淺談?wù)?wù)地理信息系統(tǒng)建設(shè)

（南寧市信息網(wǎng)絡(luò)管理中心，廣西 南寧 530028）

1 政務(wù)地理信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

電子政務(wù)系統(tǒng)是通過(guò)運(yùn)用信息技術(shù)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，超越時(shí)間、空間和部門分隔等的限制，建立起效率更高、服務(wù)更為快捷方便的政府系統(tǒng)。電子政務(wù)建設(shè)一般包括三方面的內(nèi)容：政府部門內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)化辦公，政府部門之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的協(xié)同辦公和信息共享，以及政府通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與公眾的溝通和互動(dòng)。[1]隨著電子政務(wù)技術(shù)發(fā)展成熟，如何在新的領(lǐng)域應(yīng)用該技術(shù)，促進(jìn)電子政務(wù)的廣度和深度的發(fā)展，成為各地市政府新的研究方向。本文所研究的政務(wù)地理信息系統(tǒng)就是基于地理信息系統(tǒng)，多層次、多維度地疊加政務(wù)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)政務(wù)信息的綜合管理，滿足城市管理和公共服務(wù)對(duì)基礎(chǔ)地理信息日益增長(zhǎng)的迫切需求的新興產(chǎn)物。

傳統(tǒng)的強(qiáng)GIS部門如規(guī)劃、國(guó)土部門等，早已應(yīng)用先進(jìn)的3S技術(shù)（地理信息技術(shù)GIS、遙感技術(shù)RS、全球定位系統(tǒng)GPS）建立了業(yè)務(wù)地理信息系統(tǒng)。隨著“數(shù)字城市”、“智慧城市”等一系列概念的提出，一些弱GIS部門意識(shí)到了傳統(tǒng)的信息管理方式已不能滿足發(fā)展需求，逐步改造已有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在電子政務(wù)系統(tǒng)中融入GIS要素，創(chuàng)新業(yè)務(wù)流程。

我國(guó)雖然已經(jīng)積累了大量的地理空間信息資源，形成了一定數(shù)量的地理信息應(yīng)用系統(tǒng),但與電子政務(wù)對(duì)地理空間信息的需求相比仍有很大差距。通過(guò)這幾年在政府建設(shè)地理信息系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，筆者發(fā)現(xiàn)在政府GIS系統(tǒng)建設(shè)中，常常會(huì)遇到如下比較關(guān)鍵的問(wèn)題：

（1）缺乏有效的數(shù)據(jù)共享的模式，系統(tǒng)開發(fā)困難

由于現(xiàn)在大多數(shù)GIS平臺(tái)對(duì)于數(shù)據(jù)共享的支持能力都比較弱，而且缺乏標(biāo)準(zhǔn)的共享模式，這就導(dǎo)致在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，大多數(shù)部門采用自行管理所有數(shù)據(jù)的方式，甚至需要針對(duì)業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的再加工工作，這樣就導(dǎo)致數(shù)據(jù)共享基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

（2）缺乏持續(xù)發(fā)展的能力，限制了系統(tǒng)的深入開展

由于諸多政務(wù)地理信息系統(tǒng)都是從頭開始進(jìn)行數(shù)據(jù)的建設(shè)，大多系統(tǒng)的功能都是雷同的，在基本功能的實(shí)現(xiàn)上耗費(fèi)了過(guò)多資源，因此，在系統(tǒng)建設(shè)后期很難進(jìn)行更為深入的功能開發(fā)。

缺乏統(tǒng)一的管理機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)化空間地理信息資源嚴(yán)重不足等問(wèn)題也嚴(yán)重制約了政務(wù)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展。

2 政務(wù)地理信息系統(tǒng)建設(shè)要點(diǎn)

2.1 標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

由于政務(wù)地理信息系統(tǒng)囊括了地理數(shù)據(jù)和政務(wù)數(shù)據(jù)兩大類信息，且這兩類數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、標(biāo)準(zhǔn)都不一樣，如果按以往建設(shè)信息系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)建設(shè)政務(wù)地理信息系統(tǒng)，容易造成數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯混亂，不便于管理。因此，在系統(tǒng)建設(shè)之初，應(yīng)首先做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)合建設(shè)、互聯(lián)互通、資源共享”的原則，在相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上開展政務(wù)地理信息空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，如：數(shù)據(jù)資源類標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用服務(wù)類標(biāo)準(zhǔn)、政務(wù)信息類標(biāo)準(zhǔn)等。結(jié)合各系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際，還可建設(shè)一系列的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)。制定出的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能滿足“數(shù)字城市”的需要，而且要更具簡(jiǎn)潔性和可操作性，使標(biāo)準(zhǔn)易于推廣執(zhí)行。

