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项目需求
项目需求
大庆市地理空间信息资源管理与共享服务系统需求方案
一、概述
1.1项目背景
地理空间信息共享是基于但高于“数字城市”的,它涉及地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS等关键技术。
深入开发和利用地理空间信息资源,建设服务于土地管理、城市规划、通信、建设管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源开发、环境监测、经济社会发展的信息基础设施和应用体系。
从根本上建立统一的城市地理空间信息公用标准,整合多方优势并建成全市范围内的地理空间信息基础设施。
在此基础上深度开发、整合、应用、交流和共享各种信息资源。
政府统一管理基础地理空间信息资源,各应用行业部门可以在充分利用共享公共资源的同时补充和更新完善该行业的地理空间信息资源,这样良性循环使得基础信息共享系统会聚集越来越多的行业参与而得到发展。
为了满足大庆市各政府单位对地理空间信息的共享需求,应该建立大庆市政务地理空间数据库共享服务平台,提供基于OGC标准的数据共享服务接口。
可提供遥感影像、政务电子地图、政务信息图层、地图图片、目录服务、三维全景图、DEM叠加、地址匹配等多项共享服务。
系统建立过程中,可以先开展试点工作,并选择部分委办局和区县作为试点单位在政府内网上开通该系统,并利用系统提供的接口开发专业应用系统。
1.2新建系统解决的问题和主要建设内容
大庆市的政府、企业等多数部门及市民对地理空间信息资源有使用需求,如公安局、规划局、环保局、国土局、建设局、房产局、120急救中心、大庆油田等。
目前,有些单位正在使用陈旧、小比例尺的地理信息资源(1:
1000和1:
2000地图),如公安局、120急救中心等部门,还涉及到版权争议,并且数据已经连续四年多没有得到更新,因此地理空间信息要素严重不足。
有些部门根本就没有地理空间信息资源图,如环保局,不利于对企业排污口的数字化存储、统计分析、检索。
规划局、城管局、油田、中国移动等部门有部分地理信息资源,但是由于数据的专业性较强,图层和专题严重不足,而且条块分割,形成信息孤岛,不利于全市政府、企业及市民的管理和共享服务。
一个基础的政务地理空间数据库共享服务平台,应该可以管理尽可能详尽而齐全的各类数据,最大限度地满足各委办局及企事业单位的数据共享需求。
具体内容如下:
(1)政务电子地图:
需要在城区建立1:
500、1:
1000和1:
2000地图。
(2)政务信息图层:
需要各委办局根据需要建立。
(3)图片多媒体:
根据大庆市的实际需要,建立图片多媒体数据库。
(4)其他:
建立遥感影像、DEM叠加等数据服务,向各委办局提供共享服务。
1.3建设目标
以满足大庆市经济社会发展和政务管理的需要为宗旨、以政策和法规为保障,以计算机网络与硬件环境为依托,遵循统一的标准规范,利用网络技术、WebGIS等技术,在市政务信息共享交换服务体系基础上构造符合大庆市信息化建设要求、功能完整、方便实用的政务地理空间数据共享服务系统,对来自各政府部门的政务信息数据进行统一管理维护、并向大庆市各委办局提供政务电子地图、政务信息图层、地图图片、目录服务等多项数据共享服务,实现政务管理和决策支持的网络化运行;为后期大庆市各委办局单位应用系统的开发提供数据来源;整个系统在切实安全保障体系下运行。
二、总体需求
2.1需求概述
大庆市政务地理空间数据库共享服务平台的建设是为了提供一个统一的空间数据管理和共享平台,为了做到这一点,系统需满足如下系列基本需求:
1.标准化需求
标准化贯穿着政务信息化系统建设的方方面面。
系统建设,需要遵循相关的行业标准、数据标准、安全标准等要求,需要遵循目前市级部门已经制定的相关技术规范和地方标准,按照现有的统一分类编码规则和统一的技术要求,进行信息资源的整合。
