不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記數(shù)據(jù)交換與共享平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

■ 方從剛/馮義從/黃志勤/辜寄蓉

（1.北京大學(xué)，北京 100871；2.中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)研究院，北京 101149；3.成都國(guó)土資源信息中心，四川 成都 610023；4.四川省國(guó)土資源廳信息中心，成都 610072；5.四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院，成都 610101）

不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記數(shù)據(jù)交換與共享平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

■ 方從剛1,2,3/馮義從4/黃志勤4/辜寄蓉5

（1.北京大學(xué)，北京 100871；2.中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)研究院，北京 101149；3.成都國(guó)土資源信息中心，四川 成都 610023；4.四川省國(guó)土資源廳信息中心，成都 610072；5.四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院，成都 610101）

不動(dòng)產(chǎn)是全社會(huì)財(cái)產(chǎn)的物理體現(xiàn)，其管理與應(yīng)用不僅涉及國(guó)土管理部門，更與住建、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等多部門密切相關(guān)。但部門間的數(shù)據(jù)交換，面臨著不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、不同的數(shù)據(jù)需求、不同的交換頻率等問(wèn)題。通過(guò)研究分析當(dāng)前不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)提供方的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以及數(shù)據(jù)需求方的系統(tǒng)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，設(shè)計(jì)了以前置交換機(jī)和前置服務(wù)為基礎(chǔ)，支持跨網(wǎng)交換的準(zhǔn)實(shí)時(shí)或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)交換；建立了基于ESB技術(shù)，在WCF框架下通過(guò)對(duì)傳輸及消息體的擴(kuò)展，借助WCF的雙工通信，構(gòu)建功能模塊封裝模型服務(wù)鏈，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)的動(dòng)態(tài)配置、消息傳輸時(shí)自動(dòng)加密和壓縮，以及不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)的主動(dòng)提取和信息推送。本研究方法在四川省不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記數(shù)據(jù)交換與共享平臺(tái)中得到了實(shí)現(xiàn)。

不動(dòng)產(chǎn)；交換；共享；平臺(tái)框架；ESB；WCF

1 研究背景

不動(dòng)產(chǎn)登記涉及國(guó)土、住建、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等多部門的多態(tài)、多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)不動(dòng)產(chǎn)登記信息在省、市（州）、縣（市、區(qū)）的國(guó)土部門之間的縱向管理層面上，需要交換和共享。在各級(jí)國(guó)土、房管、農(nóng)業(yè)、工商、稅務(wù)、公安等部門和公眾用戶之間的橫向管理應(yīng)用層面上，需要交換和共享。不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)的縱、橫向交換和共享，還涉及到電子政務(wù)外網(wǎng)、國(guó)土專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及其他部門專有網(wǎng)絡(luò)等不同布設(shè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，因此亟需研究如何在保證數(shù)據(jù)安全情況下，滿足以上不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，上下級(jí)部門以及不同部門間的數(shù)據(jù)交換機(jī)制、共享機(jī)制和安全保障機(jī)制等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，在邊界安全防護(hù)、邊界訪問(wèn)控制、安全審計(jì)等方面滿足不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)安全交換的嚴(yán)格要求。最高人民法院和國(guó)土資源部“關(guān)于推進(jìn)信息共享和網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行查詢機(jī)制建設(shè)的意見(jiàn)”中也要求：通過(guò)前置服務(wù)進(jìn)行XML形式的報(bào)文推送。

本研究整理了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的不動(dòng)產(chǎn)交換關(guān)系（表1），設(shè)計(jì)了四種交換方式。

表1 不動(dòng)產(chǎn)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中交換關(guān)系

數(shù)據(jù)共享與交換技術(shù)在信息領(lǐng)域一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)。早在20世紀(jì)80年代的多數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)[1],主要研究傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)橋接異構(gòu)數(shù)據(jù)源。后來(lái)Mcleod等人提出了聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概念,但是它難以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)源的靈活集成,所以應(yīng)用范圍受到限制。

