0 引言

　　自1998年美國副總統(tǒng)戈爾提出數(shù)字地球概念以來,引起了包括政治、軍事及學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。數(shù)字城市是數(shù)字地球理論與技術(shù)在城市信息化技術(shù)上的具體應(yīng)用,是數(shù)字地球的主要組成部分[1]。從廣義上講,數(shù)字城市是指通過建設(shè)寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺,整合城市信息資源,實現(xiàn)城市經(jīng)濟信息化,建立城市電子政府、電子商務(wù)企業(yè),并通過發(fā)展信息家電、遠程教育、網(wǎng)上醫(yī)療等,建立信息化社區(qū)[2]。而狹義的數(shù)字城市則是指借助3S(GPS,GIS,RS)技術(shù),深入開發(fā)與城市建設(shè)有關(guān)的地理空間信息資源,建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、城市建設(shè)和管理,服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng),其本質(zhì)是建設(shè)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施,并在此基礎(chǔ)上深度開發(fā)和整合應(yīng)用各種信息資源。

　　在數(shù)字城市建設(shè)初期,由于技術(shù)和體制等原因,各種應(yīng)用系統(tǒng)之間缺少互聯(lián)互通,往往是一個系統(tǒng)一套數(shù)據(jù),信息孤島問題嚴(yán)重[3],造成極大的社會資源浪費,同時由于數(shù)據(jù)規(guī)范不一致、數(shù)據(jù)更新時間不統(tǒng)一,導(dǎo)致最后的系統(tǒng)工作效率不高,準(zhǔn)確度欠佳等問題。隨著網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫及GIS技術(shù)的發(fā)展,逐漸出現(xiàn)了以SOA(serviceorientedarch itecture)為基礎(chǔ)的ServiceGIS技術(shù),為地理信息的共享奠定了技術(shù)基礎(chǔ)?；谝陨系谋尘?本文研究了面向數(shù)字城市的地理信息公共服務(wù)平臺建設(shè)方法,對其中關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)架構(gòu)等進行了系統(tǒng)而詳細(xì)的分析,并以重慶市為例介紹面向政務(wù)應(yīng)用的地理信息公共平臺的建設(shè)及應(yīng)用情況,為數(shù)字城市建設(shè)提供一種科學(xué)有效的解決方案。

　　1 地理信息公共服務(wù)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究

　　1.1基于一張圖的區(qū)域信息資源共享與應(yīng)用模式

　　現(xiàn)實生活中80%的信息資源與空間位置有關(guān)?；谝粡垐D的共享交換應(yīng)用模式作為社會信息資源整合的框架具有獨特的優(yōu)勢,如圖1所示。通過這種方式,能夠?qū)⒄?wù)電子地圖與人口、法人、宏觀經(jīng)濟數(shù)據(jù)及政府各部門的專業(yè)數(shù)據(jù)展現(xiàn)在地理空間上,實現(xiàn)區(qū)域地理空間信息資源的有效整合與集成,統(tǒng)一提供可視化的決策分析和數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

　　1.2基于SOA的ServiceGIS技術(shù)

　　Services GIS是在GIS經(jīng)歷了面向文件的數(shù)據(jù)共享、面向數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)共享之后,為解決GIS數(shù)據(jù)共享難題而提出的一種新的GIS軟件模式。Service GIS是一種基于SOA的GIS技術(shù)體系,按照一定規(guī)范把GIS的全部功能以服務(wù)的方式發(fā)布,可以跨平臺、跨網(wǎng)絡(luò)、跨語言地被多種客戶端調(diào)用,并具備服務(wù)聚合能力以集成來自其他服務(wù)器發(fā)布的GIS服務(wù)。

　　SOA是一種松散耦合、基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的分布式軟件體系結(jié)構(gòu),用于構(gòu)建向最終用戶提供應(yīng)用程序功能的分布式系統(tǒng)[4]。在這種體系結(jié)構(gòu)中,系統(tǒng)功能被封裝成獨立可復(fù)用的服務(wù),這些服務(wù)向上層提供明確的接口,上層通過調(diào)用這些接口來完成相應(yīng)的功能,其體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　在SOA架構(gòu)中,主要有三種角色:服務(wù)提供者,服務(wù)使用者和服務(wù)注冊中心。服務(wù)提供者是創(chuàng)建服務(wù)的實體,其主要任務(wù)就是創(chuàng)建各種服務(wù),并將這些服務(wù)的描述信息發(fā)布到服務(wù)注冊中心,并且接受服務(wù)使用者的請求;服務(wù)使用者是需要使用服務(wù)的應(yīng)用程序,通過在服務(wù)注冊中心查詢后定位服務(wù),根據(jù)服務(wù)接口信息使用遠程服務(wù);服務(wù)注冊中心的功能相當(dāng)于提供一個交易平臺,供服務(wù)提供者和服務(wù)使用者發(fā)布或選擇服務(wù)。