形成标准化的系统、标准化的共享服务接口、标准化的数据以及标准化的管理。
2.政务信息资源整合利用需求
正是由于目前大量有价值的信息资源以不同的方式、各式存放在不同的地方,才无法实现政务信息资源的共享,充分发挥信息的价值。
因此,大庆市政务地理空间数据库共享服务平台的建设需提供统一的数据管理平台,遵循相关标准规范,整合各类政务信息资源,并充分考虑与各委办局等有关部门之间的网络联接和信息共享、交换,实现市、局委办一体化的数据交换共享的互联互通。
3.跨部门信息资源共享需求
为提高政府职能部门的管理和服务水平,需要利用当前先进的信息技术和手段,建立多样的服务渠道和完善的服务体系。
这就需要跨部门共享信息资源,充分挖掘、综合和分析利用政务信息资源,为政府科学决策提供依据。
因此,大庆市政务地理空间数据库共享服务平台应能提供标准化的数据共享服务接口,满足各委办局跨部门共享信息资源的需求。
4.安全需求
随着政务信息化建设的复杂性提高,系统安全越来越成为影响系统运行的重要问题,需要构建完整的安全保障体系。
要防止入侵者利用通讯协议和网络设备存在的一些安全隐患,通过网络实施攻击,保证网络的安全;需要建立数据库安全保障措施,防止硬件故障、自然灾害以及未知病毒感染可能导致的数据破坏和丢失;需要解决横跨多种平台、不同版本、不同种类操作系统的政务应用系统安全;需要实行严密的权限控制机制,防止用户越权操作,防范假冒合法用户非法访问,保障业务系统的应用安全。
2.2用户
大庆市政务地理空间数据库共享服务平台主要是向大庆市各委办局提供数据共享服务,系统运行在政府专网上。
因此,系统的用户主要是大庆市政府、各委办局的工作人员,以及市信息资源管理中心的有关人员。
所有这些系统用户,大致可以分为三类:
(1)系统运维人员:
负责系统的安装调试、管理和维护系统的软硬件环境、对系统的运行情况进行日常监控,排除系统运行过程中出现的故障,确保系统的正常安全运行。
(2)数据维护人员:
负责其职责范围内的数据更新维护。
(3)数据服务接受者:
因系统提供的主要功能就是数据共享服务,数据服务接受者的获取所需的数据服务也是系统存在的价值所在。
这类用户对服务的需求主要是:
直接通过系统浏览查阅空间数据;
通过平台服务接口调用数据作为其业务系统的数据源;
通过市、委办局平台对接,实现数据更新。
2.3功能需求分析
1.地理空间信息浏览
提供基于元数据的目录服务,能够快速浏览感兴趣的地理信息,具有缩放、漫游、鹰眼等通用的地图操作功能。
2.地理空间信息查询检索与定位
可以提供具有良好交互界面的查询检索工具:
(1)通过输入属性信息查询地理事物并进行定位显示;
(2)可通过地图图元查询其所对应的属性信息。
3.地理空间信息的统计分析
系统具有GIS的空间分析功能,能够对各个专题的政务图层进行简单的统计,并以图表形式进行显示;也可以通过圈选和框选方式查询统计局部区域的地理信息。
4.专题地理空间信息的更新维护
遥感影像数据的更新维护由市里负责,而政务电子地图、政务信息图层、地图图片等数据都需要大庆市的各个相关部门负责其更新维护。
因此,系统应提供一个统一的数据管理工具集,以便各相关部门能够用来更新维护自己负责的地理空间数据。
5.数据共享交换
为了方便市各委办局共享信息资源,系统应具备标准化的数据共享服务接口,使得各委办局能够在异构或同构平台环境下,通过服务接口调用数据,建立自己的应用系统,实现不同系统之间的数据共享交换。
三、系统方案设计时考虑的关键技术
3.1海量空间数据管理技术
大庆市政务地理空间数据库需要存储包括政务电子地图、政务信息图层、图片等大量的政务信息,数据量巨大,因此,在数据共享服务平台系统的建设中必定需要采用海量空间数据管理技术。
✧具有TB级的空间数据存贮与处理能力,支持矢量、栅格、三维、影像四维一体的海量数据存贮。
