數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)建設(shè)及其應(yīng)用

王玲燕

(江西省測(cè)繪應(yīng)急保障服務(wù)中心，江西 南昌 330209)

數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)是數(shù)字中國(guó)地理空間框架建設(shè)的重要組成部分[1]，是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、促進(jìn)城市信息化的基礎(chǔ)工作，是實(shí)現(xiàn)信息資源共享、避免城市信息孤島的必然要求。自啟動(dòng)數(shù)字城市地理空間框架試點(diǎn)工作以來，全國(guó)所有的地級(jí)以上市和400多個(gè)縣級(jí)市都已經(jīng)開展了數(shù)字城市的建設(shè)，并且到2016年底全面完成了地級(jí)以上的數(shù)字城市建設(shè)[2]。數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)是數(shù)字撫州地理空間框架的重要組成部分，平臺(tái)通過在線服務(wù)系統(tǒng)將在線數(shù)據(jù)集以服務(wù)的方式發(fā)布出來，用戶可以直接在線使用或調(diào)用以滿足其不同的地理信息需求。數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)建設(shè)了涉密版、政務(wù)版及公眾版3個(gè)版本，3個(gè)版本平臺(tái)總體架構(gòu)及建設(shè)內(nèi)容基本相同，只是平臺(tái)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、使用用戶及運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不同。本文首先介紹數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)的總體架構(gòu)，然后詳細(xì)闡述平臺(tái)建設(shè)的主要內(nèi)容，最后介紹基于平臺(tái)在國(guó)土、公安、房管、綜治、公眾等多個(gè)領(lǐng)域開展的應(yīng)用情況。

1 平臺(tái)總體架構(gòu)

數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)基于Web Service技術(shù)，采用面向服務(wù)的SOA架構(gòu)，依托云計(jì)算資源池支撐環(huán)境，遵循OGC開放地理信息規(guī)范及國(guó)家地理信息公共平臺(tái)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)地理信息資源在線共享交換及集中管理[3-4]。3套版本的平臺(tái)總體架構(gòu)如圖1所示，由底至上依次為基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)資源層、服務(wù)平臺(tái)層及應(yīng)用系統(tǒng)層。

(1) 基礎(chǔ)支撐層是支撐平臺(tái)管理、共享、服務(wù)及應(yīng)用所需的運(yùn)行環(huán)境，包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器集群系統(tǒng)及存儲(chǔ)備份系統(tǒng)等。根據(jù)平臺(tái)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的不同，建設(shè)了涉密版、政務(wù)版及公眾版3個(gè)版本的基礎(chǔ)支撐環(huán)境。

(2) 數(shù)據(jù)資源層是支撐平臺(tái)的各種數(shù)據(jù)資源，包含基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。平臺(tái)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括電子地圖數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、地理實(shí)體數(shù)據(jù)、路網(wǎng)數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、全景數(shù)據(jù)等，專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括來源于國(guó)土、房管、公安、綜治等各委辦局的專題地理信息數(shù)據(jù)。

(3) 服務(wù)平臺(tái)層是整個(gè)撫州公共平臺(tái)的關(guān)鍵層，包括根據(jù)多數(shù)用戶對(duì)地理信息應(yīng)用共性需求而設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的系列標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口如OGC標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)、Web Service服務(wù)接口及應(yīng)用開發(fā)接口，同時(shí)還包括在此基礎(chǔ)上建立的在線服務(wù)系統(tǒng)和運(yùn)維管理系統(tǒng)[5-6]。

(4) 應(yīng)用層是數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)的應(yīng)用表現(xiàn)，面向政府部門、企事業(yè)單位及社會(huì)公眾提供服務(wù)資源及開發(fā)接口，用戶可以根據(jù)平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)及功能服務(wù)拓展自己的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)?；趽嶂莸乩硇畔⒐财脚_(tái)開展的應(yīng)用已經(jīng)涵蓋了國(guó)土、公安、房管、綜治、公眾等多個(gè)領(lǐng)域，并將在城管、不動(dòng)產(chǎn)登記、稅務(wù)、交通、規(guī)劃等更多領(lǐng)域開展應(yīng)用。

圖1 平臺(tái)總體架構(gòu)

2 平臺(tái)建設(shè)實(shí)現(xiàn)

數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)建設(shè)的主要內(nèi)容包括在線數(shù)據(jù)集、在線服務(wù)系統(tǒng)、運(yùn)維管理系統(tǒng)及支撐環(huán)境等幾個(gè)方面的建設(shè)。下面重點(diǎn)闡述平臺(tái)數(shù)據(jù)集制作、在線服務(wù)系統(tǒng)及支撐環(huán)境建設(shè)。

