市級(jí)國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)建設(shè)

胡新力

（贛州市自然資源局 江西省贛州市 341000）

1 建設(shè)背景

自自然資源部掛牌以來(lái)，國(guó)家多次印發(fā)相關(guān)意見(jiàn)指導(dǎo)自然資源與國(guó)土空間規(guī)劃工作。根據(jù)《中共中央國(guó)務(wù)院＜關(guān)于建立國(guó)土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見(jiàn)＞》（中發(fā)〔2019〕18 號(hào)）、《自然資源部＜關(guān)于全面開展國(guó)土空間規(guī)劃工作的通知＞》（自然資發(fā)〔2019〕87 號(hào)）以及《自然資源部辦公廳＜關(guān)于開展國(guó)土空間規(guī)劃“一張圖”建設(shè)和現(xiàn)狀評(píng)估工作的通知＞》（自然資辦發(fā)〔2019〕38 號(hào)）等的相關(guān)要求，國(guó)土空間規(guī)劃編制審批和實(shí)施管理工作，應(yīng)利用信息化手段，建設(shè)完善國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)，統(tǒng)一一張底圖。2019年11月，自然資源部印發(fā)《自然資源部信息化建設(shè)總體方案》，明確提出建設(shè)自然資源“一張網(wǎng)”、三維立體自然資源“一張圖”、國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)，并以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、自然資源監(jiān)管決策、“互聯(lián)網(wǎng)+自然資源政務(wù)服務(wù)”三大應(yīng)用體系。

圖1：贛州市國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)建設(shè)框架

在自然資源統(tǒng)一管理的新時(shí)期，自然資源部門的信息化建設(shè)急需建立統(tǒng)一的國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)，通過(guò)整合各類空間關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、建立統(tǒng)一的國(guó)土空間基礎(chǔ)信息資源管理與服務(wù)體系，為國(guó)土空間規(guī)劃編制和監(jiān)督實(shí)施以及國(guó)土空間用途管制、國(guó)土空間開發(fā)利用監(jiān)測(cè)監(jiān)管、國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)等提供數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)保障。

2 建設(shè)框架

圖2：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

圖3：數(shù)據(jù)同步分發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景

圖4：通用應(yīng)用服務(wù)模塊設(shè)計(jì)

圖5：專題應(yīng)用服務(wù)模塊設(shè)計(jì)

贛州市國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)為贛州自然資源局統(tǒng)一基礎(chǔ)支撐平臺(tái)，支撐國(guó)土空間規(guī)劃“一張圖”實(shí)施監(jiān)督信息系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)審批系統(tǒng)、自然資源綜合監(jiān)管等內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)，還將實(shí)現(xiàn)和省級(jí)國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接、和贛州市委辦局業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接以及集成對(duì)接縣級(jí)國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)。

贛州市國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)建設(shè)框架如圖1 所示。

3 技術(shù)路線

3.1 全空間數(shù)據(jù)模型，服務(wù)全要素三維自然資源一張圖表達(dá)與分析

以二三維一體化GIS 技術(shù)為基礎(chǔ)框架，支持傾斜攝影、BIM、激光點(diǎn)云等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的無(wú)縫融合，支持不規(guī)則四面體網(wǎng)格和體元柵格的管理和分析，為國(guó)土空間地下、地表、地上以及三維場(chǎng)景的全空間表達(dá)與分析提供支撐，為城市脈絡(luò)、山水格局、視廊分析等提供支撐。

3.2 云原生架構(gòu)，服務(wù)自然資源及智慧城市全領(lǐng)域

采用云原生架構(gòu)，按照大平臺(tái)、輕應(yīng)用、微服務(wù)的思路，構(gòu)建贛州市國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)，作為贛州市自然資源數(shù)據(jù)和服務(wù)出入口，提供在線工作平臺(tái)以及數(shù)據(jù)服務(wù)、分析服務(wù)、應(yīng)用專題服務(wù)等API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序接口），服務(wù)自然資源相關(guān)規(guī)劃、審批、監(jiān)管、決策的全過(guò)程應(yīng)用；在橫向上，連通區(qū)域公共信息平臺(tái)，服務(wù)城市規(guī)劃、建設(shè)、管理、運(yùn)行等全過(guò)程應(yīng)用。

