广东南方数码科技有限公司 梁哲恒 肖观长 俞志宏
摘要：当前弱GIS部门都是通过离线拷贝的方式从强GIS部门获取地理信息资源、强GIS部门之间各自建立自己的地理信息数据与地理信息系统、企业与社会大众也无法获取相应的地理信息资源，从而造成地理信息资源的信息孤岛。基于系列关键技术实现的南方地理信息公共服务平台的建立，实现纵向多级分尺度管理、横向多库分内容管理、一站式服务、联动更新、互联互通，有效解决上述问题。
关键字：数字城市平台关键技术
1建设背景
二十一世纪以来，数字城市已成为城市信息化的发展方向。城市愈发展，社会经济活动愈活跃，城市的运营管理就愈需要信息化技术手段的支撑。数字城市运用信息共享的理念，依托信息技术手段，对物质城市进行数字化重建，并据此来整体研究、解决城市问题。数字城市的建设必须以地理信息公共平台作为统一的定位基础，才能集成城市自然、社会、经济、人文、环境等各种专题信息；地理信息公共平台是城市综合信息集成的载体，是数字城市赖以实现的不可或缺的基础支撑。
2 总体架构
南方地理信息公共服务平台总体架构采用五层架构体系，由运行支撑层、数据层、管理业务层、服务层和应用层组成。
运行支撑层：为平台安全、稳定、高效运行提供可靠保证。严格按照国家有关保密政策的要求部署运行。运行网络内部采用硬件防火墙技术、身份认证技术和加密数据传输技术，具备漏洞扫描、入侵检测、数据包过滤、防病毒、身份认证、数据加密和主机监控等能力。同时建立高性能的服务器系统，支持海量信息存储，支持高密集的信息计算，支持高用户并发访问、运行稳定、安全可靠。对于存储系统具有空间数据的安全高效存储备份能力，并预留扩展空间。
数据层：是南方地理信息公共服务平台的核心内容，主要包括在基础地理信息数据上通过数据抽取、扩充和重组等加工过程形成的地理实体数据、影像数据、地图数据、地名地址数据和三维景观数据等面向服务的产品数据、本部门的专题数据，以及目录与元数据。
管理业务层：包括数据管理系统、数据交换系统、服务系统、运维系统。主要实现数据的加工组织、服务发布管理、运行管理监控等功能。
服务层：平台地理信息资源共享的方式是基于服务型GIS的共享。基于服务型GIS，基础地理信息提供部门把已经建立的基础地理信息库通过网络服务的方式向政府部门、企业、社会大众发布。
应用层：基于服务层提供的众多服务接口，建立门户网站与典型应用系统。
3 关键技术
3.1 基于空间数据ETL的一键数据提取技术
空间数据ETL组合现有空间处理工具，进行组装、建模。地理处理的基本目的在于能够自动执行 GIS任务以及执行空间分析和建模任务。几乎 GIS 的所有使用情况都会涉及重复的工作，因此需要创建可自动执行、记录及共享多步骤过程（即工作流）的方法。地理处理通过提供一组丰富的工具和机制来实现工作流的自动化操作，这些工具和机制能够使用模型和脚本将一系列的工具和一组按顺序的操作结合在一起。
空间数据ETL以数据变换的框架为基础。每个地理处理工具都用于对地理数据执行一种非常重要的小操作，例如将数据集从一个地图投影中投影到另一个地图投影中、向表中添加字段或在要素周围创建缓冲区。
3.2 基于网络分发服务的互联互通技术
建立本节点的地理信息公共服务平台的服务系统，实现元数据CSW规范，向上层地理信息公共服务平台的服务系统注册该元数据服务地址，上层节点的服务系统根据已注册的元数据服务地址，向下层节点发送访问请求，下层元数据服务内容发生增加、删除、修改服务信息的时候，可主动推送给订阅该服务的上层元数据服务器。
3.3 基于缓存切片的性能提升技术
地图缓存是使平台地理信息资源服务响应更快的一种非常有效的方法。创建地图缓存时，服务器会以几种不同的比例来绘制整个地图并存储地图图像的副本。然后，服务器可在某人请求使用地图时分发这些图像。对平台来说，每当有人请求使用地图时，分发一个已缓存图像要比绘制地图快得多。缓存的另一个好处是：图像的详细程度不会对服务器分发副本的速度造成显著影响。
切片原理是设定一个原点作为地图切片的起始点，以一定的规格（像素可以设定）把地图在不同显示比例尺（可以设定）下切割成若干的小图片，以一定的命名规则存贮到计算的磁盘。这样每次访问到指定图片时会把切好的图片反馈给用户而不是每次加载原始数据，以而提升平台服务响应性能。
3.4 基于多种开放API的应用系统快速构建技术
为了很好地满足上述需求，南方地理信息公共服务平台iMap采用如下平台应用系统架构：
平台应用系统可以两种方式构建：直接调用平台服务开发采用(Javascript API、Flex API、Silerlight API)、基于辅助应用系统开发，从而快速高效地构建出相应的应用系统。
4平台建设成果
4.1 门户
门户是平台在各个网络访问平台的总窗口和总入口，为平台用户提供使用指南和综合服务，各类专业应用系统通过调用平台的各类服务，实现对平台资源的在线利用，也是充分展示地理信息公共服务平台所有服务的窗口。门户包括二维电子地图和三维电子地图等。
4.1.1二维电子地图
二维电子地图主要提供线划电子地图、影像电子地图的浏览、长沙市地名地址的查找与定位、公交换乘、驾车搜索等功能。
4.1.2 三维电子地图
三维电子地图提供真三维场景下的长沙市三维电子地图的浏览、查询、定位、量算、空间分析、导航等功能。
4.2 运维管理系统
运维管理系统对平台的业务进行审批处理，对平台的服务、安全、运行等各环节进行实时监控，对系统运行的有关信息进行记录和统计、分析，对突发事件进行报警处理。
4.3 服务系统
在线服务系统通过在线方式向用户提供经过组合与封装的地理信息及其服务，满足政府部门、企事业单位和社会公众对地理信息和空间定位、分析的多层次需求。在线服务系统在保密处理、地理编码等关键技术支撑下，通过门户网站提供认证服务、目录服务、元数据服务、地图应用服务、地理编码服务、数据接口服务、定制服务、数据发布服务、服务注册管理服务和二次开发服务等功能，满足用户在线获取与应用地理信息，以及快速分布式构建其专题系统的需求。
4.4 数据管理系统
数据管理系统实现对长沙市辖区约1.18万平方千米内的多比例尺、多分辨率、多时相的DOM、DEM、DLG、DRG等基础地理信息数据进行有效管理，具备数据编辑与处理、符号管理与配置、数据质量检查、数据建库、数据更新、空间分析、查询统计、专题图制作与打印输出等功能、元数据管理、多媒体数据管理、历史数据管理和安全管理、数据分布式管理与更新等功能。
4.5 数据交换系统
交换管理系统具备数据交换管理、运行维护和安全管理等功能，以实现面向服务的产品数据和专题数据的集中管理以及相互之间的交换，以及地理信息公共平台的安全维护。
5总结与展望
基于南方地理信息公共服务平台的所构建的数据城市，结合物联网、云计算技术建立城市运行系统，将全面推进城市管理的社会化系统化和信息华并提高城市运行管理的科学性和服务质量水平，从科学发展观出发，以城市运行体征的监测为基础，达到科学决策、精细管理的城市管理运行的新境界。
苏公网安备32011502011255号