2.1 在線數(shù)據(jù)集

數(shù)據(jù)集是地理信息公共平臺(tái)的核心內(nèi)容，是在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)上通過數(shù)據(jù)提取、擴(kuò)充和重組等加工過程形成的面向服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)[7]，撫州地理信息公共平臺(tái)建設(shè)的在線數(shù)據(jù)集包括矢量電子地圖、影像電子地圖、2.5維電子地圖、地名地址、路網(wǎng)及360°全景三維。

2.1.1 矢量、影像電子地圖數(shù)據(jù)

數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)完成了撫州市城區(qū)80 km2的18～20級(jí)，以及撫州市整個(gè)臨川區(qū)15～17級(jí)矢量及影像電子地圖，其余范圍及級(jí)別通過調(diào)用國(guó)家天地圖及省級(jí)天地圖服務(wù)地址實(shí)現(xiàn)。電子地圖是通過對(duì)矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)進(jìn)行電子地圖制作而形成的色彩協(xié)調(diào)、符號(hào)形象、重點(diǎn)突出、圖面美觀的屏幕顯示地圖。撫州地理信息公共平臺(tái)矢量電子地圖以不同比例尺矢量基礎(chǔ)地形要素?cái)?shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分級(jí)、可視化設(shè)置、符號(hào)化處理、注記添加、分級(jí)配圖、圖面整飾、切片緩存等步驟制作而成。影像電子地圖則以撫州數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行敏感和涉密市域保密處理，并配以矢量線劃和適量注記制作而成。圖2是數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)制作的電子地圖效果。

2.1.2 地名地址數(shù)據(jù)

撫州地名地址數(shù)據(jù)通過從多尺度的地形圖數(shù)據(jù)中提取整理、實(shí)地調(diào)繪等多種技術(shù)手段，采集內(nèi)容分為自然地理實(shí)體名稱和人文地理實(shí)體名稱[8]，包括山、山峰、山丘、河、湖、海的名稱，省、市、縣、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)等行政區(qū)域的名稱，居民地、城鎮(zhèn)街巷、小區(qū)、門(樓)址、標(biāo)志物名和興趣點(diǎn)的名稱，專業(yè)部門管理的具有地名功能的臺(tái)、站、場(chǎng)、港、名勝古跡、紀(jì)念地的名稱，企事業(yè)單位的名稱等。采集的地名地址需要經(jīng)過分類處理、屬性編輯、地址編碼等操作。圖3為撫州地名地址數(shù)據(jù)。

圖3 撫州地名地址數(shù)據(jù)

2.1.3 路網(wǎng)數(shù)據(jù)

撫州地理信息公共平臺(tái)路網(wǎng)數(shù)據(jù)是從基礎(chǔ)地形要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)道路層中提取出道路中心線，基于道路中心線的拓?fù)潢P(guān)系、網(wǎng)絡(luò)關(guān)系及屬性信息，構(gòu)建道路的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，建立路網(wǎng)的連通性，并通過設(shè)置相應(yīng)的高程屬性、道路轉(zhuǎn)彎規(guī)則、距離屬性、時(shí)間成本屬性、道路等級(jí)屬性等來控制路網(wǎng)的計(jì)算方式。圖4為平臺(tái)路網(wǎng)拓?fù)鋱D。

2.1.4 2.5維電子地圖

平臺(tái)制作了撫州中心城區(qū)13 km2的2.5維電子地圖，將撫州真三維模型數(shù)據(jù)按一定角度進(jìn)行渲染，經(jīng)過圖幅修正與補(bǔ)充、分區(qū)圖拼接、接邊要素補(bǔ)充、添加標(biāo)注，坐標(biāo)配準(zhǔn)、地圖切片及地圖發(fā)布制作而成，同時(shí)平臺(tái)還能實(shí)現(xiàn)基于2.5維電子地圖的鼠標(biāo)懸停顯示建筑物名稱功能，便于用戶快速定位感興趣信息。圖5為撫州2.5維電子地圖效果。

圖4 平臺(tái)路網(wǎng)拓?fù)鋱D

圖5 撫州2.5維電子地圖效果

2.1.5 360°全景三維

數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)的360°全景三維利用魚眼鏡頭的全景相機(jī)獲取圖像，然后按照全景圖像拼接算法尋找圖像重疊區(qū)域；由于重疊區(qū)域一般會(huì)產(chǎn)生銳利的圖像邊緣，為了實(shí)現(xiàn)相鄰圖像的自然過渡，平臺(tái)采用像素權(quán)重計(jì)算方法進(jìn)行圖像融合，從而形成無縫拼接的全景圖像；最后將制作好的全景進(jìn)行發(fā)布，形成網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的全景數(shù)據(jù)。圖6為撫州地理信息公共平臺(tái)全景三維效果，平臺(tái)制作了覆蓋撫州市171個(gè)景點(diǎn)447個(gè)全景三維數(shù)據(jù)，使用戶足不出戶就能領(lǐng)略撫州的美景[9]。

