàn)依賴于完備、準(zhǔn)確的地址數(shù)據(jù)庫和準(zhǔn)確、高效、可靠的地址匹配引擎。地址匹配技術(shù)包括地址數(shù)據(jù)建庫、地址匹配引擎、地址數(shù)據(jù)采集、質(zhì)檢、入庫、管理、更新、維護(hù)、二次開發(fā)服務(wù)接口等一系列全流程管理技術(shù)，它以高質(zhì)量、高完備的地址數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，高效準(zhǔn)確的匹配算法為核心，成為聯(lián)系非空間數(shù)據(jù)資源和空間數(shù)據(jù)資源的重要橋梁（如圖8所示）。圖8 地址匹配在

13、社會經(jīng)濟(jì)信息與空間信息整合中的作用3.4海量矢量數(shù)據(jù)的管理海量矢量數(shù)據(jù)引擎解決了海量矢量數(shù)據(jù)集中管理、發(fā)布問題。入庫的圖層包含34部門約838層數(shù)據(jù)且數(shù)量持續(xù)增長，還有歷史歸檔圖層數(shù)據(jù)和大量共享的業(yè)務(wù)屬性信息。此外，該引擎還解決了如建筑、綠地等大數(shù)據(jù)量圖層管理維護(hù)更新發(fā)布顯示等一系列難題。3.5多源數(shù)據(jù)的集中管理和發(fā)布遙感影像、地址數(shù)據(jù)、政務(wù)電子地圖、政務(wù)信息圖層等多源數(shù)據(jù)集中發(fā)布；動態(tài)更新和實(shí)時自動入庫發(fā)布技術(shù)；多種形態(tài)的數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用需求（可視化、分析）同時為各類數(shù)據(jù)提供穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口3.6系統(tǒng)安全管理措施用戶管理、角色管理、權(quán)限管理（PMS）；CA認(rèn)證、IP地址綁定技術(shù)；日志查詢統(tǒng)計

14、、日志回放、圖形化日志等“強(qiáng)日志” 管理體系；服務(wù)訪問監(jiān)控、服務(wù)狀態(tài)巡檢報警、頻繁訪問短信報警。3.7平臺創(chuàng)新點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了遙感影像、政務(wù)電子地圖、地址數(shù)據(jù)庫、政務(wù)信息圖層等基礎(chǔ)性、共享性的地理空間數(shù)據(jù)的集中管理、維護(hù)和共享服務(wù)，構(gòu)建了“數(shù)字”的基本框架；在跨平臺支持互操作的地理空間信息共享服務(wù)方面，以與在遙感影像、政務(wù)電子地圖、政務(wù)信息圖層、地理編碼與元數(shù)據(jù)的整合以與數(shù)據(jù)訪問安全控制等方面有顯著創(chuàng)新。在政務(wù)信息圖層管理、發(fā)布、更新方面，通過自主創(chuàng)新（擁有自主知識產(chǎn)權(quán)），使其性能、自動化（易用性）方面有了很大的改善。 在財政、教育、衛(wèi)生、交通、公安、國土、綠化、農(nóng)業(yè)、應(yīng)急指揮以與城市管理等領(lǐng)域的40

15、多個政府部門得到了廣泛的應(yīng)用，社會、經(jīng)濟(jì)效益顯著。平臺運(yùn)行穩(wěn)定，支持多用戶大規(guī)模并發(fā)訪問，是國首個在超大型城市實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大圍、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的地理空間信息共享服務(wù)平臺。構(gòu)建了市區(qū)兩級共享服務(wù)平臺：為滿足市各區(qū)縣對政務(wù)地理空間信息資源共享的強(qiáng)烈應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)GIS平臺之間的互聯(lián)互通，市組織了市、區(qū)兩級政務(wù)地理空間信息共享服務(wù)平臺對接試點(diǎn)工作。目前，東城區(qū)、海淀區(qū)、石景山區(qū)、懷柔區(qū)、密云縣等十個試點(diǎn)區(qū)縣已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與市級空間平臺的對接，實(shí)現(xiàn)了MapGIS、SuperMap、ArcGIS以與MapInfo軟件異構(gòu)平臺之間的互聯(lián)互通。4.平臺服務(wù)現(xiàn)狀與成果政務(wù)地理空間信息共享服務(wù)新模式的優(yōu)越性日

16、益顯現(xiàn)，服務(wù)用戶日益壯大。很多政府部門普遍意識到：這種建設(shè)模式不僅能夠大降低業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)難度，縮短建設(shè)周期，而且實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的平臺無關(guān)性，使各部門只需關(guān)注自身的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)建設(shè)，而無需關(guān)注其他委辦局的基礎(chǔ)空間信息的獲取、更新和維護(hù)，節(jié)約了大量基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)建設(shè)、維護(hù)與其軟硬件資源的投入成本。截至目前，市已有38個區(qū)縣、委辦局的63個業(yè)務(wù)系統(tǒng)先后基于這種共享服務(wù)新模式開發(fā)，取得了十分顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 5.經(jīng)濟(jì)、社會價值5.1經(jīng)濟(jì)效益對航空遙感影像數(shù)據(jù)來說，“市財政統(tǒng)一支付、全市共享使用”的機(jī)制避免了以往由不同業(yè)務(wù)部門各自獨(dú)立開展航空攝影工作所帶來的弊端，真正實(shí)現(xiàn)了“一次投資、重復(fù)使用、

17、多方受益”的目標(biāo)，有效防止了不同部門重復(fù)投資、重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象，節(jié)約了大量行政成本；在地址數(shù)據(jù)的采集與更新維護(hù)方面，市許多政府部門對地址數(shù)據(jù)庫的需求十分迫切，例如市應(yīng)急辦、市建委、市工商局、市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局等可以直接應(yīng)用地址數(shù)據(jù)庫提供的地址查詢、匹配功能支撐其核心業(yè)務(wù)的開展。截至目前，通過地址數(shù)據(jù)庫的全市共享，離線匹配了約1億多條地址，在線地址匹配約13萬次/月（自2008年開始計算，共計三年），為市累計節(jié)約了超過1億元的財政資金（按市場價10元/條計算）。市投入政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺的基礎(chǔ)軟硬件與系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)費(fèi)近千萬元，通過二次開發(fā)接口模式可以為相關(guān)部門建設(shè)每個業(yè)務(wù)系統(tǒng)節(jié)約軟硬件重復(fù)投

18、資約800萬元，據(jù)最新統(tǒng)計，基于政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺進(jìn)行二次開發(fā)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，包括已建、在建的共計63個，涉與了38個部門，合計節(jié)超過3億元，如若考慮到后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)維所需的人力、物力成本以與后續(xù)新增的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，則經(jīng)濟(jì)效益更加可觀；基于二次開發(fā)模式搭建業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以大大降低各部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)門檻和縮短業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)周期，提高業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)的成功率，也就間接地節(jié)約了大量的人力、物力和財力。 5.2社會效益通過政務(wù)地理空間信息資源共享服務(wù)平臺與其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)的建立和完善，不僅有利于打破目前國普遍存在的“信息孤島”、“信息荒漠”現(xiàn)狀，有助于實(shí)現(xiàn)政府各部門之間高效的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)作，減少政府各部門在相關(guān)領(lǐng)域的重