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地理数据共享

发布时间:2017-07-20 影响了:

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地理数据共享篇一:佛山市地理信息数据共享目录

佛山市地理信息数据共享目录

地理数据共享篇二:地理信息数据资源共享服务和运维研究

地理信息数据资源共享服务和运维研究

罗火钱 徐敬仙 杨浩

(厦门精图信息技术股份有限公司 福建厦门 361008)

摘 要:随着“数字城市”在全国如火如荼开展,地理信息共享平台也如雨后春笋般遍地开花。但多数共享平台因其存储的数据来源于传统测绘部门,存在着数据现势性较差、更新相对滞后的问题,从而限制地理信息数据资源的应用和服务广度。本文总结地理信息资源共享平台的建设经验,提出一些地理信息数据资源共享服务和运维思路的建议,以供同行借鉴。 关键词:共享平台;建设思路;共享机制;运行维护机制

地理信息是国家重要的战略信息资源,在政府管理决策、国民经济建设、人民生活改善等方面发挥着越来越重要的作用。建设地理信息资源共享平台是深入贯彻落实科学发展观、落实《国务院关于加强测绘工作的意见》(国发[2007]30号)和《全国基础测绘中长期规划纲要》(2006-2020)的重要举措,是一个面向政府、企业、公众和行业用户的开放式信息服务平台,对于构建数字城市、推进国民经济和社会信息化、促进经济社会友好又快发展具有十分重要的意义。

为进一步推动城市基础空间信息系统建设和信息资源共享,加快基础空间信息资源的开发利用,梳理清晰的数据资源共享服务思路,建立地理空间信息交换共享机制和运行维护管理机制,可有效地破解信息化建设中存在地理信息资源不能共享和及时更新,地理信息数据重复采集和系统重复建设的难题,为城市地理信息资源共享服务和运维机制的建设提供参考。

1. 地理信息数据资源共享服务思路

需要从数据管理

地理数据共享

方式、应用模式、数据源方案、运行方式、数据更新方法、信息安全体系等多个方面进行全面考虑,总体上遵循标准化与规范化、先进性与扩展性、经济性与实用性原则。

1.1 根据数据法源原则,采取集中与分布式相结合的数据管理方式

各业务部门根据职能分工和业务需要,按照“一数一源”和“职能部门提供职能数据”的原则,对数据的管理采用“逻辑集中,物理分离”的管理方式。利用前置机系统,采用ETL技术,以“空间元数据”为核心,实现空间信息资源的远程交换和共享,采用XML描述元数据,支持国际上通用的FGDC标准和ISO标准等,具有较高的灵活性,实现了元数据标准规范的良好扩展性和移植性。

1.2 基于“一张图”1的地理信息资源共享与应用模式

现实生活中80%的信息资源与空间位置有关,基于“一张图”的地理信息资源共享与应用模式作为社会信息资源整合的框架具有独特的优势。通过这种方式,能够将城市的基础电子地图与人口、法人和宏观经济数据及政府各部门的专业数据展现在地理空间上,实现基础地理信息资源的有效整合与集成,为城市提供可视化的决策分析和数据共享服务。

出于国家安全的考虑,根据用户不同以及运行网络不同,进一步区分为“政务一张图”即通用政务电子地图,和“公众一张图”即公众服务电子地图。公众服务电子地图在通用政务电子地图的基础上,降低数据精度,去除敏感信息,符合《公开地图内容表示若干规定》,能够满足公众应用。 1 “一张图”意指将同一性质的一类数据显示在同一张地图上,如“金土工程”中的“国土一张图”。

公众一张图公众服务

数据

政务一张图政务专题空间

共享数据

涉密一张图基础地理空间共享数据

图 1地理信息资源整合、交换与应用“一张图”模式

1.3针对数据“全、准、快、廉”2特性,提出“传统测绘数据+在线地图+快速采集数据”的多种数据源全面解决方案

⑴ 传统测绘数据,可以有效解决数据“全、准”问题,是城市基础地理数据的主要来源;但存在着数据现势性较差、数据更新依赖于测绘部门的更新频率、全要素测绘数据对一般政务部门甚至公众服务不适应等问题。