✧支持异构数据库的多级服务器数据更新与同步,支持完全一致的存储无关的概念模型(文件系统或RDBMS)。
✧支持高效的空间索引(外包络矩形、R树、索引分割格网、空间编码四叉树等)技术。
✧提供对主流大型商用数据库Oracle、SQLServer的支持。
✧支持强大的并发操作能力、完整的数据库安全机制。
3.2WebService技术
在各政府部门建立业务应用时,不可能强调使用统一的GIS平台,这意味着大庆市政务地理空间数据库共享服务系统需要考虑异构平台的数据互操作问题,所选GIS平台完全支持OGC的WMS、WFS、WCS、WCTS等标准,可以实现异构平台之间的互联互通,可以满足异构平台之间的数据互操作。
为了向各委办局提供标准、快捷的数据共享服务,在大庆政务地理空间数据库共享服务系统建设中将采用WebService技术,外部所需要的数据共享服务一律通过基于WebService技术的数据共享服务接口来提供。
空间数据互操作方法有两种模式:
一种是基于直接访问模式的互操作方法,另一种是基于公共接口访问模式的互操作方法。
对于前者,要依赖与对对方空间数据格式的充分了解上。
通过国际标准化组织(如ISO/TC211)或技术联盟(如OGC)制定空间数据互操作的接口规范,GIS软件商开发遵循这一接口规范的空间数据的读写函数,可以实现异构空间数据库的互操作。
对于分布式环境下异构空间数据库的互操作而言,空间数据互操作规范可以分为两个层次:
第一个层次是基于COM或CORBA的API函数或SQL的接口规范。
通过制定统一的接口函数形式及参数,不同的GIS软件之间可以直接读取对方的数据。
第二个层次是基于http(Web)XML的空间数据互操作实现规范。
它是基于Web服务的技术规范,它读写数据的方法也是采用分布式组件,但它用XML进行服务组件的部署、注册,并用XML启动、调用,客户端与服务器端的信息通信也是采用遵循XML规范的数据流。
数据流的模型遵循空间数据共享模型和空间对象的定义规范,即可用XML语言描述空间对象的定义及具体表达形式,不同GIS软件进行数据共享与操作时,将系统内部的空间数据转换为公共接口描述规范的数据流(数据流的格式为ASCII码,如GML),另一系统读取这一数据流进入主系统并进行显示。
3.3多用户并发访问与长事务处理技术
在政务信息管理与服务系统中,要处理大量的信息数据,受到网络的传输协议、实时访问量、带宽占用等的约束,把用户请求和结果数据有效地传输,成为影响系统性能的重要因素。
一个成功的政务信息管理与服务系统,不仅要具备空间数据操作、发布功能,而且还要具备处理大量用户的并发访问和“长事务”(多用户环境下的空间分析是一个长时间的事务,称“长事务”)技术的能力,确保系统响应的速度和对服务器资源的最少占用,使服务工作顺利开展。
如何实现多用户并发访问、快速有效的传输数据是迫切需要解决的关键技术问题。
3.4异构GIS数据互操作技术
1.数据格式转换模式
其他数据格式经专门的数据转换程序进行格式转换后,复制到当前系统中的数据库或文件中。
2.数据互操作模式
GIS互操作是指在异构数据库和分布计算的情况下,GIS用户在相互理解的基础上,能透明地获取所需的信息。
数据客户使用某种数据的过程就是发出数据请求,由数据服务器提供服务的过程,其最终目的是使数据客户能读取任意数据服务器提供的空间数据。
3.直接数据访问模式
直接数据访问指在一个GIS软件中实现对其他软件数据格式的直接访问,用户可以使用单个GIS软件存取多种数据格式。
直接数据访问不仅避免了繁的数据转换,而且在一个GIS软件中访问某种软件的数据格式不要求用户拥有该数据格式的宿主软件,更不需要该软件运行。
3.5独特的多粒度空间索引技术
空间索引是对空间数据库中二维乃至多维实体的排序,为将来对空间实体的快速检索打下良好的基础。
通常的空间索引如:
