規(guī)劃和自然資源一體化數(shù)據(jù)管理與服務平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與應用

鄧汝艷

(廣州市規(guī)劃和自然資源自動化中心，廣東 廣州 510030)

1 自然資源一體化數(shù)據(jù)管理與服務概念

1.1 背景

在新時代背景下，為了加強對自然資源的管理和應用，政府部門機構(gòu)進行了改革，對數(shù)據(jù)資產(chǎn)進行整合，建立了自然資源一體化數(shù)據(jù)管理與服務平臺，實現(xiàn)了自然資源的統(tǒng)一管理。在此過程中，要按照具體標準，整合和規(guī)范土地、地質(zhì)和測繪地理信息數(shù)據(jù)等，完善數(shù)據(jù)管理體系，保證自然資源應用和管理的有效性。

數(shù)據(jù)是資產(chǎn)，在“統(tǒng)一行使國土空間規(guī)劃管控、統(tǒng)一行使自然資源管理”的新要求下，加強數(shù)據(jù)資產(chǎn)整合，研究建立自然資源一體化數(shù)據(jù)管理與服務平臺，以數(shù)據(jù)一體化為驅(qū)動，賦能規(guī)劃和自然資源業(yè)務協(xié)同和融合，激發(fā)規(guī)劃和自然資源管理新活力，十分重要和必要。

1.2 概念

大數(shù)據(jù)時代，各種先進技術(shù)在自然資源數(shù)據(jù)處理中得到了有效應用，其中的數(shù)據(jù)整合方案，主要是利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和通信，達到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)內(nèi)容統(tǒng)一的目的，實現(xiàn)分布式異構(gòu)和全方位的共享，其空間和時態(tài)是并存的，有效消除信息孤島，且具有一定的行政保密性，存儲量也是非常大的。

自然資源數(shù)據(jù)整合過程中，需要打通內(nèi)外各應用系統(tǒng)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等工作。自然資源一體化數(shù)據(jù)管理主要是通過數(shù)據(jù)地圖和關(guān)聯(lián)圖譜等，然后合理應用數(shù)據(jù)中臺，實現(xiàn)對資源和數(shù)據(jù)的數(shù)字化處理、對資產(chǎn)服務和服務業(yè)務等的統(tǒng)一管理。因此，為加強平臺和技術(shù)的有效應用，要從其概念出發(fā)，對多類型和多結(jié)構(gòu)空間的屬性進行綜合分析，保證自然資源數(shù)據(jù)的有效性。

2 規(guī)劃和自然資源一體化數(shù)據(jù)管理與服務平臺設計

2.1 總體框架

一體化數(shù)據(jù)管理模式和服務平臺的設計，主要由當?shù)氐恼畽C構(gòu)和專業(yè)部門牽頭，建立地理空間數(shù)據(jù)服務平臺，完善微服務治理體系，根據(jù)自然資源業(yè)務、數(shù)據(jù)資產(chǎn)以及基本地理空間情況，完善去中心化自然資源一體化微服務中臺。

在對規(guī)劃和自然資源一體化數(shù)據(jù)服務平臺進行設計的過程中，必須按照自然資源數(shù)據(jù)庫的特點，調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)標準和規(guī)范，運用云計算、大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建“整體聯(lián)動、數(shù)據(jù)共享”的一體化信息服務平臺，滿足“互聯(lián)網(wǎng)+政務服務”對自然資源數(shù)據(jù)的要求。此外，還要應用數(shù)據(jù)資源目錄動態(tài)構(gòu)建技術(shù)，對土地、礦產(chǎn)和地質(zhì)等業(yè)務和數(shù)據(jù)信息進行動態(tài)管理，實現(xiàn)對全業(yè)務流程和內(nèi)容的二次梳理，對圖/文檔和內(nèi)外互聯(lián)等內(nèi)容進行完善。

這種平臺也面向行業(yè)中的PaaS云平臺，可以對資源數(shù)據(jù)等內(nèi)容進行有效整合，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享。為強化自然資源一體化數(shù)據(jù)管理與服務平臺的服務能力，實現(xiàn)業(yè)務的靈活應變，科學設計中臺架構(gòu)，為促進自然資源的一體化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)資源空間服務平臺示意如圖1所示。

