位明露，潘伯鸣，冉慧敏

(1.常州市测绘院，江苏 常州 213003； 2.常州市地理信息智能技术中心，江苏 常州 213003)

1 引 言

2019年，《中共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》[1]《自然资源部信息化建设总体方案》[2]等一系列政策文件发布，明确要建设完善国土空间基础信息平台，为自然资源调查监测评价、国土空间规划实施监督、行政审批、政务服务、资源监管、分析决策等应用提供数据支撑和技术保障。常州市原国土、原规划、原林业等部门经机构改革组建自然资源和规划局，针对三个部门之间数据不一致、信息不互通、业务不融合等问题，亟须通过国土空间基础信息平台的建设，提升相关空间地理信息基础库的服务能力，实现国土空间数据集成共享，进一步支撑自然资源调查监测评价、自然资源监管决策、“互联网+自然资源政务服务”三大应用服务体系。除自然资源和规划管理需求外，市级政府部门以及社会公众对空间地理信息的广泛需求与日俱增，提供现势、权威、标准的基础地理数据共享和基于地理空间载体的信息公开也是部门职责所在。

常州市自2019年启动国土空间基础信息平台建设，分三期逐步推进，按照分布式应用与服务架构，构建数据中台、技术中台、业务中台，形成基础服务能力、知识服务能力、大数据服务能力、三维服务能力，横向上联通各相关单位，纵向上联通国家、省、市、区、镇五级，并接入其他行业数据中心，通过注册、发布、调度和监控，形成物理分散、逻辑集中的分布式一体化数据、应用管理与服务机制。保障平台对常州市自然资源和规划局内部、其他行业部门、社会公众统一的服务能力。

常州市国土空间基础信息平台纵向上为自然资源管理打通部、省、市、区、镇五级通道，具体方式为市级统建平台，覆盖市、区、镇三级应用，与部、省通过平台接口共享互联。统建要求平台兼顾全局管理需求和基层业务办理诉求，可有效打破市、区、镇之间的数据壁垒，形成统一的数据底座和平台，有效提升自然资源和规划信息化管理水平。

2 常州市国土空间基础信息平台建设

2.1 总体建设方案

常州市国土空间基础信息平台总体架构以《自然资源部信息化建设总体方案》[2]《江苏省自然资源信息化建设总体方案》的总体架构为参考，以自然资源“两统一”职责和业务需求为根本出发点，结合自然资源和规划信息化现状基础，构建“1+1+1+3+N”架构体系，即：“一张网”“一张图”“一平台”“三体系”“N应用”。基于统一的常州市自然资源和规划云基础设施，充分运用移动互联网、云计算、大数据、物联网和人工智能等新一代信息技术，以自然资源和规划“一张图”作为数据资源底板建设市区镇三级国土空间基础信息平台，支撑自然资源调查监测评价、自然资源监管决策、“互联网+自然资源政务服务”三大应用体系，并衍生N项专题应用服务。

平台采用“大平台、微服务、轻应用”的技术架构设计，大平台作为企业级架构，是跟云计算、大数据等是相互匹配的IT主流趋势，具有较强的稳定性、开放性、高可用性和灵活性。微服务[3]具有分布式存储、高可用性、可伸缩性、运维智能化等优势，能在服务稳定集成和需求灵活适配之间形成良好平衡，降低后续信息化投资成本、缩短建设周期。轻应用则是提供更加轻巧、简便、灵活的前端应用，满足多端使用、所需所得。

总体架构图如图1所示：

图1 总体架构图

2.2 技术路线

(1)云原生架构

不同于以往的虚拟机模式，平台采用容器化模式封装[4]，代码和组件可重用，在容器中运行的应用程序和进程，作为应用程序部署的独立单元，达到高水平资源隔离。微服务架构，通过服务解耦、服务接口设计实现服务的粒度最优化、服务强通用，具体体现在：①高可用，不同于普通的功能接口，颗粒度相对完整且细化的微服务，通过不同的组织方案形成精简的组织架构，具有很强的复用性；②高可靠，利用微服务的独立性和组装性，面向对象的应用服务由一个完整的组织架构形成，一个微服务出现故障，会有替补方案自动化补充，不会造成整个系统的崩溃，具有较高的容错性；③高可扩展，一个微服务基本是一个能独立发布的应用服务，可作为独立组件进行升级或复用。

(2)大数据计算

针对海量的空间大数据，采用HDFS大数据存储集群，基于Apache Hadoop相关技术[5]，对数据归集、存储。Spark大数据计算集群[6]，提供数据计算、分析等计算资源集群。采用GeoMesa时空数据处理工具包，支持大数据场景下的分布式计算和地理信息分析。Elasticsearch用作基础搜索引擎，提供海量数据智能检索服务。使用Kibana作为数据可视化组件。

(3)矢量切片

部分空间信息矢量数据在小比例尺下渲染时，数据量大、显示耗时过长，而栅格数据无法满足数据实时更新的需求。矢量切片利用协议缓冲(Protocol Buffers)技术和紧凑的二进制格式，以金字塔的方式切割矢量数据的描述性文件。矢量切片结合了矢量数据与栅格切图的优势，在保证数据实时更新的同时具有较高的地图显示效率[7，8]。此外，矢量切片的样式配置与切片工作相对独立，可以非常方便地修改配图方案。

2.3 市区镇三级统筹

全国自然资源信息化体系一般包括国家、省、市、县四级体系，省、市、县地方自然资源信息化体系由省参照国家级平台确定建设模式与框架[9～11]。常州市国土空间基础信息平台按照国家、省级平台的框架，采用市区镇三级统建模式，基于微服务架构和云服务管理的支撑实现分布式部署及云资源管理，覆盖市区镇三级用户。向上与部、省互连互通，充分考虑市县协同，并覆盖到镇基层国土所，为常州市自然资源和规划“五全五化”工作(即全业务上网、全流程在线、全过程留痕、全节点内控、全要素关联，提高服务制度化、标准化、信息化、智能化、便民化水平)奠定基础。

