0 引言

　　自1998年美国副总统戈尔提出数字地球概念以来,引起了包括政治、军事及学术界的广泛关注。数字城市是数字地球理论与技术在城市信息化技术上的具体应用,是数字地球的主要组成部分[1]。从广义上讲,数字城市是指通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,实现城市经济信息化,建立城市电子政府、电子商务企业,并通过发展信息家电、远程教育、网上医疗等,建立信息化社区[2]。而狭义的数字城市则是指借助3S(GPS,GIS,RS)技术,深入开发与城市建设有关的地理空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众的信息基础设施和信息系统,其本质是建设空间信息基础设施,并在此基础上深度开发和整合应用各种信息资源。

　　在数字城市建设初期,由于技术和体制等原因,各种应用系统之间缺少互联互通,往往是一个系统一套数据,信息孤岛问题严重[3],造成极大的社会资源浪费,同时由于数据规范不一致、数据更新时间不统一,导致最后的系统工作效率不高,准确度欠佳等问题。随着网络、数据库及GIS技术的发展,逐渐出现了以SOA(serviceorientedarch itecture)为基础的ServiceGIS技术,为地理信息的共享奠定了技术基础。基于以上的背景,本文研究了面向数字城市的地理信息公共服务平台建设方法,对其中关键技术、系统架构等进行了系统而详细的分析,并以重庆市为例介绍面向政务应用的地理信息公共平台的建设及应用情况,为数字城市建设提供一种科学有效的解决方案。

　　1 地理信息公共服务平台关键技术研究

　　1.1基于一张图的区域信息资源共享与应用模式

　　现实生活中80%的信息资源与空间位置有关。基于一张图的共享交换应用模式作为社会信息资源整合的框架具有独特的优势,如图1所示。通过这种方式,能够将政务电子地图与人口、法人、宏观经济数据及政府各部门的专业数据展现在地理空间上,实现区域地理空间信息资源的有效整合与集成,统一提供可视化的决策分析和数据共享服务。

　　1.2基于SOA的ServiceGIS技术

　　Services GIS是在GIS经历了面向文件的数据共享、面向数据库的数据共享之后,为解决GIS数据共享难题而提出的一种新的GIS软件模式。Service GIS是一种基于SOA的GIS技术体系,按照一定规范把GIS的全部功能以服务的方式发布,可以跨平台、跨网络、跨语言地被多种客户端调用,并具备服务聚合能力以集成来自其他服务器发布的GIS服务。

　　SOA是一种松散耦合、基于标准协议的分布式软件体系结构,用于构建向最终用户提供应用程序功能的分布式系统[4]。在这种体系结构中,系统功能被封装成独立可复用的服务,这些服务向上层提供明确的接口,上层通过调用这些接口来完成相应的功能,其体系结构如图2所示。

　　在SOA架构中,主要有三种角色:服务提供者,服务使用者和服务注册中心。服务提供者是创建服务的实体,其主要任务就是创建各种服务,并将这些服务的描述信息发布到服务注册中心,并且接受服务使用者的请求;服务使用者是需要使用服务的应用程序,通过在服务注册中心查询后定位服务,根据服务接口信息使用远程服务;服务注册中心的功能相当于提供一个交易平台,供服务提供者和服务使用者发布或选择服务。

　　1.3Web服务组合技术

　　Web服务是解决如何协调和组织多个Web服务并按照一定的流程来构造新的Web服务或应用系统的技术[5]。Web服务组合的价值在于服务重用,通过对各种不同功能的小粒度Web服务进行有机组合,实现大粒度的服务,以解决更为复杂的问题,从而达到服务增值的目的。同时,由于大粒度的服务可以减少客户端与服务端的通信次数,对提升应用系统的整体性能有积极贡献。

　　为了实现空间数据的开放性和互操作性,利用服务组合技术对发布的符合OGC标准的WFS(webfeature service)、WMC(webmap context)、WCS(webcoverage service)服务进行服务组合,可更有效地实现地理信息的共享服务,GIS服务组合如图3所示。

　　1.4地址匹配技术

　　地址匹配是实现非空间数据快速空间化的重要手段,是数据共享交换中的重要环节。与空间位置信息相关联的地址数据用于建设标准地址空间参考数据库。一个完整的地址匹配功能需要由地址字典和地址匹配算法组成,地址字典是地址和组成地址的元素的集合,以一条地址为例,重庆市渝北区松石支路10号是一条地址数据,它是根据规则省(市)+区县+地名+门牌号将4个地址元素组合的。多条这样的地址和地址元素构成了地址字典。而地址匹配算法一般应该具备以下几个特征。

　　1)语义级解析。能够深入理解地址内部,理解地址串语义层面的信息,比如识别地址中的冗余信息,自动解析出最精确的地址要素。

　　2)可控的地址匹配。允许用户指定不同的匹配策略(如根据精度匹配),利用解析出来的地址要素,匹配满足某些特定条件的地址。

　　3)一定的模糊与容错的能力。人们根据生活习惯表达的地址很可能是不标准的,口误、笔误时有发生,一个好的地址编码系统在地址字典的帮助下,应该能够对地址进行检查规范,从而提高系统的可用性,改善用户的使用体验。

　　2 公共服务平台架构设计以重庆市为例

　　本节以重庆市为例,说明面向政务应用的地理信息公共服务平台的建设及应用情况。

　　2.1总体框架设计

　　重庆市地理信息系统总体框架设计采用1+1+4的体系结构,如图4所示。

　　1个体系:即重庆市地理空间共享交换服务体系,包括共享交换平台数据规范、共享交换平台服务接口规范和共享服务政策办法规范。

　　1个数据库:即重庆市政务地理空间数据库,包括政务电子地图、政务专题图层、数字高程模型、遥感影像,地名地址等数据。

　　4个共享交换应用子系统:即用于数据交换共享的共享交换子系统、用于地理空间信息公众服务的公众服务子系统和用于后台维护管理的运维管理子系统、用于空间数据管理的数据管理子系统。