在標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)中，尤其要重視數(shù)據(jù)資源類標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)。數(shù)據(jù)資源類標(biāo)準(zhǔn)是涵蓋具有時(shí)空特征的政務(wù)地理空間信息資源的內(nèi)容、獲取方法、處理、存儲(chǔ)及維護(hù)更新的標(biāo)準(zhǔn)，一般包括：元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。該類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地圖數(shù)據(jù)中的屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、字段命名、類型、代碼進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)定，對(duì)地名地址數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和結(jié)構(gòu)化，通過(guò)規(guī)范的地點(diǎn)描述語(yǔ)言建立地名地址與地理坐標(biāo)間的聯(lián)系。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

政務(wù)地理信息系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單重復(fù)已有GIS系統(tǒng)建設(shè)的流程，而是提供了一種全新的政府各部門使用地理空間信息資源的服務(wù)模式，通過(guò)這種模式實(shí)現(xiàn)地理空間信息資源的共享和交換，在此基礎(chǔ)上推動(dòng)新型的政府電子政務(wù)應(yīng)用的建設(shè)?；赟OA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)架構(gòu)）設(shè)計(jì)思想，采用數(shù)據(jù)、管理、服務(wù)、應(yīng)用相分離的架構(gòu)原則，在保持靈活性和擴(kuò)展性的前提下，實(shí)現(xiàn)政務(wù)地理信息數(shù)據(jù)的整合、管理和網(wǎng)絡(luò)化共享的在線服務(wù)，實(shí)現(xiàn)不同市屬部門業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)與服務(wù)的集成。

考慮到地理空間信息共享和服務(wù)的不同需求，整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)可采用C/S和B/S的混合架構(gòu)，空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理采用C/S模式，地理信息服務(wù)、地理信息服務(wù)二次開發(fā)接口、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)則以B/S為主。同時(shí)，輔以授權(quán)的方式，控制不同用戶不同的權(quán)限，或直接連接數(shù)據(jù)庫(kù)存取空間數(shù)據(jù)，或?qū)崿F(xiàn)服務(wù)的共享，通過(guò)二次開發(fā)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，這樣既滿足了低端用戶的簡(jiǎn)單地圖需要，也滿足了高端用戶的復(fù)雜空間分析的需要，真正成為了一個(gè)數(shù)據(jù)共享的中心。

B/S結(jié)構(gòu)（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器模式）是WEB興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，這種結(jié)構(gòu)成為當(dāng)今應(yīng)用軟件的首選體系結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以在任何地方進(jìn)行操作而不用安裝專門的軟件。這種模式將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，統(tǒng)一了客戶端，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用。采用該種方式無(wú)需為系統(tǒng)的升級(jí)更新客戶端軟件，大大降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本。

通過(guò)對(duì)政務(wù)地理信息系統(tǒng)的總體認(rèn)識(shí)，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)為五個(gè)層次，即基礎(chǔ)設(shè)施層、地理空間信息數(shù)據(jù)層、系統(tǒng)管理層、地理信息共享服務(wù)層、應(yīng)用與展示層。如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)分層示意圖

基礎(chǔ)設(shè)施層提供了系統(tǒng)運(yùn)行依賴的有線、無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)支持和安全保障，是系統(tǒng)運(yùn)行、提供服務(wù)和各單位獲得服務(wù)、共享信息的硬件支撐。

地理空間信息數(shù)據(jù)層指明了數(shù)據(jù)的來(lái)源，包括各類數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)內(nèi)容、組織方式和存儲(chǔ)機(jī)制。部分地理空間信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，包含數(shù)字線劃圖庫(kù)、遙感影像庫(kù)、政務(wù)電子地圖庫(kù)、地址編碼庫(kù)和其他專題數(shù)據(jù)庫(kù)等；部分以文件形式存儲(chǔ)，包含柵格地圖圖片集等。

系統(tǒng)管理層提供了地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)采集審核更新，以及政務(wù)地理信息共享服務(wù)系統(tǒng)的日常運(yùn)行維護(hù)管理和監(jiān)控。

地理信息共享服務(wù)層主要包括元數(shù)據(jù)用戶授權(quán)服務(wù)、電子地圖服務(wù)、遙感影像服務(wù)、矢量地圖服務(wù)、信息點(diǎn)（POI）服務(wù)、地址編碼服務(wù)、應(yīng)用集成服務(wù)等空間信息服務(wù)，對(duì)外提供二次開發(fā)接口和開發(fā)組件。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要是針對(duì)專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和最終用戶實(shí)際業(yè)務(wù)運(yùn)行的系統(tǒng)。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理

