蔡列飞

（武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉430079）

面向服务的数字泰州共享平台及其示范应用

蔡列飞

（武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉430079）

服务共享是当前数字城市向智慧城市方向发展的关键技术之一。探讨了基于面向服务的数字城市共享框架,在此基础上以数字泰州建设为例设计并实现了一个面向服务架构的数字城市共享服务平台,为空间信息在城市信息化发展中的共享服务做出有益的探索和尝试。

面向服务的体系架构；信息共享；地理信息；功能服务

地理信息系统 (GIS)是一个与空间位置有关的信息系统，主要提供基于电子地图和遥感影像为基础数据的空间信息服务[1]。然而，传统的GIS都自成体系，单一系统的功能强大，不同系统之间却相互孤立，共享和互操作困难[2]。因此，如何在构建一个 GIS系统时就充分考虑如何有效而安全地实现资源的共享和分发、如何实现程序的互操作等已成为当前GIS技术领域和产业界普遍关注的一个重大课题。当前，GIS产品服务从单纯的符号、文字和二维地图上升到三维地图、从地面上升到天—空—地多视角等多维空间信息服务，城市空间信息服务与管理正朝着实时性、共享性、交互性方向发展，数字城市共享平台的建设成为数字城市建设后一种新的迫切需求。随着GIS在各领域间的发展，基础的空间数据和专题的空间数据分布在不同的领域；不同单位也都构建了各自的信息系统，空间数据多分布在网络的不同节点之上；不同行业建立的信息系统，也都或多或少地集成了GIS的模块或系统，彼此之间自成体系却共享困难。面向服务架构[3]（Service Oriented Architecture，简称SOA）的出现，为地理数据、空间信息和平台间的共享服务提供了新的途径。随着空间数据服务和功能服务的出现，空间数据和空间信息在面向服务的架构上，可以提供数据服务和功能服务，利用SOA独特的架构方式与数据通信模式使城市共享平台可以解决城市各行业数据之间难以共享的鸿沟，增强城市管理的交互性，将普通市民纳入城市服务对象之中，让普通市民也能享有基于空间数据和空间信息来提供衣食住行的便捷服务，并能为空间数据的更新发挥自己的力量。

1 城市信息共享服务需求

数字城市建设，已经取得了很多有利于促进城市数字化管理的成果，但是各管理部门内部的信息与数据都是彼此独立的，难以进行有效的共享，更不能进行各种信息的组合来为有需要的部门与公众提供智能化的服务，这些新的需求集中体现在以下几个方面：

1）城市正在经历从管理到服务的转变。从数字城市到智慧城市的发展已成为当前现代化城市中各行业信息化建设的共同战略目标。如果说以往的城市管理核心在于管理，那么今后管理的核心将转变成服务，从由事物驱动转变为由需求驱动。城市管理走向服务，并正在经历从数字城市到平安城市再到智慧城市的发展历程。

2）城市管理内容正在拓展。新型的传感器不断涌现，相应的空间数据也需要更新，例如各类广告牌、环境监测设备等，这些城市管理事件需要更多的传感器来进行数据采集以补充现状空间数据的不足。与此同时，多类型的通过各类传感器新采集的空间数据也需要同化与有效管理。

3）城市空间数据需要从二维空间上升到三维空间。传统空间数据成果的管理对象是基于电子地图甚至是纸质地图进行组织，总的来说都是二维空间；而有着高度文明成就的城市的很多特征都需要放在三维空间中才能得到体现，如城市立体交通、地下空间等的表示。因此，空间数据服务从二维到三维是政府、行业和企业的信息化建设的必由之路。

4）城市市民对于管理与信息共享的参与性越来越高。Goodchild提出了人人都是传感器的思想，一般说来，老百姓最容易发现变化，把他们作为发现变化的力量是可以实现的。城市的任何一个角度发生的事件都可以通过作为传感器节点的人来感知和收集，这样就可以将市民融入到城市数据更新对象中，城市的空间数据才是鲜活的。

2 基于SOA的城市共享平台设计

SOA是一种软件架构模型，它可以根据需求进行分布式部署、组合和使用[4]，其不同服务间有一致的通信机制[5]，通过这种松耦合的机制对外提供外部接口。

SOA是如何提供服务的呢？实际上，SOA在传统的业务层和技术层之间增加了一个服务层，该层是实现服务的关键，可让纷繁芜杂的业务和空间信息的具体服务分离。SOA采用“发现、绑定和执行”的模式，空间服务消费者和空间服务绑定，各类空间服务按照空间服务契约接受消费者请求并执行。

面向服务架构的地理信息服务平台中，所有的空间数据和对应的软件功能都是以服务的方式提供的。整个服务共享框架以服务为中心，以服务的方式提供给面向城市管理的各类应用数据和其他资源，具体的应用则通过共享服务的方式请求数据获得，屏蔽了数据格式和运行环境的异构性。同时，对各类应用系统访问权限的控制也保证了城市各类信息资源的安全性。基于该架构，作者设计了数字泰州共享服务平台的软件架构（如图1所示）。