2.2 在線服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)

數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)在線服務(wù)系統(tǒng)是平臺(tái)面向用戶提供各種在線服務(wù)的窗口，也是平臺(tái)在線數(shù)據(jù)集集中展現(xiàn)、服務(wù)調(diào)用的出口。各種地理信息成果通過在線服務(wù)系統(tǒng)組合、封裝成在線服務(wù)，滿足用戶對(duì)地理信息的查詢、定位、分析需求。在線服務(wù)系統(tǒng)通過門戶網(wǎng)站向用戶提供地圖應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)接口服務(wù)、數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)、服務(wù)注冊(cè)管理服務(wù)和二次開發(fā)服務(wù)等功能，滿足用戶的不同需求[10-12]。

2.2.1 地圖應(yīng)用服務(wù)

地圖應(yīng)用服務(wù)主要體現(xiàn)在門戶電子地圖系統(tǒng)，數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)門戶電子地圖系統(tǒng)具有地圖搜索、駕車出行、全景瀏覽及地圖基本操作功能；同時(shí)系統(tǒng)為用戶提供了國(guó)家級(jí)、省級(jí)和撫州市級(jí)等不同級(jí)別的矢量、影像、2.5維電子地圖，用戶既可在線使用，也可利用服務(wù)接口進(jìn)行在線調(diào)用；系統(tǒng)還具備專題地圖制作功能，滿足對(duì)空間定位要求不高、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)依賴較小的政府部門、社會(huì)大眾的專題地圖制作需求。

2.2.2 數(shù)據(jù)接口服務(wù)

平臺(tái)為用戶提供多種形式的接口服務(wù)，滿足用戶在線調(diào)用、共享交換的需求。數(shù)據(jù)接口服務(wù)包含符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)(WFS)、網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)(WMS)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋服務(wù)(WCS)、網(wǎng)絡(luò)切片地圖服務(wù)(WMTS)、目錄服務(wù)(CSW)、地名地址要素服務(wù)(WFS-G)，以及SOAP、REST等Web Service服務(wù)。

2.2.3 數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)

平臺(tái)數(shù)據(jù)發(fā)布功能用于將數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)，并將數(shù)據(jù)共享給其他部門，其他部門也可以將自己可共享的專題數(shù)據(jù)發(fā)布到平臺(tái)上，供平臺(tái)用戶調(diào)用訪問。用戶要以規(guī)定的形式(如標(biāo)準(zhǔn)OGC服務(wù))發(fā)布數(shù)據(jù)，并在平臺(tái)上注冊(cè)其數(shù)據(jù)的訪問接口。

2.2.4 服務(wù)注冊(cè)管理服務(wù)

第三方用戶可以將自己的服務(wù)通過第三方服務(wù)的形式注冊(cè)到平臺(tái)上進(jìn)行管理，用戶可以通過平臺(tái)進(jìn)行服務(wù)注冊(cè)、自動(dòng)更新服務(wù)數(shù)據(jù)、對(duì)服務(wù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、聚合同類型的服務(wù)，以及對(duì)服務(wù)元數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、查詢及有效性檢查，平臺(tái)還提供服務(wù)運(yùn)行情況的統(tǒng)計(jì)分析。

2.2.5 二次開發(fā)服務(wù)

平臺(tái)提供了Web端和移動(dòng)端的二次開發(fā)接口服務(wù)，用戶可以選擇不同的開發(fā)方式，利用平臺(tái)提供的二次開發(fā)接口和服務(wù)事例，快速構(gòu)建自己的應(yīng)用程序，滿足用戶個(gè)性化定制需求。

2.3 支撐環(huán)境建設(shè)

