基于云計(jì)算的國土資源數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)

廖浪

摘 要：文章分析了國土資源數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大，應(yīng)用分散、挖掘不足、結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)應(yīng)用同步、異構(gòu)數(shù)據(jù)并行、更新機(jī)制多樣化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心總體框架，明確了服務(wù)粒度是決定設(shè)計(jì)和應(yīng)用成功的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；GIS；國土云；數(shù)據(jù)中心；ETL；服務(wù)粒度

引言

隨著云計(jì)算商用模式的成熟，云計(jì)算技術(shù)正在融入GIS行業(yè)應(yīng)用之中。廣義的云計(jì)算是指服務(wù)的交互和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)散的方式獲取所需的服務(wù)，其主要包括IasS、PaaS、SaaS三種模式[1]。狹義上的云計(jì)算是指一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。目前比較典型的提供云計(jì)算平臺的國外廠商包括亞馬遜、谷歌、微軟和IBM，國內(nèi)產(chǎn)商包括阿里巴巴和百度。

2014年起國土資源部先后發(fā)文倡導(dǎo)建設(shè)以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)為支撐的“國土資源云”，并向全國發(fā)布了建設(shè)總體框架與技術(shù)參考，各地建設(shè)國土資源數(shù)據(jù)中心勢在必行。文章在分析國土資源業(yè)務(wù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了以云計(jì)算為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)中心框架。

1 國土資源服務(wù)的特點(diǎn)分析

傳統(tǒng)國土資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)往往過多重視“一張圖”國土核心數(shù)據(jù)庫（即GIS數(shù)據(jù)庫）的建設(shè)而忽視了非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（業(yè)務(wù)表單、附件材料）及其應(yīng)用功能資源的管理需求，無法做到將國土資源業(yè)務(wù)管理、應(yīng)用和監(jiān)管涉及的所有類型服務(wù)在數(shù)據(jù)中心層面進(jìn)行集中管理并實(shí)現(xiàn)資源池化。國土資源數(shù)據(jù)要做到服務(wù)化必須對其特點(diǎn)進(jìn)行分析：

特點(diǎn)一：數(shù)據(jù)量大，應(yīng)用分散、挖掘不足。國土的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（各時相的地形、影像數(shù)據(jù)等）、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（項(xiàng)目圖形數(shù)據(jù)、項(xiàng)目審批表單數(shù)據(jù)、項(xiàng)目文檔附件）、專題數(shù)據(jù)（相關(guān)的圖形數(shù)據(jù)、圖件以及文檔資料）和實(shí)施控制的指標(biāo)臺賬數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)量大，土地規(guī)劃、土地利用、土地供應(yīng)、礦產(chǎn)管理等都分別會用到這幾種類數(shù)據(jù)中的部分內(nèi)容，且側(cè)重點(diǎn)不一；另外，大量的數(shù)據(jù)缺乏二次挖掘，對管理工作的支撐不夠。

特點(diǎn)二：結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)應(yīng)用并存。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)）和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)（附件材料數(shù)據(jù)）在同一業(yè)務(wù)審批和實(shí)施管理過程中均會涉及到，對于業(yè)務(wù)的重要性是相同的，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)大多重視對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的服務(wù)管理而對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的服務(wù)化和應(yīng)用管理較少。

特點(diǎn)三：異構(gòu)數(shù)據(jù)并行。國土資源數(shù)據(jù)一個很重要的特點(diǎn)是異構(gòu)數(shù)據(jù)種類比較多，無論是GIS數(shù)據(jù)的MDB、SHP、VCT格式，還是中地、吉奧的相關(guān)格式數(shù)據(jù)，以及xml、txt、jpg等非GIS格式數(shù)據(jù)，在整個數(shù)據(jù)中心的更新、入庫、管理和應(yīng)用都是并行的，建設(shè)服務(wù)化數(shù)據(jù)中心需要考慮異構(gòu)數(shù)據(jù)并行特點(diǎn)。

特點(diǎn)四：更新機(jī)制多樣化?；谠朴?jì)算技術(shù)的國土數(shù)據(jù)中心建設(shè)的實(shí)質(zhì)是更好地服務(wù)業(yè)務(wù)應(yīng)用和管理實(shí)施，數(shù)據(jù)更新是決定數(shù)據(jù)中心生命力的決定因素。而基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的數(shù)據(jù)更新機(jī)制的核心是變化的監(jiān)聽、質(zhì)量控制和空間數(shù)據(jù)的ETL[2]。

2 基于云計(jì)算的國土數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)

綜合考慮國土資源數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和應(yīng)用需求，基于云計(jì)算的國土資源數(shù)據(jù)中心總體框架設(shè)計(jì)如圖1所示。

如圖1所示，基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心總體框架分為四層：

基礎(chǔ)設(shè)施層（IaaS）：這層主要是按照云計(jì)算要求而設(shè)立的硬件和軟件平臺設(shè)施，這些設(shè)施與常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)施不同的地方是具有被虛擬化的特點(diǎn)，能夠根據(jù)用戶和系統(tǒng)的需求來自調(diào)整，確保所有的資源都充足的被應(yīng)用。

大數(shù)據(jù)層（DaaS）：這層主要是指按照國土行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而提交的相關(guān)數(shù)據(jù)資源，通過綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的相關(guān)功能服務(wù)按照標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用需求整理、抽取、提取、清洗和入庫形成的各類數(shù)據(jù)庫資源和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)池，供平臺層進(jìn)行調(diào)用。這層主要解決的是異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合、數(shù)據(jù)的ETL和大數(shù)據(jù)管理更新的問題。

支撐平臺層（PaaS）：實(shí)際上這層包含三種類型的子平臺：政務(wù)管理子平臺、GIS服務(wù)管理子平臺、規(guī)則及模型管理子平臺，三個平臺之間是緊耦合的關(guān)系，共同提供組裝好的、符合業(yè)務(wù)應(yīng)用場景的GIS地圖數(shù)據(jù)服務(wù)、GIS地圖功能服務(wù)、業(yè)務(wù)管理服務(wù)、用戶管理服務(wù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理服務(wù)。這層核心的是根據(jù)用戶應(yīng)用的需求形成可以調(diào)度的最小服務(wù)粒度，這些相關(guān)的服務(wù)通過聚合能為國土資源業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支撐。

應(yīng)用層（SaaS）：這層主要是基于支撐平臺層提供的服務(wù)而實(shí)現(xiàn)的各類國土業(yè)務(wù)應(yīng)用，包括業(yè)務(wù)審批應(yīng)用、行政審批應(yīng)用、綜合管理應(yīng)用、執(zhí)法監(jiān)察應(yīng)用、“一張圖”應(yīng)用、移動應(yīng)用等等。

3 結(jié)束語

國土資源數(shù)據(jù)的服務(wù)化以及大數(shù)據(jù)的云計(jì)算是建設(shè)現(xiàn)階段國土云數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵。文章從國土資源數(shù)據(jù)的特點(diǎn)出發(fā)提出了一種基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心建設(shè)設(shè)計(jì)，利用服務(wù)化的技術(shù)來盡可能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用的各種需求，其中對于非GIS服務(wù)和GIS服務(wù)粒度的劃分是支撐平臺層能成功地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理和綜合應(yīng)用需求的核心。

參考文獻(xiàn)

[1]傅予，賈素玲，楊濤寸，等.基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的智能城市體研究[J].微計(jì)算機(jī)信息，2011，12（27）：71.

[2]方從剛，陳先偉，徐柱，等.基于業(yè)務(wù)驅(qū)動的一張圖數(shù)據(jù)動態(tài)更新機(jī)制研究[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2014，11：101.