政務(wù)地理信息系統(tǒng)最重要的價(jià)值，在于能夠給用戶提供全面可靠的信息服務(wù)，而不是具體的某一個(gè)功能。系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)，將從初期的系統(tǒng)開發(fā)和數(shù)據(jù)建設(shè)并舉，繼而逐步發(fā)展到以數(shù)據(jù)建設(shè)為主。一個(gè)內(nèi)容豐富、信息可靠的地理空間信息庫(kù)，決定了系統(tǒng)的最終質(zhì)量，所以數(shù)據(jù)建設(shè)的工作是整個(gè)系統(tǒng)的核心內(nèi)容。政務(wù)地理信息來(lái)源于多個(gè)部門，按照“權(quán)威數(shù)據(jù)來(lái)自權(quán)威部門，提供部門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)維護(hù)”的原則，由各部門對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行持續(xù)地更新和維護(hù)，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。

在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)上，可以采用“關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)＋空間數(shù)據(jù)引擎”的混合模式，這是近年來(lái)GIS廠商研發(fā)的一種空間數(shù)據(jù)庫(kù)掛歷中間件解決方案。用戶將自己的空間數(shù)據(jù)交給獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)之外的空間數(shù)據(jù)引擎，由空間數(shù)據(jù)引擎來(lái)組織空間數(shù)據(jù)在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)；當(dāng)用戶需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)的時(shí)候，再通知空間數(shù)據(jù)引擎，由空間數(shù)據(jù)引擎從關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中取出數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化為客戶可以使用的方式。這使政務(wù)地理信息系統(tǒng)提供地理信息資源的方式從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)拷貝變?yōu)樵诰€地理信息服務(wù)，有效解決了用戶使用地理信息資源過(guò)程中技術(shù)難度大、建設(shè)成本高、開發(fā)周期長(zhǎng)等難題。由于“關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)＋空間數(shù)據(jù)引擎”的技術(shù)方案訪問(wèn)迅速及與GIS聯(lián)系緊密的優(yōu)點(diǎn)，在應(yīng)用中占有一定的優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于包含空間信息的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，可以在進(jìn)行預(yù)處理后直接入庫(kù)；對(duì)于沒(méi)有空間信息的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，可以對(duì)其進(jìn)行空間化處理，賦予其空間位置坐標(biāo)信息，然后統(tǒng)一入庫(kù)進(jìn)行管理。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的空間化可以通過(guò)地址批量比對(duì)、在電子地圖上直接標(biāo)注、通過(guò)GPS信號(hào)直接獲取坐標(biāo)的方式進(jìn)行。

2.4 共享模式設(shè)計(jì)

當(dāng)系統(tǒng)框架確定后，接下來(lái)需要考慮的就是系統(tǒng)共享模式的設(shè)計(jì)和選擇。根據(jù)各地網(wǎng)絡(luò)覆蓋程度、信息化環(huán)境等情況，主要考慮以下三種模式進(jìn)行系統(tǒng)信息共享。

（1）數(shù)據(jù)共享。政府部門通過(guò)直接訪問(wèn)系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的業(yè)務(wù)功能。這種模式需要業(yè)務(wù)系統(tǒng)直接通過(guò)空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎來(lái)連接數(shù)據(jù)庫(kù)，適合于那些對(duì)于數(shù)據(jù)操作和空間分析功能要求比較高的系統(tǒng)，但對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力較大、安全性較差。

另一種數(shù)據(jù)共享模式是，通過(guò)數(shù)據(jù)申請(qǐng)流程獲得審批后，離線獲得需要的地理空間信息數(shù)據(jù)。這種模式是直接的數(shù)據(jù)復(fù)制拷貝，適用于公安部門等特殊部門在特殊情況下的數(shù)據(jù)資源共享。

（2）接口共享。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以通過(guò)政務(wù)地理信息系統(tǒng)提供的二次開發(fā)接口，來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的業(yè)務(wù)功能，例如通過(guò)調(diào)用WMS/WFS服務(wù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電子地圖的瀏覽和基本查詢；通過(guò)調(diào)用圖片引擎二次開發(fā)接口，來(lái)實(shí)現(xiàn)快速的地圖功能集成等。這種模式適合于對(duì)數(shù)據(jù)操作要求不高、有能力另行開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的部門。

（3）數(shù)據(jù)資源查詢與展示。在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)開放的功能，用于政府部門進(jìn)行空間數(shù)據(jù)資源查詢與展示,用戶可以查詢和定位與政務(wù)應(yīng)用相關(guān)的空間信息及其屬性。此外，用戶可以利用系統(tǒng)將自己的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上傳，把自己的業(yè)務(wù)圖層疊加到系統(tǒng)地圖上,然后進(jìn)行在線的數(shù)據(jù)修改、查詢和專題分析，從而滿足用戶綜合利用不同類型的空間數(shù)據(jù)來(lái)完成自己業(yè)務(wù)目標(biāo)的需求，達(dá)到空間數(shù)據(jù)共享和服務(wù)的目的。這種模式適合有能力建設(shè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)圖層、對(duì)數(shù)據(jù)綜合分析難度不大的部門。

