基于SOA的地理信息共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)

摘要：本文從地理信息應(yīng)用的現(xiàn)狀出發(fā)，以面向服務(wù)的軟件架構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)前已有地理信息共享平臺(tái)成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際分析了某市區(qū)級(jí)別地理信息共享平臺(tái)的特點(diǎn)并予以架構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：面向服務(wù)的架構(gòu)；地理信息；共享平臺(tái)

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 15-0000-02

1 前言

1.1 地理信息平臺(tái)的現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外各級(jí)機(jī)構(gòu)在地理信息應(yīng)用上都進(jìn)行了大量投入，組建了各種區(qū)域級(jí)別的地理信息共享平臺(tái)及類似基礎(chǔ)設(shè)施。例如。“北京空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”是為實(shí)現(xiàn)數(shù)字北京而定制的地理信息平臺(tái)，該平臺(tái)主要包括空間數(shù)據(jù)框架、空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)體系、空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)和空間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)，管理與分發(fā)體系和機(jī)構(gòu)；“數(shù)字深圳空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)”是深圳市開展“數(shù)字深圳”建設(shè)的第一階段成果，2007年正式立項(xiàng)到2009年10月完成主體工程建設(shè)，建成的自然資源和地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)可供深圳市政務(wù)信息網(wǎng)向政府部門及社會(huì)提供空間信息服務(wù)，在城市規(guī)劃、國(guó)土管理、公共交通、物流等領(lǐng)域發(fā)了揮重要作用；“美國(guó)地理空間框架”是以協(xié)同方式，通過網(wǎng)絡(luò)形式組織起來(lái)的，地區(qū)、州和聯(lián)邦政府部門、教育機(jī)構(gòu)、非贏利組織以及其他任何想?yún)⑴c的組織都可參與，以提供數(shù)據(jù)共享環(huán)境、技術(shù)和程序。提供的基本功能包括：數(shù)據(jù)生產(chǎn)、維護(hù)和整合、數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)管理、協(xié)調(diào)、行政指導(dǎo)及資源管理以及監(jiān)控和響應(yīng)。

從上述可以看出，作為地理信息平臺(tái)應(yīng)支持多維度的資源管理、應(yīng)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)服務(wù)會(huì)按照空間數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)專題數(shù)據(jù)和政務(wù)專題數(shù)據(jù)來(lái)組織。此外還應(yīng)提供功能服務(wù)和Web服務(wù)等多樣化的空間服務(wù)類型和訪問接口供開發(fā)者和不同層次的用戶使用。

1.2 面向服務(wù)的架構(gòu)

面向服務(wù)架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）是信息化過程中針對(duì)多年信息技術(shù)發(fā)展的缺點(diǎn)而提出的新的軟件系統(tǒng)架構(gòu)，旨在解決在松散的、異構(gòu)的環(huán)境下的業(yè)務(wù)集成，降低整個(gè)系統(tǒng)的多個(gè)子系統(tǒng)之間的耦合度，提高整個(gè)系統(tǒng)的開放型和適應(yīng)能力。從上述地理信息平臺(tái)的應(yīng)用的特性上看，系統(tǒng)軟件架構(gòu)盡可能采用SOA將對(duì)系統(tǒng)整體帶來(lái)極大可伸縮性。本文以常州高新區(qū)為例，結(jié)合其局域特點(diǎn)對(duì)其所需的地理信息共享平臺(tái)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。

2 總體設(shè)計(jì)方案

平臺(tái)為高效的實(shí)現(xiàn)新北市高新區(qū)空間信息共享與交換的總體目標(biāo)，將以信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)施為基礎(chǔ)，采用成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息傳輸通道，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)空間地理、地名以及區(qū)內(nèi)各部門業(yè)務(wù)專題等地理空間信息的共享與交換服務(wù)。在有關(guān)政策法規(guī)規(guī)章、管理制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及信息安全措施的約束和指導(dǎo)下，依托共享服務(wù)平臺(tái)，各職能部門根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求，獲取不同格式、不同圖層、不同要素及不同屬性的基礎(chǔ)空間信息，為政府各部門提供高效、安全、可靠的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)空間信息的在線共享交換應(yīng)用。