隨著Internet的出現(xiàn)和發(fā)展,對(duì)多數(shù)據(jù)源集成研究成為重點(diǎn)。XML技術(shù)下，出現(xiàn)了EAI(Enterprise Application Integration，企業(yè)應(yīng)用集成概念)。EAI中對(duì)數(shù)據(jù)集成做出了定義、規(guī)范以并給出了集成策略[2]。

傳統(tǒng)的應(yīng)用系統(tǒng)之間的連接方式從最簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接[3],發(fā)展到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)的連接方式[4]。在EAI時(shí)代,產(chǎn)生了“集線器”模式[5],該模式通過(guò)中央交換中心實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)間的互連互通,部署時(shí)仍是星型結(jié)構(gòu)。隨著以XML為代表的第二代Web技術(shù)以及WebService、ESB等新型分布式技術(shù)的發(fā)展,以總線的方式實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)間的松耦合連接,通過(guò)采用輕量級(jí)的分布式體系結(jié)構(gòu)來(lái)應(yīng)對(duì)大規(guī)模的系統(tǒng)集成，是目前系統(tǒng)集成領(lǐng)域研究和探討的熱點(diǎn)[6-7]。

在數(shù)據(jù)交換共享中，數(shù)據(jù)安全是必須關(guān)注的另一方面。信息交換安全通?？煞譃閭鬏敿?jí)安全和數(shù)據(jù)級(jí)安全[8]。在傳輸級(jí)安全方面,安全協(xié)議層協(xié)議SSL(Security Socket Layer)是目前應(yīng)用最為廣泛的安全協(xié)議,以保證客戶端和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。?shù)據(jù)級(jí)安全則主要是應(yīng)用密碼技術(shù)提供數(shù)據(jù)的保密性、完整性、抗抵賴性等保障[9]。

本研究采用WCF技術(shù)，搭建ESB總線，實(shí)現(xiàn)了不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

共享平臺(tái)采用.NET和WCF技術(shù)，針對(duì)數(shù)據(jù)共享與交換的需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)處理引擎、信息封裝/解析、信息傳輸3個(gè)部分（圖1）。

圖1 推演驗(yàn)證演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

其中，數(shù)據(jù)處理引擎實(shí)現(xiàn)源數(shù)據(jù)、目標(biāo)數(shù)據(jù)的讀取和存儲(chǔ)。信息封裝/解析是根據(jù)不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)特點(diǎn)及共享交換需求，對(duì)信息進(jìn)行加工和處理，轉(zhuǎn)換成可傳輸?shù)男畔⒘?。信息傳輸是基于WCF技術(shù)構(gòu)建的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息傳輸。

2.1 身份識(shí)別

不動(dòng)產(chǎn)信息交換共享過(guò)程必須實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別，以便于追溯信息交換共享過(guò)程。身份識(shí)別的機(jī)制是：

(1)每個(gè)節(jié)點(diǎn)（終端、服務(wù)或系統(tǒng)）在進(jìn)行不動(dòng)產(chǎn)信息交換共享時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提取該節(jié)點(diǎn)的硬件信息（BIOS、CPU、硬盤等），對(duì)提取出的硬件信息進(jìn)行加密生成唯一的機(jī)器ID，并自動(dòng)附加在共享交換數(shù)據(jù)體中。該過(guò)程完全自動(dòng)化，不受用戶干預(yù)。

(2)共享交換內(nèi)容與機(jī)器ID信息，按系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)則和要求進(jìn)行加密和壓縮，然后進(jìn)行信息封裝。

(3)服務(wù)端收到客戶端發(fā)送的信息后，首先對(duì)信息進(jìn)行解析，提取機(jī)器ID，并根據(jù)后臺(tái)配置信息進(jìn)行授權(quán)驗(yàn)證，并根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行后續(xù)處理。

