基于GIS的科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建研究

雷文利 王曉貞 楊 雪

（安陽(yáng)市科學(xué)技術(shù)信息研究所，河南 安陽(yáng) 455000）

0 引言

黨的二十大報(bào)告指出，科技是第一生產(chǎn)力，加快實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)?？萍紕?chuàng)新資源作為科技創(chuàng)新活動(dòng)的基礎(chǔ)和保障，能夠直觀反映一個(gè)城市對(duì)創(chuàng)新活動(dòng)的投入力度、創(chuàng)新人才資源的儲(chǔ)備狀況和創(chuàng)新資源的配置結(jié)構(gòu)［1］。近年來(lái)，隨著科技管理信息化建設(shè)進(jìn)程的加快，各類業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、信息服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用積累了大量的科技創(chuàng)新資源［2］。依靠互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時(shí)代先進(jìn)的信息技術(shù)，構(gòu)建科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)，對(duì)科技創(chuàng)新資源進(jìn)行合理化的共享，將實(shí)現(xiàn)“人能盡其才，物能盡其用，貨能暢其流”的和諧狀態(tài)［3］。

1 科技創(chuàng)新資源的現(xiàn)狀

采集、整理、分析安陽(yáng)市科技創(chuàng)新資源的分布、應(yīng)用、管理等方面的現(xiàn)狀，對(duì)建設(shè)優(yōu)質(zhì)的科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)極其重要，同時(shí)有以下幾方面的問(wèn)題需要特別關(guān)注。

一是科技創(chuàng)新資源類型多樣、管理復(fù)雜，分散化特征顯著。各類科技創(chuàng)新資源由于地理位置分散、從屬行業(yè)各異、特征數(shù)據(jù)格式不一、業(yè)務(wù)管理流程不同等原因，行政部門難以對(duì)科技創(chuàng)新資源進(jìn)行有效管理和利用。

二是科技創(chuàng)新資源信息化程度不同、數(shù)據(jù)系統(tǒng)相互獨(dú)立，封閉化特征顯著。各類科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)管理復(fù)雜，未進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)字化管理，且系統(tǒng)相互獨(dú)立，未實(shí)現(xiàn)共享互通互聯(lián)，無(wú)法建立系統(tǒng)業(yè)務(wù)間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

三是呈現(xiàn)方式單一，缺乏對(duì)數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)利用，單一化特征顯著。各類科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)一般以數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)表格、報(bào)表等形式呈現(xiàn)，缺乏可視化的區(qū)域科技創(chuàng)新資源空間展示與分析。不僅缺乏對(duì)整個(gè)地區(qū)的科技創(chuàng)新資源整體發(fā)展?fàn)顩r的把控，同時(shí)也缺少各縣（市、區(qū)）科技創(chuàng)新資源的發(fā)展情況對(duì)比，既不能直觀反映科技創(chuàng)新資源的整體發(fā)展?fàn)顩r，也缺乏各縣（市、區(qū)）科技創(chuàng)新資源分布橫向縱向?qū)Ρ确治觥?/p>

綜上所述，當(dāng)前科技創(chuàng)新資源存在管理分散、資源封閉、呈現(xiàn)方式單一等諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，無(wú)法滿足新時(shí)期科技管理和創(chuàng)新發(fā)展的需求。本研究基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的信息技術(shù)，以安陽(yáng)市的科技創(chuàng)新資源為基礎(chǔ)并向外延伸，構(gòu)建專業(yè)化、可視化、智能化、動(dòng)態(tài)化的科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)，形成科技創(chuàng)新資源的共享機(jī)制。

2 關(guān)鍵技術(shù)

平臺(tái)主要運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（Geo-graphic Information System，GIS）、可視化（Visualization）等信息技術(shù)以地理標(biāo)簽形式將創(chuàng)新型企業(yè)、機(jī)構(gòu)平臺(tái)、載體、人才等各類科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，為方便科技創(chuàng)新資源管理、了解區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展、輔助政府決策、提高研發(fā)效率提供支撐［4］。

2.1 地理信息系統(tǒng)（GIS）

地理信息系統(tǒng)（GIS）是以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，根據(jù)不同用戶需求，將地理信息和業(yè)務(wù)信息進(jìn)行集成，而構(gòu)建的計(jì)算機(jī)空間信息系統(tǒng)，主要由計(jì)算機(jī)硬件、軟件、地理信息、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等要素構(gòu)成。GIS技術(shù)將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以空間立體呈現(xiàn)的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化，并為用戶尋找業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的潛在關(guān)聯(lián)或規(guī)律提供支撐［2］。