⑵ 作为“全、准”传统测绘数据的有效补充,本文提出在线地图和数据快采相结合的数据“快、廉”解决思路,确保数据实时更新,基本满足数据需求。通过整合测绘数据、网络地图数据以及快采数据(遥感、车载、RFID、音视频等技术),解决数据中“全、准、快、廉”四个相互冲突目标的难题,为政府、企业、公众不同层面的服务及管理需求,提供全新的空间信息综合服务,形成良性、有效的数据更新机制。

1.4数据前置监理机制,进行数据全面和有效检查

在遵循现有国家和行业标准的基础上,提出数据前置监理机制,对各业务单位提交的空间和属性数据符合性和数据质量进行前置检查,确保数据入库的准确、无误。在对更新的地理信息数据的符合性检查,首先通过检查更新的数据的结构是否符合入库的标准格式,检查属性数据的格式是否与当前电子地图的格式相符,接着再继续检查各个属性字段的类型和大小以及是否在相关的约束范围。

数据质量检查是评价基础地理数据成果是否符合标准数据记录格式、是否满足产品质量标准实施检查,提高数据质量,确保采集数据的可靠性的重要环节。数据质量检查划分为五个部分,即定位精度检查、属性精度检查、数据逻辑性检查、数据关联关系检查、完整性检查。

1.5 “拉”和“推”3互补的数据交换服务

城市地理信息数据交换是整个地理信息资源共享平台建设的中枢环节,提供底层的数据交换和共享支持,系统使用统一的数据交换标准,实现跨平台、支持异构数据库、实时快速的数据共享和交换功能,为整合不同部门的基于不同操作平台、GIS平台和数据库类型的应用系统提供了重要保证。城市地理信息数据交换系统提供了信息共享的手段,打破了部门间的信息孤岛,使各部门的数据能够互联互通;为领导的决策提供及时的数据,发挥信息化及时和准确的特点;提高政府内部的工作效率,为不同部门和不同区域的应用整合提供强大的基础。 2

3 “全、准、快、廉”是指 “全面、准确、快速、廉价”之意。 “拉”和“推”是对共享交换数据提供方式的形象比方,文中图2下方有具体描述。

图 2 城市地理信息数据交换系统功能示意图

数据提交是初始数据的在地理信息共享数据库中的备份和数据的更新,考虑了数据“拉”和“推”两种方式互为补充,“拉”即通过系统功能设计主动将共享交换数据抽取到地理信息共享数据库,“推”即通过系统共享交换制订的协议及管理规定,各业务部门主动上传共享交换数据。数据更新也是考虑“拉”和“推”两种方式互为补充,可以是抽取更新数据或是业务部门上传更新数据,同时考虑了更新数据的版本管理。

1.6 差异化设计为“一站式”的地理信息共享服务

为了更有针对性开展服务,通过用户需求分析,将应用分为三个层面,即专业部门、政务管理和社会工作。因此需要进行差异化设计,针对不同应用所设计和提供的数据共享服务内容也有所不同。

图 3 差异化设计的地理信息共享服务建设

数据分发服务系统采用面向服务的地理网络共享模式进行构建,遵循面向服务架构SOA的思想,应用Web Service技术体系实现面向空间数据共享服务的构架。采用在线地图服务模式,通过构建地理空间信息“一站式”服务,使得不同地域、不同平台、使用不同格式空间数据,集中到统一的城市共享地理数据库中,实现不同部门间的地理信息数据分发服务。

地理空间信息“一站式”服务,通过运用开放式、互操作应用系统与元数据来完善对地理空间信息与数据的利用。其目的是通过促进通信与交流以及对地理数据与资源的共享能力,大力提高政府工作效率,使各级政府部门以及公众更便捷、更实惠地运用地理空间信息。

