张培，刘鹏，罗晓燕

(北京市测绘设计研究院，北京 100038)

北京市土地资源综合决策空间信息服务技术研究

张培∗，刘鹏，罗晓燕

(北京市测绘设计研究院，北京 100038)

随着网络技术的快速发展，SOA作为构建企业级分布式软件系统的思想和方法学，已经得到了越来越广泛的应用。本文讨论了基于面向服务的北京市土地资源综合决策平台架构，提出了平台的服务建设框架，分析了平台提供的空间信息服务内容，简要介绍了服务所采用的接口。

SOA；空间信息服务；土地资源综合决策

近年来，北京城市的迅猛发展，对城市建设提出了更高的要求，需要更加科学化、系统化地对全市土地资源进行管理。北京市规划建设用地管理的数据主要分别掌握在发改、规划、国土部门中，但又缺乏一个统一的平台把规划建设用地资源与国民经济社会发展数据、土地储备、土地供应等数据整合起来，以至于市政府管理和决策部门还不能全面掌握全市范围内土地资源的利用情况，对可供开发建设的土地资源总量、空间和结构不甚了解。为了应对城市发展的新要求，北京市土地资源和建设用地综合利用决策分析平台应运而生。该平台旨在建立一套能够对全市各类土地信息进行整合共享、综合管理、统计分析、科学决策的综合信息平台，实现及时动态的可建设用地监管，为项目开展提供依据，为政策、计划等的制定提供决策支撑，以提高土地资源管理和利用水平，增强规划决策的科学性。

地理空间数据自身具有多时态、多存储格式、多语义以及多尺度等特征，使得空间信息资源的整合共享利用率较低[1]。传统的桌面型地理信息系统内部耦合度强，系统之间相互孤立，难以实现共享和互操作[2]。但是，面向服务架构(Service－Oriented Architecture，SOA)这种软件架构和Web Service技术的兴起，为空间数据共享和地理处理的互操作提供了新的契机和技术支持。

1 平台简介

北京市土地资源和建设用地综合利用决策分析平台通过建立北京市土地资源和建设用地综合管理信息数据库，实现了全市建设用地综合信息的集成化管理和动态更新。数据库中的数据包括现状数据、规划编制数据、规划行政审批数据、市政交通数据、土地资源数据和国土管理信息数据六大类，通过平台可以实现各类专题信息的查看和综合查询。

在数据库的基础上，建立可利用建设用地筛选模型，以政府批复的北京城市总体规划和控制性详细规划为依据，在限制要素的基本约束下，考虑用地的规划性质、现状建设情况、利用程度等、规划行政审批、国土管理以及土地利用现状等信息，对土地资源的利用情况进行判断，筛选出有改造开发可能性的建设用地资源。

平台还可根据建设项目对区位、用地规模、周边交通市政条件、城市空间形态等的要求，从可利用建设用地资源或土地储备中选出符合选址要求的用地，为公益性项目、全市重点项目以及中央单位、部队等建设项目进行规划选址。

平台还提供了对土地资源数据的统计分析功能，可以对不同地区的土地利用和建设信息进行比较，还可以针对规划建设领域的热点问题进行专项统计。

2 面向服务架构

面向服务架构是一种软件体系统架构概念。所谓软件架构，可以理解为:“是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设计。”SOA作为一种架构模型，可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用[3]。SOA最重要的特点是把服务的实现和接口分离。SOA的关键是“服务”，W3C(World Wide Web Consortium)将服务定义为:“服务提供者完成一组工作，为服务使用者交付所需的最终结果。最终结果通常会使使用者的状态发生变化，但也可能使提供者的状态改变，或者双方都产生变化”。而Web Service是实现SOA的最好方法，它完全基于 XML(The Extemsible Markup Language)、XSD(XML Schemas Definition)等独立于平台、独立于软件供应商的标准，可以在Microsoft平台下用.Net非常方便地实现，也可以用Java实现，从而达到跨平台、分布式、可互操作的目标。开放地理空间信息联盟 OGC(Open Geospatial Consortium，OGC)在 Web Service标准之上，提出了WMS(Web Map Service)和WFS(Web Feature Service)，即栅格地图服务和要素地图服务。