科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)基于地圖開(kāi)放平臺(tái)和科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合地理信息基礎(chǔ)技術(shù)及相關(guān)終端的硬件支持完成地圖數(shù)據(jù)標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新資源的地理定位、地圖搜索等功能，集中展現(xiàn)各類科技創(chuàng)新資源的詳細(xì)信息，打破空間障礙快速獲取附近的科技創(chuàng)新資源。

2.2 可視化技術(shù)

可視化技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成圖形或圖像，以一種更直觀形象的方式在Web前端展示出來(lái)，再進(jìn)行交互處理的信息技術(shù)。信息可視化為抽象的、非空間結(jié)構(gòu)的信息提供適當(dāng)?shù)目臻g表示形式。

在Web前端頁(yè)面，可視化通過(guò)HTML+CSS、SVG、canvas、WebGL等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，d3.js（Data-Driven Documents，簡(jiǎn)稱D3，即數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的文檔）把數(shù)據(jù)和HTML、SVG、CSS等語(yǔ)言相結(jié)合，創(chuàng)建交互式的數(shù)據(jù)可視化圖表［5］。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，配合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)獲取關(guān)鍵表征并于Web前端頁(yè)面進(jìn)行可視化展示。特別地，分類挖掘技術(shù)作為數(shù)據(jù)挖掘的步驟，根據(jù)數(shù)據(jù)的特定重要表征進(jìn)行分類，過(guò)程包括建立模型和使用模型分類，在建立模型中，通過(guò)分析屬性描述的數(shù)據(jù)庫(kù)元組來(lái)構(gòu)造模型。

科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，圍繞創(chuàng)新主體、機(jī)構(gòu)平臺(tái)、載體和人才等科技創(chuàng)新資源，采用SVG、D3及分類挖掘等技術(shù)實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新資源年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、區(qū)域科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)對(duì)比。各領(lǐng)域科技創(chuàng)新資源分布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的可視化圖表顯示，以柱狀圖、餅狀圖、熱力圖等形式進(jìn)行展現(xiàn)，用戶能快速獲取數(shù)據(jù)重點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)及相關(guān)分布情況。

3 平臺(tái)框架

基于GIS的科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)從邏輯上分為五層結(jié)構(gòu)（如圖1所示），五個(gè)層次既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，依次是用戶層、應(yīng)用層、應(yīng)用支撐層、數(shù)據(jù)層和運(yùn)行支撐層。

圖1 基于GIS科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)邏輯結(jié)構(gòu)圖

3.1 用戶層

明確系統(tǒng)服務(wù)的用戶，包括個(gè)人用戶和機(jī)構(gòu)用戶。個(gè)人用戶為社會(huì)公眾，機(jī)構(gòu)用戶包括企業(yè)、高校、科研院所、業(yè)務(wù)管理部門等。

3.2 應(yīng)用層

以統(tǒng)一門戶的方式為用戶提供基于PC端和手機(jī)移動(dòng)端服務(wù)功能，主要包括創(chuàng)新資源地圖管理、創(chuàng)新資源運(yùn)行管理、創(chuàng)新資源配置管理、創(chuàng)新資源一體化查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

3.3 應(yīng)用支撐層

提供應(yīng)用層功能開(kāi)發(fā)與運(yùn)行提供支撐服務(wù)，包括系統(tǒng)用戶管理體系結(jié)構(gòu)和權(quán)限分配體系、統(tǒng)一認(rèn)證服務(wù)、接口系統(tǒng)、工作流平臺(tái)、消息管理等，這些應(yīng)用支撐服務(wù)基于JAVAEE為上層提供服務(wù)。

3.4 數(shù)據(jù)層

涵蓋了應(yīng)用層采集和存儲(chǔ)的相關(guān)內(nèi)容資源數(shù)據(jù)庫(kù)，主要包括企業(yè)庫(kù)、機(jī)構(gòu)平臺(tái)庫(kù)、載體庫(kù)、人才庫(kù)等。另外，還包括技術(shù)、成果、專利、專家、機(jī)構(gòu)等信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以及系統(tǒng)用戶及權(quán)限數(shù)據(jù)庫(kù)、日志數(shù)據(jù)庫(kù)等系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.5 運(yùn)行支撐層

運(yùn)行支撐層即基礎(chǔ)軟硬件運(yùn)行環(huán)境，硬件包括網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、安全、備份等系統(tǒng)；軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、中間件服務(wù)器、JAVAEE體系以及SPRING框架等。