图 4 “一站式”数据共享服务

1.7 在国内外安全技术积累的基础上,分层次地建设全面的数据安全体系

数据的安全性至关重要,建立基于授权的访问控制模式,逐步完善信息安全保障体系,根据城市实际情况,安全体系建设将从网络安全、系统安全、数据库管理安全、通用环境安全和管理制度安全等一体化考虑,而其中的每一部分,又可以进行另一层次的细化,比如:数据库管理安全中:数据库选择,分层次、多级别进行数据的过滤和访问限制权限管理设计,用户登录系统三层校验安全策略,日志审计,防止数据丢失泄露,数据增量备份等。这样,我们可以在严格遵守国家相关法律法规的前提下,通过全面的安全策略,保障系统满足日常管理和服务的要求。

2. 地理信息数据资源运维思路

随着市场经济的发展,地理信息资源最终也要像商品一样为广大社会工作服务,为了保证地理信息数据资源的新鲜度和可持续发展,必须建设一定的运维机制,可通过依托现有的公益机构提供无偿服务以及通过企业化运作提供有偿服务考虑。

2.1运维机制的四个特性和三个要素

考虑运维机制建设思路得先认清运维机制包括的四个特性,即:第一,统一性和标准性地理空间框架决定了它的基础性;第二,基础作用又决定了它的公益性;第三,所包含的内容决定了它的专业性;第四,作为支撑平台,它还应表现为权威性。因此,运行维护机制要把握三个要素:

(1)要保持“库”内容现势性。以目前的技术条件,“库”如无法做到“实时”反映,

也要使所提供的数据的现势程度和更新程度在某城市是最好的,维持使用者的信任,因此需要针对基础专业层、政务应用和公众服务三个不同层面,按照城市空间基础数据的分级体系,确定不同的“现势性”运作维护管理机制。

(2)要适应社会对“库”多样化的服务要求。作为空间地理信息系统的支撑和服务平台,“库”所面对的是多种类型、多种用途、多种形式的使用对象,其实质是空间共享数据库的服务质量。其服务不能是“卖方”市场,而应是“买方”市场。良好的服务质量能增加用户的数量,二能提高用户使用基础数据的水平,三能收集城市地理信息资源共享平台自身建设所需的反馈信息,从而保持平台应有的特性。

(3)要提供简便、规范、畅通的基础数据输入/输出手段。在“库”的实际运作中,输入/输出是最频繁的操作之一,也是最难处理好的环节。简便易行的操作方式和过程,不仅体现了“库”与使用者之间的友好界面与接口,也能反映出“库”自身良好的兼容性能和运行功能,使“库”具备与国内、外相关应用系统或信息平台相互兼容和交流的条件和能力。

2.2 依托现有的机构资源运维地理信息数据资源

在城市地理信息资源共享平台建成后,以某主管部门为依托,同时依靠国土资源局、民政局、建设局等数据提供单位,共同管理和维护空间共享数据库。所需经费主要依靠政府行政拨款,市计委、财政局、物价局、法制局等相关部门,根据数据库建设需要,在资金使用、收费标准确定和管理办法制定等方面提供协助与配合。

2.3 企业化运作,“盘活”地理信息数据资源

针对特殊专业以及电子政务方面各种不同应用对数据加工和整合要求以及面向公共服务等方面所需要的电子地图服务,这些数据的需求属于“快”和“廉”的范畴,需要快速反应并提供专门的服务,具有一定的市场内涵,同时针对政府单位技术人员不够,建议有偿委托有资质的单位进行企业化运作,这种单位至少满足四个条件:

(1)拥有测绘资质;

(2)拥有国家秘密载体定点复制和加工资质;

(3)拥有软件企业资质;

(4)拥有一定规模的专业数据处理和服务队伍;

(5)拥有大型GIS工程实施经验。

3. 结语

“思路决定出路”,故本文总结了地理信息数据资源共享服务和运维的几点思路,以期地理信息数据资源得到更广泛的共享、应用和服务,从而实现地理信息数据资源健康和可持续发展,望能引起同行共鸣,促进地理信息产业更茁壮地成长。