(1)“1+7”市县协同数据库

按照“数据集中管理，分级分类维护“的建设思路，构建常州市自然资源和规划市县两级协同数据库(图2)，解决数据分散且重复建设、数据上下协同联动不足的问题，兼顾向上汇交、向下分发的双向更新模式，形成“统筹规划，统一标准，市县共建，分布存储，集中管理，更新现势，安全可靠”的市县两级数据库。

图2 “1+7”市县协同数据库

(2)SSO单点登录

秉承集约节约理念，充分利用已有资源，国土空间基础信息平台直接采用常州市自然资源和规划局网上办公系统(OA)上的用户体系和业务网资源，与局内其他系统统一身份、统一认证、统一授权，共享OA用户权限，市区镇三级用户通过业务网统一登录OA系统，经过SSO验证[12]后可直接进入国土空间基础信息平台以及其他业务系统，国土空间基础信息平台利用OA提供的用户和部门信息，在平台内部管理不同部门可使用的数据和功能权限。

(3)基层所个性化窗口

基层国土所对国土空间基础信息平台的使用往往局限于本所对应的业务范围，即一个或多个镇区范围，不同部门常用的业务数据也不尽相同。平台为基层所提供个性化页面窗口，精准定位到基础业务部门的业务范围，为基层信息化工作提质增效。一方面，基层所用户登录平台时，平台根据用户所在部门获取对应的数据专题目录和空间业务范围，进行缩放显示。另一方面，为基层所门户提供用户经办项目一键定位接口，在办公页面直接显示当前办理项目的空间定位，点击可直接跳转至国土空间基础信息平台查看详细的业务数据。

3 平台应用

3.1 政务服务图文一体化

为推动“互联网+自然资源政务服务”，常州市电子政务综合系统实现市、县两级自然资源部门各类政务服务事项一网申报、全面共享、智能核验、分级履职，有效提升自然资源服务能力。在“一张网”“一张图”的基础上，国土空间基础信息平台与电子政务综合系统结合实现全网业务的图文一体化[13]，如图3所示。

图3 政务服务图文一体化

一方面，国土空间基础信息平台为政务系统提供基础地理服务和丰富的业务辅助分析服务，每个具有空间属性的项目均可灵活地进行定位、空间审查；另一方面，政务系统产生的空间成果实时同步到国土空间基础信息平台中，形成图文回流闭环，实现审批项目全生命周期管理。

3.2 慧眼守土监管

集成“慧眼守土”数据，建立与国土资源动态监测综合监管系统共享交换接口，在国土空间基础信息平台上选择指定位置，即可查看相关地块的实时图像，结合国土空间基础信息平台上丰富的地块数据资源，通过监控视频，能够对土地利用情况实施全方位、多角度实时实景视频监管，帮助自然资源管理人员及时掌握用地情况，为执法巡查和动态监测提供技术支撑。

3.3 城市体检指标模型

按照《中共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》[1]要求，履践国土空间基础信息平台为国土空间规划编制提供数据支撑、平台支撑和技术保障，基于国土空间基础信息平台，利用市级国土空间规划城市体检指标体系，确定指标与“一张图”数据的逻辑关系，建立城市体检指标模型[14]，对指标的元数据、分类、管控性质，模型运算历史成果进行统一的接入和管理，助力国土空间规划动态感知，支撑国土空间规划城市体检工作[15]。

3.4 业务专题“驾驶舱”

一方面，根据自然资源和规划实际管理工作需求，提供丰富的业务统计分析功能，与选址预审实现土地利用现状、压覆矿、用途管制区、生态红线、基本农田、林地、地质灾害、土地规划审查等内容的自动空间分析，实现国土规划条件业务中的刚性指标和空间管控内容的智能审批。

另一方面，基于国土空间基础信息平台构建业务专题可视化“驾驶舱”，包括：森林资源“驾驶舱”、耕地资源“驾驶舱”、供地“驾驶舱”、自然资源和不动产登记“驾驶舱”、重大项目“驾驶舱”等，为自然资源调查监测评价、国土空间规划实施监督、行政审批、政务服务、资源监管、分析决策等应用提供专业化支撑。

3.5 专题应用定制

国土空间基础信息平台，作为兼顾数据管理、系统集成、应用支撑功能的统一的自然资源信息化基础平台，国土空间基础信息平台提供专题应用定制服务，用户可基于平台构建轻量级的专题应用，使用平台上的数据资源或其他个性化的数据，自由选择已包装好的功能菜单，包括基本的地图工具、属性查询、空间查询等。自行排版系统的界面风格，定义系统的名称。通过点菜式操作即可快速搭建个性化的专题应用，简捷高效。目前基于国土空间基础信息平台，已搭建历史文化资源系统、地下管线综合管理系统、地形图结合表、公开版地图服务与管理支撑等专题应用。

4 结 语

常州市国土空间基础信息平台通过市区镇三级统建模式，在全市域范围实现对自然资源和规划数据的分级分类管理，保障对国土空间规划、自然资源调查监测评价、监管决策、政务服务的技术支撑服务。步入“十四五”，平台将进一步完善升级，提升5G、物联网、实景三维、区块链、人工智能等新技术，继续遵循为自然资源和规划系统提供完善的数据和技术支撑，深化市、区、镇三级应用服务，并拓展为全市空间地理信息的共建共享提供支撑和服务，为社会公众提供丰富的空间地理信息和自然资源公共服务，为“强富美高”新常州建设“数字底座”奠定坚实的基础。