4 平臺(tái)主要功能

運(yùn)用GIS技術(shù)，建立統(tǒng)一的科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)，以地理空間坐標(biāo)的形式實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)的數(shù)字化、可視化展示，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理、科技創(chuàng)新資源的配置管理以及區(qū)域、領(lǐng)域間科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析等功能?；贕IS的科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)主要包括創(chuàng)新資源地圖管理、創(chuàng)新資源運(yùn)行管理、創(chuàng)新資源配置管理、創(chuàng)新資源一體化查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析等，如圖2所示。

圖2 基于GIS科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)主要功能

4.1 創(chuàng)新資源地圖管理

創(chuàng)新資源地圖管理系統(tǒng)通過(guò)整合創(chuàng)新型企業(yè)、機(jī)構(gòu)平臺(tái)、載體、人才等創(chuàng)新資源，建設(shè)科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、存儲(chǔ)等數(shù)字化管理。同時(shí)，運(yùn)用GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，基于各類科技創(chuàng)新資源的地理參照特征，將科技創(chuàng)新資源信息和空間數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新資源在地圖系統(tǒng)中的地理空間展示和地理定位等服務(wù)［6］。

創(chuàng)新資源地圖管理系統(tǒng)主要圍繞創(chuàng)新企業(yè)、機(jī)構(gòu)平臺(tái)、載體和人才等科技創(chuàng)新資源進(jìn)行可視化展示，內(nèi)容涵蓋高新技術(shù)企業(yè)、工程技術(shù)研究中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、科技孵化器等21類科技創(chuàng)新資源的數(shù)據(jù)庫(kù)（如圖3所示）。

圖3 基于GIS科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)庫(kù)

創(chuàng)新資源地圖管理模塊為地方科技管理決策和科技創(chuàng)新服務(wù)提供支持，同時(shí)也為各級(jí)政府部門把握創(chuàng)新活動(dòng)區(qū)域特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)提供新的觀測(cè)視角，為科技政策的制定提供依據(jù)。

4.2 創(chuàng)新資源運(yùn)行管理

通過(guò)對(duì)各類科技創(chuàng)新資源數(shù)字化過(guò)程管理，實(shí)現(xiàn)各類科技資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警提醒，為科技創(chuàng)新資源培育、績(jī)效考核獎(jiǎng)“優(yōu)”督“差”提供依據(jù)。根據(jù)各類科技創(chuàng)新資源的不同管理特性，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行深度開(kāi)發(fā)，將管理規(guī)則貫徹到日常運(yùn)行管理中。創(chuàng)新資源運(yùn)行管理模塊將管理規(guī)則固化到日常業(yè)務(wù)管理工作中，不僅為企業(yè)用戶提供智能化提醒功能，讓數(shù)據(jù)多跑路企業(yè)少跑腿，也使得科技部門提升工作效率，提供更為優(yōu)質(zhì)的政務(wù)服務(wù)。

4.3 創(chuàng)新資源配置管理

創(chuàng)新資源配置管理系統(tǒng)即創(chuàng)新資源供需匹配系統(tǒng)，主要針對(duì)企業(yè)在創(chuàng)新過(guò)程中遇到的人才、資金、設(shè)備、信息、技術(shù)等不同類型的科技創(chuàng)新資源與服務(wù)需求，在資源集聚與整合基礎(chǔ)上，通過(guò)服務(wù)資源篩選和模塊化組合，為其提供技術(shù)推廣、技術(shù)咨詢、技術(shù)孵化、技術(shù)市場(chǎng)、成果轉(zhuǎn)化等專業(yè)化服務(wù)及系統(tǒng)性的集成服務(wù)方案，以滿足平臺(tái)用戶日益復(fù)雜化、個(gè)性化創(chuàng)新需求的過(guò)程。

創(chuàng)新資源供需匹配系統(tǒng)具備的功能，一是能有效識(shí)別、挖掘和預(yù)測(cè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新需求；二是集聚優(yōu)勢(shì)科技創(chuàng)新資源，包括高校、科研院所、工程技術(shù)中心及專業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)、平臺(tái)等優(yōu)勢(shì)資源；三是建立匹配模型，通過(guò)創(chuàng)新供需匹配服務(wù)案例，基于模塊化組合形成平臺(tái)創(chuàng)新服務(wù)包及系統(tǒng)服務(wù)方案；四是建立標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)體系，通過(guò)對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新需求與服務(wù)資源屬性、特征及內(nèi)容表達(dá)等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，建立需求表達(dá)和資源描述標(biāo)準(zhǔn)、存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等，進(jìn)一步提高平臺(tái)搜索便捷性、匹配精準(zhǔn)度及服務(wù)質(zhì)量和滿意度。