作者联系方式:

地理数据共享篇三:地理共享平台的关键技术

地理信息共享平台的关键技术和发展

摘 要:在经济全球化的背景下,地理信息共享技术的发展也渐渐成为全球竞争热点。本文对地理信息共享平台的三个关键技术进行了研究,它们分别是基于语义的异构空间数据集成、基于SOA的Service GIS空间数据共享以及地理信息服务聚合。最后,阐述了地理信息共享平台在未来发展中需要解决的问题。 关键词:地理信息;共享平台;服务聚合;SOA

Key Technology and Development of Geographic Information

Sharing Platform

Abstract: In the background of economic globalization, geographic information sharing technology development is also becoming a hot topic of global competition. This paper do some research on the three key of technologies geographical information sharing platform,including the semantic heterogeneity spatial data integration technology, the Service GIS spatial data sharing technology based on SOA and geographic information service composition technology. In the last, this paper elaborates the problem need to solve in the future development of the geographic information sharing platform.

Key words: geographic information; sharing platform; service composition; SOA

0 引 言

随着经济的发展,人们对地理信息数据的需求与日剧增。但是不同行业、部门生产的地理数据彼此封闭、孤立、缺乏统一标准,无法实现空间地理信息数据和服务的最大共享。地理信息共享平台能有效地消除信息孤岛,避免重复建设,使得区域内的地理信息更加快捷、方便地实现共享。此为,它增强了地理空间信息资源的可用性和可获得性,让用户随时随地都能获取需要的地理空间信息服务,最终起到提高政府或企业的信息化水平,达到促进政府或企业综合决策的目的。

要实现地理信息共享需要几个前提条件:一是参与共享的地理空间数据都要符合一个统一的技术标准;二是要为地理信息用户提供使用,访问地理信息的技术手段。计算机和网络技术是符合这一要求的重要手段之一。三是要提出一系列相关的政策,法律法规措施来规范地理共享行为。目前世界各国都在加速推进地理信息共享标准、政策的制定以及地理信息共享技术的研究工作。

城市地理空间信息资源的共享,是城市信息化发展的重要组成部分。虽然目前我国地理空间信息资源日益丰富,地理空间信息产业不断发展壮大,为社会经济发展发挥了重要作用,但仍存在一些亟待解决的问题,如重复建设严重、信息应用普及率低、信息共享机制不完善、信息服务社会化程度低等。

[1]

1地理信息共享平台关键技术

在地理信息共享平台建设过程中,有三个关键技术问题需要解决。第一,面对来源众多,格式不一的异构空间数据,如何进行数据的转换和集成。第二,如何进行数据的共享,数据的共享模式是什么,需要为用户提供怎样的地理信息服务。第三,如何进行服务的聚合,使得系统各个服务间的调用更加的高效合理。下面就这三个关键技术问题进行深入的研究和阐述。

1.1 基于语义的异构空间数据交换

传统地理数据交换原理是对数据的直接访问。它是基于数据结构的交换,这种数据交换方式是面向特定的数据结构和数据格式的。由于不同地理信息数据格式及模型的不同,容易造成信息的丢失。

基于语义的地理信息格式转换是语义层次上的空间数据转换,它除了数据结构的转换外,更重要的是对数据模型的转换和操作。在转换器中不仅有与数据相关的信息,还有语义信息。语义转换具有以下特点:定义了数据集间的相互映射、使用要素操作语言、允许转换方案的重定义、提供查找、复杂计算的函数、提供从原始数据生成过程数据的方法。地理信息共享平台中基于语义转换的数据交换模型如图1-1所示。

[2]

图 1-1:语义转换模型

Figure 1-1: Semantic transformation model

如图1-1所示,通过语义转换模型,实现异构空间数据的转换。数据之间的转换引申为数据模型之间的转换,通过引入语义映射文件,进行源数据模型到目标数据模型的映射。模型转换的过程是基于语义层次的转换。在考虑数据模型的基础上,映入语义信息,如元数据、转换的规则与规范、转换的机制与原则等,来解决模型之间的冲突。

