張鵬程,楊梅,何華貴,徐志杰
(廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 510060)
為了全面加快推進(jìn)智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)的試點(diǎn)建設(shè),國(guó)家測(cè)繪地理信息局于2017年8月出臺(tái)了《智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)建設(shè)技術(shù)大綱》[1](2017版,以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)大綱》),《技術(shù)大綱》明確規(guī)定了云平臺(tái)應(yīng)以計(jì)算存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)、功能、接口和知識(shí)服務(wù)為核心,形成服務(wù)資源池,功能即服務(wù)作為服務(wù)資源池中的五大服務(wù)之一,是云平臺(tái)中的重要建設(shè)內(nèi)容。
本文以廣州市為例,詳細(xì)介紹了智慧廣州時(shí)空云平臺(tái)中功能即服務(wù)的模塊設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)以及使用實(shí)例等,可為其他城市開(kāi)展類似的功能模塊提供借鑒和參考。
依據(jù)《技術(shù)大綱》,云平臺(tái)的功能即服務(wù)應(yīng)包括如下4類模塊,如圖1所示:①地圖必選模塊:包括注冊(cè)認(rèn)證、登錄認(rèn)證、權(quán)限認(rèn)證;地圖的放大、縮小、漫游、切換;距離、面積量測(cè);屬性查詢、空間查詢、興趣點(diǎn)定位;二三維地圖瀏覽、歷史地圖切換、歷史資源疊加、歷史要素檢索展示等。②地圖可選模塊:包括服務(wù)加載;目錄瀏覽、查詢、訂閱和檢索;元數(shù)據(jù)注冊(cè)、查詢、下載、編輯、圖形預(yù)覽;角度量測(cè);疊加、緩沖、最佳路徑、統(tǒng)計(jì)等空間分析;專題地圖;地理編碼;定制服務(wù);數(shù)據(jù)發(fā)布;服務(wù)注冊(cè)、查詢、聚合和鏈接;服務(wù)元數(shù)據(jù)查詢、服務(wù)元數(shù)據(jù)自動(dòng)更新;服務(wù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、服務(wù)統(tǒng)計(jì)分析。③地圖專業(yè)模塊包括保密處理、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、投影轉(zhuǎn)換等。④其他非地圖類的功能服務(wù),包括訪問(wèn)日志收集與分析、用戶注冊(cè)審核、用戶消息通知等。
圖1 時(shí)空云平臺(tái)對(duì)功能服務(wù)模塊
地圖必選操作功能服務(wù)包括:①注冊(cè)認(rèn)證:當(dāng)新服務(wù)需要注冊(cè)時(shí),系統(tǒng)提供對(duì)服務(wù)內(nèi)容的審批與認(rèn)證功能;②登錄認(rèn)證:當(dāng)用戶需要登錄平臺(tái)時(shí),系統(tǒng)通過(guò)密碼輸入對(duì)用戶身份進(jìn)行安全認(rèn)證,如圖2所示;③權(quán)限認(rèn)證:當(dāng)用戶需要使用平臺(tái)某一部分系統(tǒng)功能或數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)通過(guò)權(quán)限關(guān)聯(lián)對(duì)該用戶信息進(jìn)行安全認(rèn)證;④地圖放大:對(duì)電子地圖進(jìn)行放大的操作;⑤地圖縮?。