同時(shí)，平臺(tái)還將重點(diǎn)關(guān)注高新區(qū)各個(gè)政府部門、各個(gè)企業(yè)以及社會(huì)公眾對(duì)于非空間數(shù)據(jù)的共享交換需求。平臺(tái)的邏輯架構(gòu)主要包括一下四個(gè)部分如下：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心負(fù)責(zé)整個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，共享平臺(tái)數(shù)據(jù)可大致簡(jiǎn)單分為空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，兩類數(shù)據(jù)的更新和維護(hù)由信息服務(wù)中心統(tǒng)一管理。信息服務(wù)中心是平臺(tái)的大腦，為平臺(tái)提供基礎(chǔ)的管理調(diào)度服務(wù)，提供整個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享和服務(wù)框架，協(xié)調(diào)平臺(tái)各個(gè)組成部分進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)作。信息節(jié)點(diǎn)是所有平臺(tái)數(shù)據(jù)的來(lái)源，同時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)與信息服務(wù)中心交換子節(jié)點(diǎn)的服務(wù)信息、以服務(wù)的形式為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心實(shí)時(shí)提供數(shù)據(jù)。服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)是平臺(tái)的功能服務(wù)和具體業(yè)務(wù)服務(wù)模塊的集合體，需要依靠整個(gè)平臺(tái)的服務(wù)與信息共享模式才能正常運(yùn)作。

在整個(gè)平臺(tái)的邏輯架構(gòu)中，信息服務(wù)中心和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它們之間的信息要求以內(nèi)網(wǎng)形式進(jìn)行獨(dú)立高速的交互，而其它各個(gè)信息節(jié)點(diǎn)和具體服務(wù)應(yīng)用通過服務(wù)總線（Service Bus）與之交換信息，服務(wù)總線可以借助由部門之間的政務(wù)內(nèi)部網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。信息節(jié)點(diǎn)一般掛靠在某個(gè)行政單位或大型機(jī)構(gòu)之上，并由這些部門提供專有數(shù)據(jù)或信息，以供共享平臺(tái)統(tǒng)一協(xié)調(diào)使用。只有可以提供專有信息的部門才被認(rèn)為信息節(jié)點(diǎn)，信息節(jié)點(diǎn)同樣也可以通過接口獲取所需信息。

服務(wù)總線可以允許平臺(tái)上構(gòu)建的各類軟件和服務(wù)以模塊化和靈活的方式彼此通信而不管平臺(tái)、編程語(yǔ)言、編程模型或者消息格式，服務(wù)總線通過服務(wù)管理將請(qǐng)求者與服務(wù)連接起來(lái)（動(dòng)態(tài)進(jìn)行消息處理），其主要功能包括通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來(lái)溝通服務(wù)之間的消息，轉(zhuǎn)換請(qǐng)求者和服務(wù)之間的消息格式，統(tǒng)一應(yīng)用接口，變換請(qǐng)求者和服務(wù)之間的傳輸協(xié)議使之對(duì)應(yīng)用層透明。

作為平臺(tái)上享有不同權(quán)限的各種用戶所使用的服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，將以統(tǒng)一的服務(wù)形式掛接在平臺(tái)服務(wù)總線上，各類服務(wù)應(yīng)用即包括平臺(tái)核心的管理服務(wù)、也包括一些具體的構(gòu)建在平臺(tái)之上的具體業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)。

3 建設(shè)內(nèi)容

依據(jù)平臺(tái)“服務(wù)和共享”的理念和框架，通過穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸，在有關(guān)政策法規(guī)規(guī)章、管理制度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及信息安全措施的約束和指導(dǎo)下，該平臺(tái)將建設(shè)實(shí)現(xiàn)多源、海量基礎(chǔ)空間信息資源的管理和服務(wù)，并通過提供的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的二次開發(fā)接口，實(shí)現(xiàn)各個(gè)異構(gòu)平臺(tái)的數(shù)據(jù)互操作。

依托共享服務(wù)平臺(tái)，各職能部門根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求，獲取不同格式、不同圖層、不同要素及不同屬性的基礎(chǔ)空間信息，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)空間信息的在線共享應(yīng)用。同時(shí)實(shí)現(xiàn)與新北區(qū)政務(wù)信息資源目錄與交換體系乃至整個(gè)常州市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)的對(duì)接和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)非空間數(shù)據(jù)的高效利用。

3.1 信息服務(wù)中心

信息服務(wù)中心作為整個(gè)信息共享平臺(tái)的核心，主要負(fù)責(zé)平臺(tái)的整體服務(wù)管理，借助服務(wù)總線、指定服務(wù)規(guī)范約束整個(gè)平臺(tái)的信息流轉(zhuǎn)、傳遞、觸發(fā)方式。其中，調(diào)度服務(wù)器又是整個(gè)信息服務(wù)中心的邏輯核心，主要負(fù)責(zé)根據(jù)權(quán)限角色在平臺(tái)服務(wù)總線發(fā)布服務(wù)、管理服務(wù)以及為后續(xù)基于服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)提供支持。目錄服務(wù)記錄則負(fù)責(zé)記錄、管理整個(gè)信息共享平臺(tái)的服務(wù)，受調(diào)度服務(wù)器支配。消息服務(wù)器負(fù)責(zé)以服務(wù)的形式處理整個(gè)平臺(tái)的消息傳遞。日志服務(wù)器負(fù)責(zé)分級(jí)記錄負(fù)責(zé)整個(gè)信息共享平臺(tái)歷史記錄。此外，還可根據(jù)需要搭建其它的專用服務(wù)器，例如郵件服務(wù)器、短信平臺(tái)服務(wù)器等。