在地理信息共享平台的交换系统的开发中,可以使用 FME提供的一套API来进行开发。FME(Feature Manipulate Engineering)是加拿大Safe Software公司开发的空间数据转换处理系统,它是完整的空间ETL解决方案。该方案基于OpenGIS组织新提出的转换理念“语义转换”

[3-4]。它通过提供在转换过程中重构数据的功能,实现了超过250种不同空间数据格式(模型)之间的转换,为进行快速、高质量、多需求的数据转换应用提供了高效、可靠的手段。

1.2 基于SOA的Service GIS构建地理信息服务平台

在地理信息共享平台中,空间数据共享方式是一个关键问题。为了确保平台的可持续发展,需要采用先进技术以确保平台的技术架构和技术体系长期不落后。

根据地理信息服务平台公用性和基础性的特点,系统软件架构必须采用面向服务的软件架构(Service-Oriented Architecture),即SOA。SOA是一种组件模型。它通过应用程序功能单元(称为服务)之间定义完善的接口和契约,来联系应用程序中的不同服务。基于SOA的空间数据共享的核心思想是将地理信息数据如地图信息以地理信息WebService的方式分发给用户使用。 [5]

图 1-2 SOA模型

Figure 1-2: SOA model

Service GIS是一种基于面向服务的软件工程方法的GIS技术体系,它支持按照一定规范把GIS的全部功能以服务的方式发布出来,可以跨平台、跨网络、跨语言地被多种客户端调用,并具备服务聚合能力以集成来自其他服务器发布的GIS服务。

Service GIS能更全面地支持SOA,通过对多种SOA实践标准与空间信息服务标准的支持,可以使用于各种SOA架构体系中,与其它IT业务系统进行无缝的异构集成,从而可以更容易地让应用开发者快速构建业务敏捷应用系统。与基于面向组件软件工程方法的组件式GIS相比,服务式GIS继承了前者的技术优势,但同时又有一个质的飞跃。

1. 3 地理信息服务聚合

在基础地理信息共享应用中,涉及到大量数据的共享访问,“地理信息服务聚合”方式以其强大的数据和服务聚合能力,成为地理信息共享服务过程中最佳解决方案。它从数据层的共享上升到服务层的共享。

在地理信息共享平台的建设中,需要充分利用原有资源。在已建成的基础地理信息平台、公众地理信息平台和政务地理信息平台的基础上,利用服务聚合技术,参照OGC 和ISO关于互操作规范服务的标准规范,通过地理信息共享平台,实现对基础地理信息平台中的基础数据,以及呈分布式存储在各部门的基础地理数据进行访问和聚合;对政务地理信息平台中的各部门服务进行服务聚合后,建成适合政府各部门公共基础数据的需求和适用于各部门业务应用的服务,最后通过公共地理信息平台,将基础数据和服务进行统一对外发布,方便政府各部门与企业对基础数据和服务的访问。例如,基于地理信息共享平台的各个部门都可以提供各自业务范围的地理信息服务;专门的部门负责空间信息库的建设和维护,并发布基础的地图服务;交通部门负责全市道路交通信息服务的发布。则应急办可将上述三种服务进行“服务聚合”后,再重新进行发布。

地理信息共享平台可采用了ESB总线技术进行服务集成,其中用到的开源ESB总线是Apache Synapse企业服务总线。Apache Synapse企业服务总线是一个易用的、轻量级的基于XML和Web Service管理的集成代理。不要重写任何程序,就可以直接将现有的系统转化为SOA系统。Apache Synapse和Axis2、CXF的主要区别在于后者是用来创建各种服务的,而Apache Synapse是用来集成各类服务的。通过使用Apache Synapse服务总线,我们将各类服务集成组合成为一个新的服务,而不用对原来的服务做修改,从而实现SOA的思想。