格网索引、R树索引、多重四叉数索引等都是一种空间位置的索引;简言之,索引里描述了实体的空间位置,但是对实体的形状大小没有进行相应描述,从空间对象的完备性角度这样描述是不完备的,当要检索与空间实体粒度大小相关的信息时效率会急剧下降;具体应用在如处理海量空间图元的快速显示时,有效控制合适粒度与位置的图元显示就会使用到与此相关的粒度索引,通过位置索引与粒度索引的综合使用实现了超大海量网络数据的高速显示。
四、需要的系统功能
大庆市地理空间信息资源管理与共享服务系统分为空间信息服务子系统、运行维护子系统、数据管理子系统、空间信息展示子系统等四大子系统。
4.1空间信息展示子系统
空间信息展示子系统是基于数据共享服务接口开发的一个Web应用。
用于向各委办局及相关的政府单位发布空间信息。
使得各委办局的工作人员可以通过Web形式对市空间信息资源数据库中的信息资源进行浏览检索。
(1)地图发布
系统利用WEBGIS技术,通过Web形式,提供网络搜索和浏览所需要的空间数据、专题图和图像的功能,实现以浏览、查询为主的空间数据共享访问。
这里发布的地图主要是指遥感影像地图、线划矢量图、政务电子地图、政务信息图层等空间数据。
用户可以利用系统提供的目录服务,快速准确地找到感兴趣的地图图层,并打开进行浏览。
对于一般用户而言,地图发布应具备基本的地图功能:
1)图形操作功能:
包括图形浏览、显示控制操作、查询统计、空间分析等功能。
图形浏览:
包括放大、缩小、平移、复位、无级缩放、鹰眼、地图量算等功能。
邮发地图:
将需要提交给领导或相关业务人员查看的空间信息以邮件的方式发送到对方的邮箱中,接收者打开邮件后可直接查看图形并进行相关的分析统计操作。
2)查询统计:
周边查询:
采用缓冲区分析功能,对查询结果周边范围内各类地理信息分类查询。
图文互查:
单击地图,弹出相关属性信息;通过输入图元属性,可以快速查找到对应的图元并定位显示。
空间条件查询:
指定矩形区域内对象查询、任意指定多边形区域内对象查询、指定圆形区域内对象查询。
联合查询:
使用属性条件和空间条件联合查询。
统计模块给用户提供完善地按照各种统计条件和方法进行统计的功能。
用户可以设置统计条件,对业务办理情况进行统计,满足领导对业务办理情况查询的需求。
系统选择统计类型后便可以在统计条件组合框中选择一种或多种统计条件。
每个统计类型对应有各自的统计条件。
设置完统计条件后便可以执行统计了。
统计的结果,可以按照设计的报表的样式直接打印输出;也可以把统计结果存成文件的形式,统计结果的导出支持多种常见文件格式,如HTML、Word、Excel、纯文本等格式;也可以根据选择生成不同形式的图表的格式显示。
3)热点图层查询:
按照大庆市各委办局实际业务需求,可将各单位都关心的图层单独移出来,形成热点图层,例如全市危险源分布图层、城市应急避难场所分布图层等。
这使得用户可快速查找到所关心的热点事物。
(2)图片多媒体数据服务
通过将与空间位置相关的图片、图像以及视频录像等多媒体数据与信息点(包括线、区图元)数据的属性字段相关联的方式,实现图片、多媒体数据的联动播放。
并实现对外接口服务。
具体包括:
1)全景图片服务;
2)图片服务;
3)视频服务。
(3)兴趣点查询服务
兴趣点查询按照大庆市行政结构区域划分,以此为索引,快速定位到用户所要查找的地理位置。
提供属性信息查询、圈选、框选等方式查询感兴趣的事物。
(4)遥感影像查询
系统通过市级系统提供的二次开发接口,提供主要以大庆市为范围的、包括多数据源、多尺度、多时相遥感影像的统一浏览,以及地名查询、矢量叠加等功能。
1)基本地图功能:
✧提供影像快速定位功能,即鹰眼功能。
✧提供放大、缩小、漫游、全图等各种基本的图像浏览方式。
✧查询:
根据地名查询影像。
支持模糊查询,输入地名中关键字,可以得到一个地名列表,然后选择其中一个地名,即可定位到对应的影像。
✧根据用户需要对各矢量图层进行叠加显示。
2)DEM叠加显示