圖1 總體數(shù)據(jù)資源空間服務平臺

2.2 技術(shù)框架

除引入先進的數(shù)據(jù)化技術(shù)外，必須結(jié)合《自然資源部信息化建設總體方案》等相關(guān)規(guī)定，建設安全、高效、數(shù)字化的自然資源管理和服務平臺，實現(xiàn)信息共享協(xié)同，構(gòu)筑全方位和多層面的數(shù)據(jù)管理體系。必須滿足自然資源一體化業(yè)務的連續(xù)性要求、重要數(shù)據(jù)容災備份的要求，在對平臺進行設計時，積極采用可伸縮的集群部署模式，為平臺中的各類系統(tǒng)提供高性能的運行環(huán)境[1]。

需提前對注冊、配置、限流、負載均衡以及鏈路跟蹤等內(nèi)容進行整合和完善，加強去中心化技術(shù)架構(gòu)在平臺中的應用，提高資源質(zhì)量，為平臺高效運行提供條件。同時，還應加強系統(tǒng)中各個微應用之間的協(xié)調(diào)配合能力，采用RPC(Remote Procedure Call，遠程過程調(diào)用)系統(tǒng)，為平臺的安全運行提供保障。

3 自然資源一體化數(shù)據(jù)管理與服務平臺關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 基于一體化數(shù)據(jù)模型驅(qū)動整合建庫技術(shù)

數(shù)據(jù)模型驅(qū)動整合建庫技術(shù)是自然資源一體化數(shù)據(jù)管理與服務平臺構(gòu)建主要技術(shù)之一，它可以對自然資源大數(shù)據(jù)進行有效整合，主要采用“圖形驅(qū)動業(yè)務”的思路，能夠充分利用已有數(shù)據(jù)庫成果，對流程中的數(shù)據(jù)進行調(diào)研與分析，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。驅(qū)動整合建庫技術(shù)還可依托現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，便于技術(shù)人員對數(shù)據(jù)分析和檢查、數(shù)據(jù)預處理和關(guān)聯(lián)關(guān)系建立等工作內(nèi)容進行整合，為自然資源大數(shù)據(jù)一體化的管理以及服務業(yè)務的穩(wěn)定運行建立基礎(chǔ)。在進行驅(qū)動整合建庫的過程中，要采用“分布存儲和集中管理”的建設思路，對沒有建庫的數(shù)據(jù)，采用標準化方式進行新建[2]。對已建庫的數(shù)據(jù)進行整合和管理時，采用動態(tài)視圖“引流”等方式，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。最后還要進行數(shù)據(jù)聯(lián)動更新，也就是在統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，對緩沖資源池進行合理的數(shù)據(jù)更新并將數(shù)據(jù)變化前后的屬性信息以及業(yè)務信息等進行記錄，應用驅(qū)動整合建庫技術(shù)將其存儲在一體化的數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)管理基本流程如表1所示。

表1 自然資源數(shù)據(jù)管理流程

3.2 跨業(yè)務、跨層級的數(shù)據(jù)聯(lián)動更新技術(shù)

為滿足自然資源數(shù)據(jù)管理的新要求，需要對業(yè)務體系、業(yè)務關(guān)系和業(yè)務事項三部分內(nèi)容和標準進行分析，完善數(shù)據(jù)聯(lián)動體系和業(yè)務管理機制，深度融合規(guī)劃、礦產(chǎn)、林業(yè)以及海洋等業(yè)務，提高業(yè)務服務體系的質(zhì)量。通過對自然資源部門三定方案等內(nèi)容的研究，以及對相關(guān)職能業(yè)務處室的調(diào)研，主要形成約10大類和300以上事項的業(yè)務體系。為實現(xiàn)業(yè)務體系數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理，需要加強對跨業(yè)務、跨層級的數(shù)據(jù)聯(lián)動更新技術(shù)的有效應用，以實現(xiàn)覆蓋土地、地質(zhì)、海洋以及林草等龐大業(yè)務數(shù)據(jù)的更新和聯(lián)動。

3.3 主題數(shù)據(jù)資源目錄動態(tài)構(gòu)建技術(shù)

遵循實用性、穩(wěn)定性、科學性和可擴展性等原則，構(gòu)建完善的自然資源數(shù)據(jù)目錄體系，實現(xiàn)動態(tài)構(gòu)建技術(shù)的有效應用。要從“數(shù)據(jù)與應用分離”原則出發(fā)，對自然資源管理中涉及的位置和面積等信息，實現(xiàn)與圖形掛接，并對統(tǒng)一對象進行描述，以實現(xiàn)對主題數(shù)據(jù)資源目錄動態(tài)構(gòu)建。