3.3 時(shí)空大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速分析與可視化應(yīng)用

將IT 大數(shù)據(jù)技術(shù)融入空間數(shù)據(jù)管理、空間分析、流數(shù)據(jù)處理與可視化等方面，基于分布式空間數(shù)據(jù)引擎，提供密度分析、聚合分析等空間大數(shù)據(jù)算子，疊加分析、緩沖區(qū)分析等經(jīng)典空間分析算子，支持億級(jí)數(shù)據(jù)快速發(fā)布與實(shí)時(shí)渲染，提供二/三維、動(dòng)/靜態(tài)兼具的可視化效果，為國(guó)土空間規(guī)劃編制、實(shí)施監(jiān)督等提供更快更強(qiáng)的應(yīng)用支撐。

4 建設(shè)內(nèi)容

根據(jù)《關(guān)于推進(jìn)國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)建設(shè)的通知》（國(guó)土資發(fā)〔2017〕83 號(hào)）和《關(guān)于開展國(guó)土空間規(guī)劃“一張圖”建設(shè)和現(xiàn)狀評(píng)估工作的通知》（贛自然資辦發(fā)【2019】107 號(hào)）建設(shè)要求，結(jié)合贛州市實(shí)際情況，建設(shè)完善贛州市統(tǒng)一的國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)，包含機(jī)制建設(shè)、云資源管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、通用應(yīng)用服務(wù)、專題應(yīng)用服務(wù)和平臺(tái)門戶等。

4.1 機(jī)制建設(shè)

通過(guò)構(gòu)建贛州市統(tǒng)一的國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)，形成自然資源數(shù)據(jù)分布式統(tǒng)一管理機(jī)制；形成數(shù)據(jù)共享服務(wù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)與政府部門的協(xié)同；依托市數(shù)據(jù)交換中心和“贛服通”，形成與政府各部門等外部數(shù)據(jù)匯集與獲取機(jī)制。

4.2 云資源管理

云資源管理系統(tǒng)是全面掌握、管理、監(jiān)控贛州市國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)各部門用戶對(duì)平臺(tái)使用情況的綜合型支撐環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理資源、虛擬資源及基礎(chǔ)設(shè)施租賃、GIS 資源管理、數(shù)據(jù)資源、業(yè)務(wù)應(yīng)用與服務(wù)、平臺(tái)類服務(wù)及云安全的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的統(tǒng)一監(jiān)控、調(diào)度、審計(jì)。

4.2.1 云基礎(chǔ)設(shè)施管理

通過(guò)向政府云申請(qǐng)計(jì)算資源、物理存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、數(shù)據(jù)庫(kù)資源、GIS 資源等基礎(chǔ)設(shè)施資源，主要包括云GIS 資源管理、云租戶申請(qǐng)門戶、云用戶自服務(wù)門戶、云GIS 服務(wù)管理四個(gè)模塊，依托這些主要模塊提供針對(duì)分布式架構(gòu)、云環(huán)境下IT 資源自動(dòng)注冊(cè)管理及維護(hù)；綜合實(shí)時(shí)監(jiān)控資源運(yùn)行情況、資源占用情況，對(duì)資源負(fù)載能力進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)、預(yù)警；并提供云租戶申請(qǐng)和管理，根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行資源調(diào)度與分配，使IT 系統(tǒng)的運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

4.2.2 云服務(wù)資源管理

云服務(wù)資源管理提供國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)中各類服務(wù)的適配封裝、服務(wù)注冊(cè)、資源編目、服務(wù)發(fā)布、服務(wù)配置管理、運(yùn)行監(jiān)控、服務(wù)啟動(dòng)/停止、版本管理等服務(wù)資源生命周期管理，以及對(duì)服務(wù)資源的檢索、調(diào)度。

4.2.3 云數(shù)據(jù)資源管理

云數(shù)據(jù)資源管理提供針對(duì)分布式數(shù)據(jù)資源的接入管理、數(shù)據(jù)編目、數(shù)據(jù)發(fā)布、數(shù)據(jù)源監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)調(diào)度、虛擬化部署等方面的管理，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)資源運(yùn)行情況，并根據(jù)應(yīng)用需要進(jìn)行資源調(diào)度與分配。

4.3 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，包括大數(shù)據(jù)處理工具、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)建模工具、分布式索引建立、數(shù)據(jù)檢查與入庫(kù)、數(shù)據(jù)瀏覽與查詢、元數(shù)據(jù)管理、地圖實(shí)時(shí)渲染、數(shù)據(jù)提取、專題圖制作、成果輸出、地名地址管理、數(shù)據(jù)更新與歷史數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分發(fā)、系統(tǒng)配置等功能，滿足海量、多源（元）多類型數(shù)據(jù)檢查入庫(kù)、統(tǒng)一組織、分布式存儲(chǔ)、集中管理、動(dòng)態(tài)更新的需要。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)如圖2 所示。