[6]

2 地理信息共享平台的发展

从目前地理信息共享平台建设现状来看,其长远发展需要解决时态问题、跨平台衔接问题、应用推广问题及多维问题。现分别作以阐述。

2.1 时态问题带来的更新维护问题

数据时态一体化是实现地理信息共享的基础。现实世界空间实体及其相互间关系随时间不断发生变化,为了向政府各部门和公众提供现势性强的地理空间框架数据及相应历史数据,地理信息共享平台的持续更新已成为今后面临的最重要的问题。对于地理空间框架的大比例尺数据更新维护,研究实现基于已有数字地图和最新遥感影像更新地理空间框架数据的技术系统及工艺流程;小比例尺数据更新维护,目前尚缺乏统一的技术政策和规范标准,需要在技术政策和规范方面进行深入研究并实施其更新维护。

2.2 跨平台衔接的问题

地理信息共享平台未来发展,可能会在各省市的基础地理信息共享平台上,进行相互衔接建设,最后形成全国地理信息共享平台。这就要求各地地理信息共享平台需要研究提供适应用于平台间公共标准的数据和服务公共接口,为未来的跨平台地理信息大融合准备。

2.3 应用深入推广的需要

随着地理共享服务平台的不断完善,专业部门应用系统的后续建设,将在政府科学决策、公共服务等方面起到重要的作用。同时,成熟的建设应用模式,需进一步向下进行纵向推广,才能构建覆盖面广的基础地理共享平台,服务于经济的持续快速发展。

2.4 多维地理信息共享平台的需要

目前,各地地理信息共享平台采用的数据模型主要是二维或2.5维,在三维方面的建设存在着对三维实体及其时空变化的表达不足等问题。随着信息化的逐步深入和普及,社会对地理信息共享平台的内容、维数、尺度、精度、现势、共享、服务等提出了越来越高的需求,地理信息共享平台需向多维动态地理空间框架发展,才能适应现实需求。因此,需要加强对多维动态空间数据模型的理论研究:包括地理空间框架数据的动态性问题、三维问题、基础地理空间数据的持续更新问题、多尺度问题的研究,为多维动态地理信息共享平台的构建工作做准备,从而满足政府、企业、公众对基础地理信息资源不断增长的需求,实现将从二维地理空间框架数据向多维、动态地理空间框架数据发展,逐步地向用户提供真三维、多时态、高精度的基础地理空间数据资源。 [7]

3结 语

论文以地理信息共享平台为研究对象,首先介绍了地理信息共享平台的研究背景、意义,接着论述了其关键技术如基于语义的异构空间数据集成技术、基于SOA的Service GIS空间数据共享技术以及服务聚合技术等,最后分析了地理信息共享平台发展需要解决的问题。本论文的研究还有一定的局限性,下一步的研究方向有:系统安全性方面、地理信息共享规范及标准的制定等。

参考文献

[1] 孙立坚,刘纪平,王亮等.基于WebServices技术的 GIS体系结构研究[J].地理信息世界,2005(6):21-22.

[2] 曾巧玲,张书亮,姜永发,闾国年.利用FME实现GIS与CAD的语义转换[J].计算机工程与应用,2005,41(13): 214-217.

[3] 徐景中,朱大明.基于FME的空间数据语义转换技术的应用[J].昆明理工大学学报,2005,30(2):11-14.

[4] 李宗华.基于语义映射的空间数据转换及其应用研究[J].地理空间信息,2007,5(2):1-4.

[5] 梁爱虎,SOA思想、技术与系统集成应用详解[M].北京:电子工业出版社,2007.

[6] 唐宇,何凯涛,陈荦,景宁.空间信息栅格体系与服务聚合技术[J].国防科技大学学报,2005,27(2):46-51.

[7] 初宝华,徐学军,蒋创.时态空间查询语言及时态空间GIS结构模型[J].计算机工程,2002,28(10):285-286.

致 谢

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