為保證空間對象在數(shù)據(jù)資源中的有效應用，發(fā)揮它在資源管理中的唯一性，要結(jié)合統(tǒng)一編碼規(guī)則對空間進行合理劃分。對空間對象進行編碼描述，不僅可以提高主題數(shù)據(jù)資源目錄的合理性，還能實現(xiàn)業(yè)務之間的關(guān)聯(lián)。

在對概念模型進行設計時，要采用面向?qū)ο蟮乃悸穼ζ渲械淖匀毁Y源數(shù)據(jù)進行描述。由于其中的對象具有抽象性、多態(tài)性和繼承性等特征，在對模型建模的過程中，除了要實現(xiàn)動態(tài)構(gòu)建，更要專注對問題本身的分析，發(fā)掘業(yè)務領(lǐng)域的主要概念，加強對邏輯模型的設計，這樣才能對自然資源業(yè)務數(shù)據(jù)進行全面建模，對基本信息、業(yè)務信息的組織與存儲等數(shù)據(jù)資源目錄進行動態(tài)構(gòu)建，幫助工作人員對資源數(shù)據(jù)業(yè)務中的關(guān)系進行梳理，完善數(shù)據(jù)管理機制，對空間關(guān)系模型進行合理構(gòu)建，集中統(tǒng)一共享，提高管理人員的服務能力。

3.4 基于流程的并行計算技術(shù)

針對海量的數(shù)據(jù)計算和統(tǒng)計需求，傳統(tǒng)的并行計算技術(shù)數(shù)據(jù)已不能滿足自然資源數(shù)據(jù)處理要求，若不及時更新，還將影響數(shù)據(jù)處理流程。為保證自然資源數(shù)據(jù)處理流程的有效性，還應加強對并行計算技術(shù)的應用。

并行計算可將一個任務分解成若干個小任務，然后協(xié)同執(zhí)行，最后完成求解。并行計算還可以實現(xiàn)多線程方式的并行計算，加強對多核計算資源的處理，不斷降低問題解決的時間。這種技術(shù)是增強解決能力和提高自然資源一體化數(shù)據(jù)管理和服務平臺性能的關(guān)鍵。在完善管理流程的基礎(chǔ)上，并行計算技術(shù)的有效應用，不僅可以節(jié)省人力和時間，還可以節(jié)約經(jīng)濟成本。如管理人員在對一個數(shù)據(jù)任務進行計算時，可將劃分為 A、B、C三個子任務，然后多線程并行同時執(zhí)行這三個子任務，不僅保存了大量數(shù)據(jù)，還大大降低了解決問題的時間，而且管理人員不需要額外的存儲器，就可以對相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進行管理和儲存。

應用并行計算技術(shù)還可以建立公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務管理數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分類，實現(xiàn)對自然資源數(shù)據(jù)信息的調(diào)查評價、計劃制定和開發(fā)利用等工作，節(jié)省工作人員的時間和精力，保障各種信息的有效性和準確性，完善監(jiān)測評估和修復保護等流程，加強不同業(yè)務信息之間的聯(lián)系，不斷提高自然資源管理的有效性。

3.5 區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)是一種先進的自然資源管理技術(shù)，本質(zhì)上是一種去中心化的分布式賬本數(shù)據(jù)庫，其中的每個節(jié)點會對整個賬本的數(shù)據(jù)進行同步共享和復制，具有信息透明等優(yōu)勢。其中的核心主要是打通節(jié)點，對自然資源如山、水、田、草、海等各類信息進行有效整合和管理，實現(xiàn)互聯(lián)互通，完善自然資源數(shù)據(jù)管理機制。

4 結(jié)束語

規(guī)劃和自然資源管理工作是促進生態(tài)文明建設的重要保障。在大數(shù)據(jù)時代背景下，加強對自然資源一體化數(shù)據(jù)管理與服務平臺的建設，合理應用并行計算、數(shù)據(jù)資源目錄動態(tài)構(gòu)建等關(guān)鍵技術(shù)，完善業(yè)務和數(shù)據(jù)管理流程，實現(xiàn)數(shù)字賦能，激發(fā)科技新活力，促進規(guī)劃和自然資源管理和治理體系現(xiàn)代化建設，推動社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。