4.3.1 數(shù)據(jù)建模

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)抽取接口或直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)源，分別提取空間與屬性數(shù)據(jù)，并對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、投影變換、統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼、統(tǒng)一時(shí)間標(biāo)志等，對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢錯(cuò)、信息合并等，再將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，形成抽取后的時(shí)空數(shù)據(jù)。

4.3.2 大數(shù)據(jù)處理

充分利用分布式計(jì)算框架的優(yōu)勢(shì)，提供大數(shù)據(jù)向分布式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的各類處理工具，并支持自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理方案，解決大數(shù)據(jù)向分布式架構(gòu)過(guò)渡的數(shù)據(jù)處理、更新和維護(hù)的需求。

4.3.3 數(shù)據(jù)瀏覽與查詢

支持?jǐn)?shù)據(jù)資源的要素空間和屬性查詢、綜合查詢、授權(quán)查詢、數(shù)據(jù)相關(guān)日志查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析查詢等，能夠從不同的角度，詳細(xì)展示數(shù)據(jù)資源要素特征、數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)操作和統(tǒng)計(jì)等信息。可設(shè)置查詢結(jié)果返回的字段名稱、返回的數(shù)據(jù)量、分頁(yè)信息。

4.3.4 元數(shù)據(jù)管理

支持?jǐn)?shù)據(jù)資源元數(shù)據(jù)模板的編輯、元數(shù)據(jù)增加、刪除、修改等功能，提供對(duì)業(yè)務(wù)元數(shù)據(jù)來(lái)源的管理和差異性對(duì)比功能，提供元數(shù)據(jù)的查詢、比較和追溯功能，實(shí)現(xiàn)國(guó)土數(shù)據(jù)資源元數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。

4.3.5 數(shù)據(jù)提取

根據(jù)空間范圍、坐標(biāo)文件、屬性條件和標(biāo)準(zhǔn)分幅，對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)提取，支持?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容的運(yùn)算處理操作，如數(shù)學(xué)計(jì)算、日期格式處理等，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)或特定格式的輸出。

4.3.6 專題圖制作

基于自然資源基礎(chǔ)信息和地圖實(shí)時(shí)渲染能力，充分發(fā)揮現(xiàn)有自然資源大數(shù)據(jù)的作用，開展國(guó)土空間布局、用途管制等專題圖的制作研究，實(shí)現(xiàn)快速制圖出圖的業(yè)務(wù)需要，為行政審批、空間監(jiān)管提供更好的服務(wù)。

4.3.7 成果輸出

按行政區(qū)或任意區(qū)域，輸出空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)以及其他格式數(shù)據(jù)，形成不同的數(shù)據(jù)格式。對(duì)于生成的各類統(tǒng)計(jì)分析結(jié)構(gòu)提供輸出功能，輸出可以Word、PDF、Excel、JPEG 等電子格式保存，也可直接打印輸出。

4.3.8 數(shù)據(jù)更新與歷史管理

支持對(duì)海量數(shù)據(jù)的更新和維護(hù)。更新包括批量更新和單條更新。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新；支持人工更新，也支持通過(guò)命令進(jìn)行更新；自動(dòng)生成數(shù)據(jù)更新報(bào)告；支持?jǐn)?shù)據(jù)更新歷史回溯與查詢統(tǒng)計(jì)；支持?jǐn)?shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新機(jī)制的維護(hù)。

4.3.9 數(shù)據(jù)同步分發(fā)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)同步分發(fā)系統(tǒng)基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分發(fā)同步和一致性驗(yàn)證等標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，用于市局內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)之間，以及市局與區(qū)縣局之間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)的分發(fā)、交換、同步與共享。市局與省廳之間的數(shù)據(jù)交換由省廳統(tǒng)一部署的數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)完成。

數(shù)據(jù)同步分發(fā)業(yè)務(wù)場(chǎng)景如圖3 所示。

4.4 通用應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)

通用應(yīng)用服務(wù)針對(duì)國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)對(duì)大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)空間信息基礎(chǔ)服務(wù)的功能需求，提供數(shù)據(jù)服務(wù)、基礎(chǔ)服務(wù)、接口服務(wù)等通用應(yīng)用服務(wù)，為贛州市自然資源局及其政府部門的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供基礎(chǔ)空間信息服務(wù)，支撐國(guó)土空間規(guī)劃編制、自然資源統(tǒng)一管理、用途管制、開發(fā)利用保護(hù)、資源綜合監(jiān)管、行政審批、輔助決策支持等空間信息基礎(chǔ)服務(wù)應(yīng)用。通用應(yīng)用服務(wù)模塊設(shè)計(jì)如圖4 所示。