图1 面向服务的数字泰州软件架构图

底层的地理信息数据库作为基本的资源和数据来源，被导入到数字城市共享平台进行处理；应用支撑层中主要包含数据服务、功能服务、服务注册中心和目录服务四大类；数据服务采用SOA架构发布和注册符合OGC标准规范的WMS服务、WCS服务及WFS服务，提供统一的服务注册和发现机制；功能服务采用完整统一的服务机制，实现地理位置服务、空间查询、空间分析和统计分析等功能；服务注册中心用于用户安全认证、权限管理，系统管理和维护后台，保证系统的安全性及良好的用户权限与授权管理。

3 基于SOA的数字城市共享平台应用

建立数字泰州地理空间框架将能够使政府各部门在统一的空间定位基础上进行信息的共享、交互、发布、分析以及应用。为保证所建地理空间框架的实用性，作者进行了较为广泛的用户需求调研，深入城管、国土、文广新局和旅游局等部门具体调研了数据需求。采用基于SOA架构来建设城市共享平台，能够最大限度地实现数据服务和功能服务的共享，实现从数据服务到功能服务的转变。

1）基础电子地图数据服务。数字泰州共享平台实现了泰州市20多类基础空间数据向空间数据服务的转化，向泰州市全市各行业应用提供共享的数据服务。图2是提供泰州市所有宾馆酒店的服务信息。

图2 泰州市宾馆酒店的电子地图服务

2）电子地图与影像的集成服务。利用电子地图可开发快速查询、浏览和空间分析等特色功能，而遥感影像具有更新快速的优势，因此，电子地图和遥感影像的集成服务可发挥两类数据源的优势，完成土地执法检查等特色应用。如图3所示，应用中集成的土地类电子地图数据服务和影像数据服务都是基于共享平台提供的，基于不同时相数据的变化检测，为土地利用和有效管理提供了新途径。从国土资源部门的实际需求出发，采用网络化的地理信息管理与服务系统实现国土资源的共享应用，其主要功能服务包括数据的共享服务、土地登记管理服务、执法监察管理服务等。

图3 电子地图与影像的集成服务

3）三维模型服务。泰州是一座历史悠久的文化名城，明清时期经济繁荣，文化昌盛。共享平台集成了城区56km2非精细三维模型数据以及重点区域9km2精细三维模型，提供三维模型服务。该模型都是基于计算机立体视觉和近景摄影测量的便携式三维数字化系统采集和制作而成，实现了从室外到室内的精细化三维重建，为旅游和文物保护提供模型服务。图4是梅兰芳纪念馆的三维模型服务。

图4 面向旅游的精细三维模型服务

4）面向公众的可量测实景影像服务。基于数字泰州地理信息公共平台的可量测实景影像服务，可对城市部件进行定位、浏览和量测，推进城管由基于电子地图向基于可量测实景影像的跨越。数字泰州共享平台已实现了与国家测绘地理信息局的天地图对接，可以通过该网站详细了解与百姓相关的衣、食、住、行信息，全方位地了解泰州社会经济建设和发展情况。用户在“天地图—省市直通—数字城市地图网”版块中发布“数字泰州公众版地图”网站链接，以及在“天地图—地图浏览—城市街景”版块中在线集成“数字泰州公众版地图”街景，实现街景浏览、自动播放和地图联动等（如图5所示）。

图5 天地图与数字泰州公众版地图的集成

4 结 语

本文系统探讨了当前数字城市共享服务中的需求，设计了面向服务的数字城市共享框架。作者结合数字泰州地理空间框架建设的应用实践，实现了城市基础电子地图、影像、三维模型和可量测实景影像在不同部门间的数据共享与功能服务，有效提高了城市管理的智能化水平，是对今后GIS发展和智慧城市建设的有益尝试与探索，可为其他城市的信息化发展提供借鉴。未来进一步的研究包括如何集成物联网与云计算技术，为数字城市上升为智慧城市提供技术支撑。

[1] 宁津生，陈俊勇，李德仁，等.测绘学概论[M].武汉：武汉大学出版社，2004

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Digital Taizhou Platform and Typical Applications Based on Service Oriented Architecture

by CAI Liefei

Sharing service is supposed to be one key technology driving the transition from digital city to smart city.In this paper,a sharing platform of digital city based on SOA was discussed.Then in case of digital Taizhou infrastructure,the author provided the progress of design and implementation of SOA based sharing platform in digital city,which exploited an appropriate path to sharing service in development of urban information via spatial information.

SOA，information sharing，geographic information，functional service

2012-02-21

项目来源：国家863计划资助项目（2009AA121404）；国家自然科学基金资助项目（61172174）。

P208

B

1672-4623(2012)02-0019-03

蔡列飞，硕士，研究方向为软件工程领域电子政务。