4.4 創(chuàng)新資源一體化查詢

一方面，在區(qū)域內(nèi)創(chuàng)新型企業(yè)、機(jī)構(gòu)平臺(tái)、載體、人才等科技創(chuàng)新資源的基礎(chǔ)上，集成全國(guó)的技術(shù)、成果、專利、專家、機(jī)構(gòu)等信息，聯(lián)動(dòng)區(qū)域政策資源及專業(yè)化的科技服務(wù)團(tuán)隊(duì)或機(jī)構(gòu)，深入挖掘創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)要素。另一方面，融合多源科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)庫(kù)，打通各類科技創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)庫(kù)，形成創(chuàng)新資源數(shù)據(jù)池，為用戶檢索提供數(shù)據(jù)支撐，滿足各類用戶對(duì)資源搜索的需求，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新資源、服務(wù)、政策等信息的模糊檢索、精確檢索，提供科技信息的一鍵式查詢服務(wù)?；诖?，構(gòu)建多角度、全方位科技創(chuàng)新資源畫(huà)像，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新資源的立體建構(gòu)，為科研人員和管理部門全面掌握各類科技資源的特點(diǎn)和優(yōu)劣勢(shì)提供支撐。

4.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析系統(tǒng)，利用創(chuàng)新資源地圖管理系統(tǒng)對(duì)區(qū)域內(nèi)的創(chuàng)新型企業(yè)、機(jī)構(gòu)平臺(tái)、載體、人才等創(chuàng)新資源的數(shù)量和分布進(jìn)行空間模擬，分析各類科技創(chuàng)新資源集聚現(xiàn)狀。一是通過(guò)科技創(chuàng)新資源多源融合數(shù)據(jù)的挖掘和分析，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新資源按年度、區(qū)域、領(lǐng)域的統(tǒng)計(jì)、對(duì)比、可視化等的數(shù)據(jù)分析。二是根據(jù)創(chuàng)新型企業(yè)、機(jī)構(gòu)平臺(tái)、載體、人才等科技創(chuàng)新資源的集聚程度形成顏色深淺不一的創(chuàng)新熱力圖，為政府、科研人員系統(tǒng)全面了解創(chuàng)新資源存量和區(qū)域分布、領(lǐng)域分布，優(yōu)化區(qū)域內(nèi)創(chuàng)新資源配置、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃布局提供數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)科研熱點(diǎn)分析研究，對(duì)于準(zhǔn)確提煉前沿科技動(dòng)態(tài)，制定針對(duì)性的科技政策提供支撐，為開(kāi)展高效的創(chuàng)新活動(dòng)指明參考方向。

5 結(jié)語(yǔ)

科技創(chuàng)新資源的開(kāi)發(fā)利用水平已成為一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新能力的重要體現(xiàn)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的信息技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)科技創(chuàng)新資源的管理與應(yīng)用勢(shì)在必行。本研究基于GIS，打破當(dāng)前安陽(yáng)市科技創(chuàng)新資源分散化、封閉化、單一化的困境，搭建集創(chuàng)新資源地圖管理、創(chuàng)新資源運(yùn)行管理、創(chuàng)新資源配置管理、創(chuàng)新資源一體化查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析于一體的科技創(chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)，以各類科技創(chuàng)新資源為數(shù)據(jù)池，輔以大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新資源的可視化展示、動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析等功能。平臺(tái)的研究構(gòu)建將有助于推動(dòng)區(qū)域科技創(chuàng)新資源的整合共享、提升科技創(chuàng)新資源利用效率，同時(shí)促進(jìn)區(qū)域科技協(xié)同創(chuàng)新和技術(shù)服務(wù)，進(jìn)而為優(yōu)化提升科技創(chuàng)新資源、調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局、輔助政府決策提供參考。

未來(lái)關(guān)于對(duì)創(chuàng)新科技資源共享服務(wù)平臺(tái)的長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)與應(yīng)用問(wèn)題還需要進(jìn)一步探究，同時(shí)各級(jí)管理員的管理職責(zé)與權(quán)限與科技工作的服務(wù)職能匹配問(wèn)題仍然是接下來(lái)的研究要點(diǎn)?？萍紕?chuàng)新資源共享服務(wù)平臺(tái)未來(lái)作為地區(qū)科技事業(yè)的“腦中心”，還需要利用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的技術(shù)與資源優(yōu)勢(shì)，恰乘科技事業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，實(shí)時(shí)更迭。特別地，伴隨著人工智能、元宇宙等新興互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)，系統(tǒng)將朝著更為人性化、智能化、沉浸式的方向努力。