系統(tǒng)身份識(shí)別結(jié)構(gòu)如圖2如示。

2.2 信息加密與壓縮

為減少網(wǎng)絡(luò)傳輸流量和提示傳輸效率、保障信息安全，對(duì)所有的消息必須進(jìn)行加密和壓縮。信息的加密與壓縮是基于WCF信息傳輸機(jī)制，在信道（信息傳輸通道）調(diào)度器中完成，而且必須保障完全自動(dòng)化、透明化，確保不被篡改，用戶不能干預(yù)（圖3）。

圖2 系統(tǒng)身份識(shí)別結(jié)構(gòu)圖

圖3 信息加密與壓縮示意圖

2.3 數(shù)據(jù)一致性維護(hù)

設(shè)置觸發(fā)器及API調(diào)用，保障實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)、定時(shí)三種共享交換周期。通過(guò)四次握手機(jī)制，保證數(shù)據(jù)的一致性（圖4）。

第一次握手，請(qǐng)求共享交換服務(wù)，流程為：1，2，3，6，7，8。

第二次握手，解析請(qǐng)求并同步數(shù)據(jù)，流程為：4，9，10。

第三次握手，請(qǐng)求解析結(jié)果及數(shù)據(jù)同步結(jié)果返回請(qǐng)求者，流程為：5，6，7，8，1，2，3，11。

第四次握手，驗(yàn)證請(qǐng)求者收到的結(jié)果，流程為：12，6，8，7，1，2，3。

其中第5步返回處理結(jié)果，第5和第6步同步，第11步返回處理結(jié)果的驗(yàn)證信息，第12步驗(yàn)證信息的結(jié)果信息。

上述握手過(guò)程中，任一過(guò)程異?；虿粷M足要求均執(zhí)行失敗并進(jìn)行恢復(fù)。

圖4 數(shù)據(jù)一致性流程示意圖

2.4 數(shù)據(jù)交換通用模型實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)交換的內(nèi)容主要分為兩大類：一是控制信息，即用于系統(tǒng)運(yùn)行、安全保護(hù)、信息驗(yàn)證、配置等信息；二是數(shù)據(jù)內(nèi)容信息，即共享交換的不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)。為了穩(wěn)定、高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享交換，必須對(duì)數(shù)據(jù)交換模型進(jìn)行抽象和整體設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)復(fù)雜度（圖5）。

圖5 數(shù)據(jù)交換通用模型

傳統(tǒng)的方式為每一個(gè)客戶在傳輸不同數(shù)據(jù)實(shí)體時(shí)，均對(duì)應(yīng)不同的服務(wù)，而通用模型則在對(duì)待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)體封裝（封裝的實(shí)體必須可序列化），再對(duì)封裝后的實(shí)體進(jìn)行序列化。服務(wù)端在收到序列化信息后，進(jìn)行反操作還原為數(shù)據(jù)內(nèi)容，根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行入庫(kù)、加工處理、轉(zhuǎn)發(fā)等操作。

3 不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)交換共享

3.1 主動(dòng)提取

客戶有變化信息時(shí)，主動(dòng)對(duì)變化信息進(jìn)行分析，對(duì)需要交換共享的變化信息進(jìn)行提取和封裝，調(diào)用目標(biāo)服務(wù)（待同步的服務(wù)端或數(shù)據(jù)庫(kù)）將變化信息上傳，接收和驗(yàn)收服務(wù)器處理結(jié)果，如果成功同步則更新變化信息（刪除變化標(biāo)識(shí)），否則重復(fù)上述步驟（圖6）。

3.2 信息推送

信息推送即是服務(wù)端發(fā)現(xiàn)變化信息時(shí)，根據(jù)配置需要將變化信息推送至客戶端，客戶端根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理。實(shí)現(xiàn)信息推送的方法是充分利用WCF的雙工通信功能，在發(fā)布服務(wù)時(shí)，通過(guò)定義客戶端代理接口進(jìn)而實(shí)現(xiàn)服務(wù)端調(diào)用客戶端資源（服務(wù)），客戶端在訪問(wèn)或初始化服務(wù)時(shí)，則首先要實(shí)現(xiàn)客戶端代理接口。通過(guò)這個(gè)機(jī)制，即可實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)端的相互訪問(wèn)和調(diào)用（圖7）。