可查询DEM晕渲图,可实现DEM晕渲图加正射影像加矢量地图等的叠加显示。
3)导航功能:
市区导航、兴趣点导航功能为精确定位各街道办事处及知名学府、宾馆饭店、旅游景点等兴趣点。
4)热点对比:
对热点区域当前影像与历史影像进行对比。
在热点对比的目标区域选择大庆市具有代表意义的热点区域,在弹出的窗口中显示该区域当前影像和历史影像,通过历史影像上的时间选择,可选择显示不同历史阶段的历史影像。
(5)历史对比
可进行同一地区不同时间的遥感影像比较。
数据源选择列表显示历年的遥感影像,从列表中选择后叠加显示该影像。
(6)元数据展示
根据系统提供的目录服务,可快速查找到所感兴趣的空间数据。
同样,也可以查询空间数据所对应的元数据信息。
可以对每一个图层文件,查询其对应的元数据信息。
4.2空间信息服务子系统
该子系统是大庆市地理空间信息资源管理与共享服务系统的核心模块之一,应能满足各类用户获取空间数据共享服务的需求。
✧系统应可以向各委办局的用户发布其数据服务功能,让用户了解并熟悉其所能够获得的数据共享服务;
✧应能够让用户通过二次开发,使得用户的业务系统能够获得市政务空间信息资源数据库的数据支撑;
✧应能够适应异构平台的数据互操作需求,市各个委办局在开发自己的业务系统时,有可能使用其它的GIS平台。
系统应能够满足基于异构GIS平台的业务系统的数据共享需求。
本子系统将提供如下的数据共享服务接口:
1)目录服务:
系统提供的目录服务是基于空间数据元数据的,提供目录注册、目录维护、发布审批、目录发布、目录查询等服务,为信息资源、用户(组织机构、用户、角色等)、服务的注册、维护、发布、查询等各类操作提供支持。
用于采集、存储、使用和管理政务信息资源目录内容,通过元数据信息的定位和发现机制,实现政务信息资源的共享。
市目录管理节点功能与市平台的功能一致,实现对大庆市政务信息资源目录的管理,并可与市共享交换平台实现目录信息的双向交换。
目录管理的建设方式,可以安装市共享交换平台提供的目录管理系统。
2)政务电子地图服务:
通过该服务接口,可以获取大庆市的政务电子地图共享服务。
在各委办局开发自己的业务系统时,往往需要电子地图作为底图。
该接口功能的实现,使得市各委办局可以使用统一的地理底图。
3)政务信息图层:
这些政务信息图层大多是各委办局的专题图层,可以统一存储于市政务信息资源数据库中,以统一的接口实现数据的共享。
各委办局也可以通过接口来利用、管理和维护这些专题图层,可以通过授权实现跨部门的数据共享。
4)图片多媒体服务
将图片、图像以及视频录像等多媒体数据与地图信息点(包括线、区图元)数据的属性字段相关联,实现图片、多媒体数据的联动。
并实现对外接口服务。
具体包括:
全景图片服务;
图片服务;
视频服务。
5)信息点接口服务
通过该接口,可以快速实现查询感兴趣点的信息。
开发业务系统时如果有必要,就可以利用此接口,在系统中引入信息点图层,并在此基础上开发相关的功能。
6)遥感影像服务
是在市平台提供的接口基础上进行封装或直接引用,然后与市平台的服务接口一起发布。
对于用户而言,遥感影像的存储地点是透明的,只需要利用提供的接口进行开发,就可以获得所需的共享服务。
7)DEM叠加服务
通过该接口,可以实现DEM数据叠加显示。
8)地址匹配服务
提供全市各类门牌、楼名、街道等地址服务。
4.3运行维护子系统
本子系统主要用于系统管理员对系统进行日常的运行维护,确保系统安全、稳定正常运行。
主要包括如下功能:
(1)系统日志
用于保存用户对系统的访问纪录,包括其所访问的功能操作和操作时间等信息,这样就可以使得每一个授权用户对市政务空间数据的访问使用,都会留下记录,政府和各单位可以借此对工作人员的相关工作进行统计和考核。
另外,系统管理员也可以通过日志来发现某些不正常的访问行动,及时采取有效措施,维护数据安全。
(2)用户权限管理