　　1.3Web服務(wù)組合技術(shù)

　　Web服務(wù)是解決如何協(xié)調(diào)和組織多個Web服務(wù)并按照一定的流程來構(gòu)造新的Web服務(wù)或應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)[5]。Web服務(wù)組合的價值在于服務(wù)重用,通過對各種不同功能的小粒度Web服務(wù)進行有機組合,實現(xiàn)大粒度的服務(wù),以解決更為復(fù)雜的問題,從而達到服務(wù)增值的目的。同時,由于大粒度的服務(wù)可以減少客戶端與服務(wù)端的通信次數(shù),對提升應(yīng)用系統(tǒng)的整體性能有積極貢獻。

　　為了實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的開放性和互操作性,利用服務(wù)組合技術(shù)對發(fā)布的符合OGC標(biāo)準(zhǔn)的WFS(webfeature service)、WMC(webmap context)、WCS(webcoverage service)服務(wù)進行服務(wù)組合,可更有效地實現(xiàn)地理信息的共享服務(wù),GIS服務(wù)組合如圖3所示。

　　1.4地址匹配技術(shù)

　　地址匹配是實現(xiàn)非空間數(shù)據(jù)快速空間化的重要手段,是數(shù)據(jù)共享交換中的重要環(huán)節(jié)。與空間位置信息相關(guān)聯(lián)的地址數(shù)據(jù)用于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)地址空間參考數(shù)據(jù)庫。一個完整的地址匹配功能需要由地址字典和地址匹配算法組成,地址字典是地址和組成地址的元素的集合,以一條地址為例,重慶市渝北區(qū)松石支路10號是一條地址數(shù)據(jù),它是根據(jù)規(guī)則省(市)+區(qū)縣+地名+門牌號將4個地址元素組合的。多條這樣的地址和地址元素構(gòu)成了地址字典。而地址匹配算法一般應(yīng)該具備以下幾個特征。

　　1)語義級解析。能夠深入理解地址內(nèi)部,理解地址串語義層面的信息,比如識別地址中的冗余信息,自動解析出最精確的地址要素。

　　2)可控的地址匹配。允許用戶指定不同的匹配策略(如根據(jù)精度匹配),利用解析出來的地址要素,匹配滿足某些特定條件的地址。

　　3)一定的模糊與容錯的能力。人們根據(jù)生活習(xí)慣表達的地址很可能是不標(biāo)準(zhǔn)的,口誤、筆誤時有發(fā)生,一個好的地址編碼系統(tǒng)在地址字典的幫助下,應(yīng)該能夠?qū)Φ刂愤M行檢查規(guī)范,從而提高系統(tǒng)的可用性,改善用戶的使用體驗。

　　2 公共服務(wù)平臺架構(gòu)設(shè)計以重慶市為例

　　本節(jié)以重慶市為例,說明面向政務(wù)應(yīng)用的地理信息公共服務(wù)平臺的建設(shè)及應(yīng)用情況。

　　2.1總體框架設(shè)計

　　重慶市地理信息系統(tǒng)總體框架設(shè)計采用1+1+4的體系結(jié)構(gòu),如圖4所示。

　　1個體系:即重慶市地理空間共享交換服務(wù)體系,包括共享交換平臺數(shù)據(jù)規(guī)范、共享交換平臺服務(wù)接口規(guī)范和共享服務(wù)政策辦法規(guī)范。

　　1個數(shù)據(jù)庫:即重慶市政務(wù)地理空間數(shù)據(jù)庫,包括政務(wù)電子地圖、政務(wù)專題圖層、數(shù)字高程模型、遙感影像,地名地址等數(shù)據(jù)。

　　4個共享交換應(yīng)用子系統(tǒng):即用于數(shù)據(jù)交換共享的共享交換子系統(tǒng)、用于地理空間信息公眾服務(wù)的公眾服務(wù)子系統(tǒng)和用于后臺維護管理的運維管理子系統(tǒng)、用于空間數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。