平臺(tái)建設(shè)了涉密版、政務(wù)版及公眾版3個(gè)版本的支撐環(huán)境，3個(gè)版本采用的軟件環(huán)境相似，只是硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不同。涉密版支撐環(huán)境位于撫州市國(guó)土資源局機(jī)房，運(yùn)行于撫州市政務(wù)內(nèi)網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)與政務(wù)外網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行嚴(yán)格的物理隔離。政務(wù)版及公眾版充分利用撫州市政府信息辦的云計(jì)算環(huán)境搭建，運(yùn)用虛擬化技術(shù)，構(gòu)建服務(wù)器集群，按需獲取平臺(tái)運(yùn)行所需計(jì)算資源，保證了在不斷增長(zhǎng)的服務(wù)及應(yīng)用需求下的資源適配調(diào)度[13-14]。圖7為政務(wù)版及公眾版平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。政務(wù)版在電子政務(wù)外網(wǎng)云計(jì)算資源池中利用虛擬化技術(shù)，虛擬出平臺(tái)運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、GIS服務(wù)器及Web服務(wù)器，構(gòu)建分布式服務(wù)器集群，再通過交換機(jī)、路由器及VPN、WAF等安全設(shè)備接入政務(wù)外網(wǎng)用戶[15]。公眾版與政務(wù)版網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似，只是最終接入互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

3 平臺(tái)典型應(yīng)用

數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)采用在線調(diào)用、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)、定制開發(fā)、服務(wù)前置等多種應(yīng)用模式完成了國(guó)土資源一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、平安城市綜合應(yīng)用管理系統(tǒng)、房產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、維穩(wěn)綜治信息平臺(tái)、天地圖·撫州電子地圖、撫州才子文化信息系統(tǒng)、撫州旅游信息系統(tǒng)、撫州農(nóng)產(chǎn)品推廣應(yīng)用APP 8個(gè)應(yīng)用示范。其中代表性的典型應(yīng)用示范有以下幾個(gè)方面，如圖8所示。

圖8 典型示范應(yīng)用

3.1 國(guó)土資源一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

撫州國(guó)土資源一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)將公共平臺(tái)提供的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)與國(guó)土部門專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)如土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、基本農(nóng)田數(shù)據(jù)、建設(shè)用地審批數(shù)據(jù)、土地執(zhí)法監(jiān)察數(shù)據(jù)等多源信息集合，構(gòu)建統(tǒng)一的國(guó)土資源開發(fā)利用、監(jiān)督管理及保護(hù)平臺(tái)，為科學(xué)合理的利用國(guó)土資源提供有力的平臺(tái)支撐。

3.2 維穩(wěn)綜治信息平臺(tái)

撫州維穩(wěn)綜治信息平臺(tái)通過疊加數(shù)字撫州公共平臺(tái)的矢量和影像底圖，實(shí)現(xiàn)了GIS流管應(yīng)用、GIS綜合預(yù)警、人口分析、矛盾糾紛動(dòng)態(tài)監(jiān)控等功能。系統(tǒng)的運(yùn)行為社會(huì)管理部門在維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定、保障人身安全方面提供了高效的信息化平臺(tái)。

3.3 天地圖·撫州電子地圖

系統(tǒng)提供國(guó)家級(jí)天地圖、省級(jí)天地圖和撫州市級(jí)等不同級(jí)別的地圖數(shù)據(jù)，提供矢量、影像及2.5維電子地圖數(shù)據(jù)的瀏覽、在線切換，以及地圖搜索、駕車出行、地圖糾錯(cuò)、全景瀏覽等功能，在政府決策、重大規(guī)劃、重大工程建設(shè)、服務(wù)百姓生活等方面發(fā)揮了積極作用。

3.4 撫州市才子文化信息系統(tǒng)

撫州素有“才子之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。為了體現(xiàn)撫州的文化底蘊(yùn)，宣傳撫州的教育特色，才子文化信息系統(tǒng)融合多項(xiàng)技術(shù)，開發(fā)了文化教育、歷史名人、名人佳作、宗教寺廟、書院文化等功能模塊。系統(tǒng)結(jié)合全景、音頻、圖片全方位展示撫州名校風(fēng)采、各縣區(qū)每年高考升學(xué)統(tǒng)計(jì)、歷史現(xiàn)代名人分布、名人足跡及名人作品，進(jìn)入撫州才子文化系統(tǒng)，仿佛馳騁于文化的海洋。

4 結(jié) 語

本文從總體架構(gòu)、平臺(tái)建設(shè)實(shí)現(xiàn)及典型示范應(yīng)用3個(gè)方面介紹了數(shù)字撫州地理信息公共平臺(tái)的建設(shè)及應(yīng)用情況。平臺(tái)自運(yùn)行以來，在撫州市政府有關(guān)部門發(fā)揮了重要作用，能夠?yàn)檎鞑块T及社會(huì)公眾提供權(quán)威、唯一、通用的地理信息支撐和服務(wù)，推動(dòng)了撫州市地理信息快速發(fā)展，為撫州的信息化建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了保障。