2.5 系統(tǒng)安全

信息系統(tǒng)的安全問(wèn)題是建設(shè)過(guò)程中不可忽視的一個(gè)重要問(wèn)題，對(duì)于政務(wù)地理信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，安全問(wèn)題主要包括網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全三個(gè)方面。

政務(wù)地理信息系統(tǒng)面向的用戶群主要是政府部門，大多數(shù)業(yè)務(wù)也在各部門間進(jìn)行。對(duì)于有條件的地市，可以將系統(tǒng)搭建在政府專網(wǎng)環(huán)境內(nèi)，一方面降低了Internet的開放性以及其他方面因素導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存在的很多安全風(fēng)險(xiǎn)，另一方面，可以充分利用專網(wǎng)的安全技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全的基本保障。采用先進(jìn)的數(shù)字認(rèn)證技術(shù)，輔以授權(quán)控制，通過(guò)一系列的管理機(jī)制，包括用戶管理、權(quán)限管理、日志管理、數(shù)據(jù)訪問(wèn)管理等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)安全的有效保障。在數(shù)據(jù)安全方面，除了對(duì)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)做好數(shù)據(jù)保密和脫密處理，還要做好數(shù)據(jù)備份工作。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器采用雙機(jī)熱備方式，其它應(yīng)用服務(wù)器采用主服務(wù)和冷備份方式，具有較好的可靠性。

3 未來(lái)努力的方向

3.1 豐富數(shù)據(jù)資源

政務(wù)地理信息系統(tǒng)的生命在于數(shù)據(jù)的不斷更新，因此，系統(tǒng)建設(shè)不能是一次性的工作，要將數(shù)據(jù)更新作為系統(tǒng)建設(shè)的一項(xiàng)長(zhǎng)期、延續(xù)性的工作。政務(wù)地理信息系統(tǒng)建設(shè)最明顯的效果就是提供了空間地理數(shù)據(jù)，為有需求的政府部門節(jié)省了該項(xiàng)數(shù)據(jù)成本，使各部門可以將更多的資源投入到業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)當(dāng)中。但僅僅有空間數(shù)據(jù)對(duì)于系統(tǒng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)說(shuō)是不夠的，還需要整合其它部門有價(jià)值的政務(wù)數(shù)據(jù)，豐富系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的價(jià)值。

3.2 擴(kuò)展新的信息服務(wù)方式

政務(wù)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)，不是要拋棄現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)，而是在現(xiàn)有軟硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，充分利用已有的成果，擴(kuò)展新的信息服務(wù)方式，滿足用戶不同的需求。目前，系統(tǒng)服務(wù)以“計(jì)算機(jī)+網(wǎng)絡(luò)”模式為主，提供各種服務(wù)接口供用戶調(diào)用，但此種模式將系統(tǒng)的使用范圍局限于辦公場(chǎng)所，不利于系統(tǒng)移動(dòng)使用。隨著平板電腦、智能手機(jī)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普及，系統(tǒng)服務(wù)的方式可以增加“可移動(dòng)設(shè)備+網(wǎng)絡(luò)”的模式，以滿足不同用戶的需求。

3.3 深化應(yīng)用領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研究

建立政務(wù)地理信息系統(tǒng)的目的不是讓GIS技術(shù)止于此，這只是建立“智慧城市”的基礎(chǔ)。我們還應(yīng)開展GIS在生態(tài)建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)、資源管理等領(lǐng)域應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究，真正實(shí)現(xiàn)政務(wù)信息資源更廣泛的利用，構(gòu)建起信息共享互聯(lián)互通的橋梁，打破長(zhǎng)期以來(lái)各部門“信息孤島”的現(xiàn)狀，提高政務(wù)信息資源的社會(huì)價(jià)值。

4 總結(jié)和展望

政務(wù)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、艱巨的工作，需要政府投入大量的人力、物力、財(cái)力資源，要不斷整合最新信息資源、不斷集成高新技術(shù)成果，不斷尋求面向社會(huì)增值服務(wù)新亮點(diǎn)，不斷地開發(fā)面向用戶業(yè)務(wù)需求新的應(yīng)用系統(tǒng)。

[1]北京市信息化工作辦公室等組編.電子政務(wù)概論[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003.

[2]胡小明.智慧城市的思維邏輯[J].電子政務(wù),2011(6):84-91.