空间信息服务的出现使我们能够创建强大的应用，并且能够实现在互联网上功能的共享及集成。空间信息网络服务为消除信息系统整合与交流之间的障碍提供了机会。这些障碍或者是由于数据存储与应用设计的限制性或垂直特性造成的，或者是由于数据格式、硬件或软件的兼容性问题造成的。同时空间信息服务还打破了空间的障碍，用户不论身在何处都可以获得大量的数据和服务[4]。

3 平台核心服务建设框架

北京市土地资源和建设用地综合利用决策分析平台要为建设项目选址、用地审批、土地储备与开发提供决策支持服务，因此，需要整合全市范围内的建设用地资源的信息，建立起土地资源综合信息数据库，并在综合信息数据库的基础上开发功能模块，以实现地图浏览查询、可利用建设用地自动筛选、专题数据更新维护、综合信息统计分析等功能。

面向服务的平台建设思想是将对土地资源综合信息数据库的访问、操作以及相关的GIS地图访问、图形编辑、土地信息更新、空间分析、图形与属性双向查询、统计分析等相关功能都封装为网络服务，即“土地资源信息服务”。北京市土地资源和建设用地综合利用决策分析平台则通过这些服务来间接访问数据库以及实现GIS相关地图与空间分析功能。

依据SOA架构的核心技术和工作原理，结合平台建设的实际情况，搭建面向服务的平台结构模型，提出平台的核心服务建设框架，如图1所示。

图1 核心服务建设框架

4 服务内容和发布平台

4.1 服务层的内容

服务层的主要应用服务内容包括:

(1)地图服务

地图服务提供对地图文档内容的访问，包括地图文档中的图层数据和数据的符号化显示方式。地图文档内容包括土地资源现状数据、规划编制数据、规划行政审批数据、市政交通数据、土地资源数据、市政交通数据、国土管理信息数据。

(2)土地信息查询服务

土地信息查询服务提供通用查询和专题属性查询。通用查询实现属性查询、地名查询、规划路查询、规划行政审批数据外挂属性表属性查询、几何图形查询功能。专题查询主要针对规划意见书、控制性详细规划图、建设功能规划许可证、建设用地规划许可证、地籍数据、土地利用现状图、可利用建设用地、土地储备项目、土地供应项目等数据特有的属性进行查询。

(3)空间查询服务

空间查询服务提供对要素间拓扑关系的查询功能，在本文中主要是对某一行政区、某两条环路间、规划界区、重点功能区、轨道周边一定范围内的专题要素的查询。

(4)可利用建设用地筛选服务

可利用建设用地筛选服务以政府批复的北京城市控制性详细规划和可利用建设用地筛选模型为依据，筛选出可作为建设用地的地块。该服务为平台的核心服务，为城市建设用地管理决策支持。

(5)项目选址服务

项目选址服务以可利用建设用地和土地储备项目两个图层为主要数据源，综合考虑用地性质、用地规划、布局、区位发展定位、市政交通情况、地籍权属等因素进行项目选址分析。

(6)综合统计服务

该服务可对土地储备项目、土地供应项目、可利用建设用地资源等数据图层进行按区域、按属性的综合统计，得到用地的空间分布、总量及结构的统计结果，并以柱状图、饼状图或表格的形式表达出来。

4.2 服务的发布平台

空间信息服务根据服务提供的内容不同，可分为空间数据服务和空间信息处理服务。数据服务通过服务接口向外提供空间数据，功能服务通过接口向外提供对空间数据的操作和处理功能。

ArcGIS Server将地图文档发布为服务，通过该服务，用户可以访问地图数据和地图表现样式。地图服务可以分为缓存地图服务和动态地图服务。ArcGIS Server的缓存机制通过高速缓存预先创建金字塔而不是动态渲染地图，即可以直接从缓存获取静态切片来代替动态渲染生成的地图，以此显著提高地图传输的速度。

土地信息查询服务、空间查询服务、可利用建设用地筛选服务、项目选址服务、综合统计服务属于空间信息处理服务。地理处理服务表现为一系列已发布的操作和分析地理信息的工具集。空间信息处理服务的开发有两种方式:

第一种是通过ModelBuilder使用或组合已有的ArcToolbox中的工具和脚本来构建地理处理模型，并将其发布成地理处理服务。

第二种是利用ArcGIS Server提供的二次开发组件和ASP.Net技术，创建新的地理处理服务，以满足灵活多变的地理处理功能要求。

考虑到空间信息服务对空间数据表达和信息处理的特殊要求，本文选用ArcGIS Server作为空间信息服务开发和发布的平台。ArcGIS Server是Esri公司基于SOA构架设计的一款服务器端产品，它为空间信息服务的设计和实现提供了便利的开发环境和良好的技术平台支持。利用ArcGIS Server API开发高级的空间数据处理功能，避免了从底层开发所需消耗的大量时间[5]。

5 空间信息服务接口

SOA采用分布式服务的架构风格，通过公认的标准进行通讯和交互。开放地理空间信息联盟(Open Geospatial Consortium，OGC)的OWS(Open Web Service)启动项目中定义的一系列空间数据服务的接口定义，如WMS、WFS、WCS(Web Coverage Service)得到GIS业界的广泛认可和采纳，为空间信息处理服务接口的定义提供了经验和参考。

本文中的地图服务是通过ArcGIS Server发布的符合OGC规范的WMS服务，WMS服务是地图描述服务，用户可以通过URL传送参数，获取WMS服务的元数据、地图和要素属性。

图2 项目选址服务模型

本文中的空间信息处理服务则是采用发布地理处理模型和基于ASP.Net技术封装ArcGIS Server提供的API来创建地理处理服务，对外提供参数接口，只要满足参数规范，则可以调用该服务。以图2所展示的地理服务为例，该服务为项目选址服务的一部分，用户需要选择距地铁口一定范围内的项目用地，即在某条指定轨道线路上的站点做缓冲分析，可分别设置位于中心城和郊区的站点的缓冲范围。它是通过构建地理处理模型发布成的地理服务，通过符合参数接口规范的函数进行交互。通过ExpriRoute和ExpriRoute2传入SQL语句，例如:

6 结 语

空间信息服务的出现使我们能够创建强大的应用，并且能在互联网上实现数据和功能的共享及集成，且这些应用不依赖于任何平台，维护和升级简单而经济，并且可以被潜在的全世界用户所使用。空间信息服务为消除信息系统整合与交流之间的障碍提供了机会。这些障碍或者是由于数据存储与应用设计的限制性或垂直性造成的，或者是由于数据格式、硬件或软件的兼容性问题造成的。同时，空间信息服务还打破了空间的障碍，用户不论身在何处都可以获得大量的数据和服务[6，7]。

北京市土地资源综合决策平台的开发中纳入空间信息服务技术，最大限度地实现了空间信息和功能的共享以及异构性的互操作，为其他信息系统的建设工作奠定了良好的数据基础和应用基础。

[1] 王方雄，边馥苓.从GISystem到GIService:GISystem发展的必然趋势[J].华中师范大学学报，2004，38(4):528～532

[2] 李琦，黄晓斌.基于GeoAgent的地理信息服务[J].测绘通报，2002(6):44～47

[3] 蒋许锋，李承鑫，王冬.基于SOA的城市道路桥梁巡查GIS系统的实现[J].城市勘测，2010(4):67～69

[4] Esri Press.Connecting Our World:GIS Web Services[M]. Beijing:Science Press 2003

[5] 易敏.面向服务架构(SOA)的空间信息服务研究[D].上海:华东师范大学，2008

[6] 常小慧.地理信息Web服务实现技术的应用研究[D].南京:解放军信息工程大学，2006

[7] 邓红艳，武芳，王卓芋等.基于Web Service的空间信息服务研究[J].计算机工程与设计，2006，27(23):4450～4452

Research on Spatial Information Service Technology of Beijing Land Resources Integrated Decision－making Platform

Zhang Pei，Liu Peng，Luo Xiaoyan
(Beijing Institute of Surveying and mapping，Beijing 100038，China)

With the rapid development of network technologies，SOA，which is a methodology of construction the enterprise distributed software systems，has been widely used nowadays.This paper discussed about the architecture of Beijing land resources integrated decision－making platform，proposed framework of the services，analyzed of spatial information service technology，provided a brief introduction to the standard adopted by service，realized creation and publishing of sevices using ArcGIS Server and ASP.Net technology.

SOA；Spatial information service；Land resources integrated decision－making

2011—07—07

张培(1985—)，女，助理工程师，主要从事地理信息系统的行业应用研究与开发。

北京市科委课题(Z090006016709003)

1672－8262(2011)06－23－04

P208.2

A