系統(tǒng)提供通用的CSW、WMTS、WMS、WFS、WCS、WPS等標(biāo)準(zhǔn)OGC 服務(wù)、REST、KML 服務(wù)等。系統(tǒng)所有的應(yīng)用服務(wù)均支持在線使用、服務(wù)協(xié)議、API 以及SDK（Java/iOS/Android）。

4.5 專題應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)

專題應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，對(duì)市縣自然資源局和各部門提供規(guī)劃應(yīng)用服務(wù)、行政審批服務(wù)、監(jiān)管應(yīng)用服務(wù)、決策應(yīng)用服務(wù)、資源評(píng)價(jià)應(yīng)用服務(wù)以及公眾查詢應(yīng)用服務(wù)。各類專題應(yīng)用服務(wù)可通過(guò)專題應(yīng)用構(gòu)建工具構(gòu)建完成，或者通過(guò)直接編碼形式定制開發(fā)，均支持以標(biāo)準(zhǔn)API 的形式發(fā)布，以統(tǒng)一門戶的形式對(duì)外展現(xiàn)，支撐各類規(guī)劃編制、自然資源統(tǒng)一管理、用途管制、開發(fā)利用保護(hù)、資源綜合監(jiān)管、行政審批、輔助決策支持等應(yīng)用。其中，專題應(yīng)用構(gòu)建工具是一個(gè)數(shù)據(jù)模型綜合開發(fā)環(huán)境，主要用于進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、模型管理，探索海量孤立、異構(gòu)數(shù)據(jù)下隱藏的數(shù)據(jù)間關(guān)系，挖掘大數(shù)據(jù)中沉淀的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。分析模型構(gòu)建系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)（文本處理技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)方法、統(tǒng)計(jì)方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法），借助于圖形化手段，提供針對(duì)國(guó)土空間基礎(chǔ)信息的指標(biāo)定制、分析模型定制以及分析結(jié)果可視化構(gòu)建服務(wù)，為用戶決策提供直接的技術(shù)支持。

專題應(yīng)用服務(wù)模塊設(shè)計(jì)如圖5 所示。

4.6 平臺(tái)云服務(wù)門戶

平臺(tái)云服務(wù)門戶是了解國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)的窗口，門戶通過(guò)統(tǒng)一的身份認(rèn)證體系，確保平臺(tái)的安全，實(shí)現(xiàn)資源的整合、查找、共享及資源統(tǒng)一管理。

4.6.1 資源整合

具有各類資源快速整合能力，需將分散的、異構(gòu)的地圖、服務(wù)、場(chǎng)景、數(shù)據(jù)、應(yīng)用等資源快速整合到門戶中。

4.6.2 資源查找

具有快速查找地圖、服務(wù)、場(chǎng)景、應(yīng)用等各類資源的能力，支持通過(guò)模糊搜索、分類過(guò)濾、標(biāo)簽過(guò)濾、分類排序等多種方式進(jìn)行各類資源的快速定位，同時(shí)支持自定義目錄過(guò)濾。

4.6.3 資源共享

具有服務(wù)各類資源共享能力，支持對(duì)多源服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的權(quán)限控制能力，提供對(duì)注冊(cè)的多源服務(wù)進(jìn)行代理功能，隱藏原始服務(wù)地址。

4.6.4 資源管理

具有完備的資源管理能力，管理員可以對(duì)門戶中各類資源進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)維管理，還可以配置組織結(jié)構(gòu)，分配不同的部門管理員，在門戶中管理各自部門的資源。

5 結(jié)語(yǔ)

贛州市國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)的建設(shè)是國(guó)家推進(jìn)自然資源統(tǒng)一管理、業(yè)務(wù)統(tǒng)一協(xié)調(diào)、國(guó)土空間統(tǒng)一規(guī)劃、國(guó)土空間用途管制工作而提出的明確要求，也是贛州市國(guó)土空間規(guī)劃編制的重要工作任務(wù)。平臺(tái)的建設(shè)，推動(dòng)了大數(shù)據(jù)在自然資源管理、尤其是國(guó)土空間規(guī)劃工作中的應(yīng)用，有利于建立“用數(shù)據(jù)說(shuō)話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的管理新機(jī)制，有利于促進(jìn)國(guó)土空間治理能力的現(xiàn)代化水平，有利于更好地適應(yīng)國(guó)家機(jī)構(gòu)改革背景下自然資源管理的新形式新要求。