3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心的建設(shè)是指在分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，采用多種形式實(shí)現(xiàn)位于分布于各部門的空間信息和屬性信息的統(tǒng)一共享接口。平臺(tái)應(yīng)可以數(shù)據(jù)安全交換的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)可持續(xù)性聯(lián)動(dòng)更新和集成；在共建共享的政策法規(guī)和技術(shù)框架內(nèi)，以多種形式實(shí)現(xiàn)分布式相關(guān)應(yīng)用的空間信息和屬性信息共享和服務(wù)，在信息交換中心的統(tǒng)一調(diào)度下實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)平臺(tái)數(shù)據(jù)支持。

3.3 信息節(jié)點(diǎn)

針對(duì)信息交換中心與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心的架構(gòu)和功能，信息節(jié)點(diǎn)的建設(shè)既要考慮到現(xiàn)有各個(gè)部門的系統(tǒng)安全，也要考慮到各個(gè)信息節(jié)點(diǎn)自身的數(shù)據(jù)信息安全。信息共享平臺(tái)設(shè)計(jì)的信息節(jié)點(diǎn)模式采用前置機(jī)模式，前置機(jī)的功能在于在服務(wù)平臺(tái)總線和具體部門信息節(jié)點(diǎn)之間扮演一個(gè)適配器的角色，在不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或甚至語(yǔ)言之間可以相互轉(zhuǎn)換。它還起著管理和調(diào)度前臺(tái)所發(fā)起的交易作用，經(jīng)過前置機(jī)的調(diào)度，可以減輕后臺(tái)各個(gè)部門服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，并且有時(shí)在服務(wù)總線和后臺(tái)服務(wù)器間起著防火墻的作用。這樣可以起到隱藏后臺(tái)的功能，在一定程度上確保后臺(tái)的安全性。

3.4 服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

信息共享平臺(tái)的服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)是指在信息服務(wù)中心的統(tǒng)一管理下，已注冊(cè)的針對(duì)某一具體應(yīng)用的，粒度級(jí)別較高的服務(wù)集合。既可以包括地圖服務(wù)和具體的業(yè)務(wù)應(yīng)用，也包括前面談到的調(diào)度服務(wù)、通知服務(wù)、通訊服務(wù)、郵件服務(wù)、日志服務(wù)等等。

4 總結(jié)

可以看出，該區(qū)域級(jí)別信息共享平臺(tái)的建設(shè)主要分為四個(gè)邏輯部分構(gòu)成，而平臺(tái)服務(wù)總線借助SOA將其有機(jī)結(jié)合在一起，平臺(tái)服務(wù)總線上的信息流轉(zhuǎn)和各個(gè)邏輯組成部分內(nèi)部的信息流轉(zhuǎn)形成了共享平臺(tái)的整個(gè)信息流轉(zhuǎn)模式。

從信息流轉(zhuǎn)上看，共享信息平臺(tái)所要建設(shè)的內(nèi)容就是要對(duì)已有各類可用信息進(jìn)行有效的共享、合理的分發(fā)和高效的交換，信息服務(wù)中心的調(diào)度服務(wù)器在這些交換上起著決策性的作用，而信息服務(wù)中心的其他服務(wù)器起輔助作用。對(duì)于共享平臺(tái)來(lái)說，信息的共享主要針對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心集中存儲(chǔ)的信息，也包括各個(gè)信息節(jié)點(diǎn)背后各個(gè)部門所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息。但無(wú)論信息具體存放在共享平臺(tái)的那個(gè)位置，信息共享必須通過信息服務(wù)中心統(tǒng)一調(diào)度才能進(jìn)行。

信息服務(wù)中心要負(fù)責(zé)響應(yīng)各個(gè)應(yīng)用的請(qǐng)求、根據(jù)權(quán)限合理分發(fā)數(shù)據(jù)信息。此外，請(qǐng)求本身也是共享平臺(tái)所約定的一類信息，信息服務(wù)中心應(yīng)該能夠及時(shí)的處理來(lái)著各個(gè)節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求信息，形成高效的共享平臺(tái)信息交換機(jī)制。

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