根据政府的职能部门划分和工作人员的岗位职责,建立完善稳定的权限管理与分配系统,提供用户注册、审核、授权、登陆管理等功能。
1)需要访问政务空间数据的用户须先进行注册登记,经审核通过方可称为系统正式用户,注册登记可以按部门批量进行,也可以单独进行个体注册。
2)授权由系统管理员统一进行。
系统在原数据的基础上对数据进行分类管理,和系统功能单元一道作为共享资源,都应严格地按照每个用户所处部门和岗位的不同,按实际情况的需要由系统管理员来统一进行权限分配。
针对每个用户的角色不同,严格分配其系统访问权限和数据存取权限,防止资源的非法占用和数据的非法存取,为系统从应用层取得最大的安全性。
另外,为了防止系统管理员的权限过于集中,可以考虑系统管理权限的二级或多级分配,实现多级赋权。
信息中心的管理员可以将部分管理权限下放到某部门或科室,由部门或科室进行部门内部的权限分配与管理。
(3)系统配置
系统的安装调试,都需要进行数据库的初始化、数据源的创建与配置以及一系列的系统参数配置,或软件环境方面的配置。
系统配置将提供一整套的配置工具,提供友好的用户界面,方便用户进行系统配置。
(4)系统监控
可以随时显示当前各部门用户对本系统的访问情况,进行流量统计分析,对每一个用户的访问监控。
4.4数据管理子系统
数据管理子系统主要是为了进行数据的维护更新而建立的。
本子系统主要功能有:
(1)数据编辑:
在大庆市地理空间信息资源管理与共享服务系统的运行过程中,一方面由于需要,可能要增加一些新的空间数据;另一方面,旧的空间数据也需要不断的更新。
这就需要按照需要对空间数据进行编辑修改,然后入库。
可以采用C/S模式提供专门的数据编辑模块,用于编辑修改需要更新入库的空间数据。
(2)数据入库
对数据的更新编辑可离线操作,也可在线操作,系统支持多用户并发访问和长事务处理,在完成数据的编辑修改,准备好了更新数据后,就可以利用数据入库工具,提交更新,完成数据入库操作。
其中:
矢量数据:
通过GIS平台的SDE实现数据的存取操作;
图片:
全景图片可用ORACLLE9i存储;
多媒体数据:
其他图片,视频数据尽量采用常见的格式,这样可以顺利在ORACLE9i存储。
(3)数据浏览/查询/定位
对于各类空间数据以及图片多媒体等数据,均提供简单的查询浏览,用于了解数据的基本情况,空间数据可以进行基本的定位显示查询。
(4)数据转换与输出
存储在大庆政务地理空间数据库中的各种矢量形式的空间数据,均以选定的GIS数据格式形式存在,通过服务接口提供对外数据共享服务。
同时,为了方便数据交换,系统集成GIS平台的数据交换功能,实现各种常见格式之间的数据转换,支持E00、Shp、MIF、vct等常见的数据格式。
支持windows图片输出和绘图仪图形输出。
(5)元数据管理
提供专门的元数据操作工具,用于元数据的输入、编辑、报表以及发布。
可以实现元数据的查询浏览。
供应商资格
供应商必须是由本地高校或科研院所与国内具有独立法人资格的GIS软件开发、地图数据生产企业组成的联合体,并同时具备如下资格:
本地高校或科研院所:
(1)若为高校则必须是国立本科院校;
(2)若为科研院所必须为市级以上直属专业研究机构,具有专职的GIS队伍;
国内GIS开发商:
(1)注册资金在人民币800万元以上(含800万元);
(2)供应商必须具有信息产业部门颁发的软件企业认定证书和软件产品登记证书;
(3)具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度;
(4)具备地理信息系统相关项目实施经验,至少参加过一个地市级以上城市地理空间信息资源管理与共享服务系统的建设(提供合同);
(5)具有自主知识产权的GIS产品和相关技术开发队伍;
(6)参加政府采购活动前三年内,在经营活动中没有重大违法记录。
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