圖6 主動(dòng)提取的流程示意圖

圖7 信息推送的流程示意圖

3.3 多級(jí)聯(lián)動(dòng)共享交換

不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)共享涉及縣、市、省、國(guó)家四級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，傳統(tǒng)的方式是采用直連一級(jí)向一級(jí)或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的共享，即縣到市、市到省、省到國(guó)家。為減少系統(tǒng)復(fù)雜度，結(jié)合數(shù)據(jù)交換通用模型設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的輸入、輸出和模塊時(shí)，必須能滿足縱向上不同數(shù)據(jù)庫(kù)的共享交換。本系統(tǒng)采用服務(wù)鏈技術(shù)，將具有相同或相似功能的模塊封裝為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，服務(wù)的輸入、輸出采用通用的XML（JSON）格式，系統(tǒng)的輸入、輸出適配所有服務(wù)的輸入、輸出，即一個(gè)服務(wù)的輸出可作為另一個(gè)服務(wù)的輸入，下一個(gè)服務(wù)的輸出同時(shí)也可作為另一個(gè)服務(wù)的輸入，通過(guò)服務(wù)輸入、輸出和服務(wù)封裝，即可根據(jù)需要構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)服務(wù)鏈，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的縣、市、省、國(guó)家的多級(jí)在線共享（圖8）。

圖8 級(jí)聯(lián)共享交換示意圖

3.4 前置交換

針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（黨政網(wǎng)、主干網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)），不同應(yīng)用系統(tǒng)，為加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全，采用前置機(jī)以文件方式實(shí)現(xiàn)不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)共享（圖9）。A網(wǎng)信息管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)和B網(wǎng)信息管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)，A網(wǎng)、B網(wǎng)相互隔離，系統(tǒng)獨(dú)立，其共享交換流程如下：

圖9 前置交換示意圖

(1)在A網(wǎng)中部署本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)的交換共享系統(tǒng)，交換共享系統(tǒng)根據(jù)共享信息按要求生成共享交換文件，并放在指定的地方供A網(wǎng)前置機(jī)訪問(wèn)。

(2)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備將A網(wǎng)前置機(jī)的共享交換文件擺渡到B網(wǎng)前置機(jī)。

(3)B網(wǎng)交換共享系統(tǒng)從B網(wǎng)前置機(jī)提取、驗(yàn)證共享交換文件，分析文件中的共享交換內(nèi)容，并按要求入B網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)信息共享交換。

3.5 跨網(wǎng)交換

在相互隔離的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，針對(duì)在線辦理業(yè)務(wù)時(shí)，信息共享時(shí)間間隔要求盡量小，達(dá)到準(zhǔn)實(shí)時(shí)或?qū)崟r(shí)共享。在相互獨(dú)立的A網(wǎng)、B網(wǎng)環(huán)境中，各自運(yùn)行著獨(dú)立的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，為實(shí)現(xiàn)信息的準(zhǔn)實(shí)時(shí)或?qū)崟r(shí)共享，通過(guò)定向路由及加配共享交換服務(wù)器完成（圖10）。其基本流程如下：

(1)A網(wǎng)交換共享系統(tǒng)提取A網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)的共享交換信息，并連接到定向路由（共享交換信息只能由該共享交換系統(tǒng)流出，控制信息可相互流動(dòng)）連接到共享交換服務(wù)器。

圖10 跨網(wǎng)交換示意圖

(2)共享交換系統(tǒng)通過(guò)身份識(shí)別機(jī)制和安全驗(yàn)證策略，自動(dòng)進(jìn)行驗(yàn)證和授權(quán)檢查，通過(guò)驗(yàn)證的連接B網(wǎng)定向路由（只接受共享交換服務(wù)器發(fā)送的共享信息）。

(3)B網(wǎng)交換共享系統(tǒng)提取并解析信息，按要求入B網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)的交換共享。

4 主要結(jié)論

研究以開(kāi)源技術(shù)搭建了ESB服務(wù)體系，支持不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)交換。在此技術(shù)方法的支持下，四川省按國(guó)土資源部部署，開(kāi)發(fā)了四川省不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記數(shù)據(jù)交換與共享平臺(tái)，并在試點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行了部署和試運(yùn)行。通過(guò)本系統(tǒng)，已實(shí)現(xiàn)了遂寧不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)的共享交換，實(shí)現(xiàn)了與四川省高級(jí)人民法院的數(shù)據(jù)交換等工作。從四川省的應(yīng)用成效看，本次研究具有以下特點(diǎn)：

(1)通過(guò)前置交換機(jī)、跨網(wǎng)交換等方式實(shí)現(xiàn)了不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的準(zhǔn)實(shí)時(shí)或?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)共享。

(2)基于WCF的雙工通信，通過(guò)對(duì)功能模塊封裝，實(shí)現(xiàn)了不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)的主動(dòng)提取和信息推送。

(3)基于.NET技術(shù)，在WCF框架下通過(guò)對(duì)傳輸及消息體的擴(kuò)展，不動(dòng)產(chǎn)數(shù)據(jù)共享交換時(shí)自動(dòng)提取客戶端的機(jī)器ID，通過(guò)該機(jī)器ID實(shí)現(xiàn)可定制、靈活的共享交換體系，同時(shí)對(duì)消息體在傳輸時(shí)自動(dòng)進(jìn)行加密和壓縮。

但是，高安全性也會(huì)導(dǎo)致降低交換與共享的效率，在政府統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理的大背景下，隨著政務(wù)云的推進(jìn)與實(shí)施，將來(lái)通過(guò)政務(wù)云的中間庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，在保證安全性的前提下，可以更好地提高數(shù)據(jù)的交換效率。

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Framework Design of Real Estate Unif i ed Registration Data Exchange and Sharing Platform

FANG Conggang1,2,3, FENG Yicong4, HUANG Zhiqin4, GU Jirong5
(1. Peking University, Beijing 100871, China; 2. Chinese Academy of Land and Resources Economics, Beijing 101149; 3. Chengdu Information Center of Land and Resources, Chengdu 610023, China; 4. Sichuan Provincial Information Center of Land and Resources, Chengdu 610072, China; 5. College of Geography and Resource Science, Sichuan Normal University, Chengdu 610101, China)

Real estate is the physical manifestation of the social property. Its management and application are not only related to the department of land and resources, but also closely involved with the departments of housing construction, agriculture and forestry. But the data exchange between departments, is faced with different network environment, different data needs, different exchange frequency and other problems. Based on the analysis of the data storage and network environment of the real estate data provider and the system environment and network environment of the data demander, the quasi-real-time or real-time data exchange is designed based on the pre-switch and the pre-service. Based on the ESB technology, the function module and encapsulation model service chain is constructed by WCF's duplex communication through the expansion of the transmission and message body under the WCF framework, which realizes the dynamic service, the automatic encryption and compression of the message transmission, As well as the automatic extraction of real estate data and information push. This research method has been realized in the real estate unif i ed registration data exchange and sharing platform of Sichuan province.

real estate; exchange; sharing; platform framework; ESB; WCF

F407.1；F062.1

A

1672-6995（2017）05-0057-05

2016-12-16；

2016-12-23

四川省國(guó)土資源廳科技項(xiàng)目“不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一登記平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換與共享機(jī)制研究”(2016097)

方從剛（1983-），男，四川省瀘州市江陽(yáng)區(qū)人，成都國(guó)土資源信息中心高級(jí)工程師，理學(xué)博士，主要研究方向：數(shù)字國(guó)土與地理信息工程。