簩?duì)電子地圖進(jìn)行縮小的操作;⑥地圖漫游:對(duì)電子地圖進(jìn)行拖動(dòng)、視覺(jué)調(diào)整等操作;⑦地圖切換:對(duì)顯示地圖圖層進(jìn)行切換操作;⑧地圖比對(duì):實(shí)現(xiàn)雙屏、三屏、四屏等多窗口的地圖對(duì)比,如圖3所示;⑨距離量測(cè):量測(cè)地圖上任意兩點(diǎn)到多點(diǎn)的直線距離;⑩面積量測(cè):對(duì)地圖上任意多邊形所覆蓋的面進(jìn)行面積量測(cè);屬性查詢:提供根據(jù)地圖屬性值進(jìn)行查詢;空間查詢:提供識(shí)別查詢,用戶使用該工具點(diǎn)擊地圖要素,結(jié)果列表顯示識(shí)別查詢的實(shí)體要素以及要素屬性,高亮顯示要素實(shí)體;興趣點(diǎn)定位:通過(guò)查詢結(jié)果或者坐標(biāo)值對(duì)興趣點(diǎn)進(jìn)行圖上定位。
圖2 時(shí)空云平臺(tái)登錄認(rèn)證功能
圖3 時(shí)空云平臺(tái)地圖比對(duì)功能
地圖可選功能服務(wù)包括:①服務(wù)加載:系統(tǒng)對(duì)選擇的服務(wù)執(zhí)行加載操作;②目錄瀏覽:對(duì)服務(wù)目錄信息進(jìn)行瀏覽操作,如圖4所示;③目錄查詢:通過(guò)關(guān)鍵字等信息對(duì)目錄進(jìn)行查詢;④目錄訂閱:對(duì)選中目錄進(jìn)行訂閱的操作;⑤目錄檢索:對(duì)目錄信息進(jìn)行檢索的操作;⑥元數(shù)據(jù)注冊(cè):對(duì)新增元數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)注冊(cè)的操作;⑦元數(shù)據(jù)查詢:通過(guò)關(guān)鍵字等信息對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢;⑧元數(shù)據(jù)下載:對(duì)選中的元數(shù)據(jù)信息執(zhí)行下載的操作;⑨元數(shù)據(jù)編輯:對(duì)選擇的元數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改等信息編輯操作;⑩圖形預(yù)覽:能夠以縮略圖形式預(yù)覽服務(wù)圖層;角度量測(cè):選擇兩坐標(biāo)位置后,提供角度量測(cè)功能;疊加分析:根據(jù)用戶選擇的疊加圖層與分析圖層進(jìn)行疊加,產(chǎn)生一個(gè)新要素層的操作,綜合了原來(lái)兩層要素所具有的屬性;緩沖分析:主要提供點(diǎn)查詢、拉框查詢、圓形查詢、多邊形查詢、點(diǎn)周邊查詢、線周邊查詢等,可以查詢緩沖區(qū)范圍內(nèi)用戶關(guān)注的信息,如圖5所示;最佳路徑分析:基于Webservice[2]開(kāi)發(fā)路徑規(guī)劃接口,可對(duì)外提供路徑規(guī)劃服務(wù)。用戶輸入起始和目的地的位置以及時(shí)間最優(yōu)、費(fèi)用最優(yōu)、是否走高速的路徑規(guī)劃需求,由路徑規(guī)劃服務(wù)輸出最優(yōu)路徑或多條備選路徑,并在地圖上進(jìn)行展示及模擬;空間統(tǒng)計(jì):通過(guò)空間篩選,將選中的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算;專題地圖:以表格、柱狀圖、餅狀圖、熱點(diǎn)圖等多種方式專題展示;地理編碼:系統(tǒng)提供在線地理編碼服務(wù);定制服務(wù):用戶可以勾選所需圖層,定制自己所需要的服務(wù);服務(wù)注冊(cè):服務(wù)注冊(cè)支持OGC[3]、天地圖、ArcGIS[4]等各種類型的服務(wù)注冊(cè);服務(wù)查詢:可以根據(jù)服務(wù)關(guān)鍵字查詢檢索所需的服務(wù);服務(wù)聚合和鏈接:在后臺(tái)將多個(gè)服務(wù)進(jìn)行聚合[5],聚合后的服務(wù)作為一個(gè)新服務(wù)發(fā)布出來(lái),用戶只需要對(duì)新的服務(wù)進(jìn)行調(diào)用即可得到聚合后的效果;服務(wù)元數(shù)據(jù)查詢:通過(guò)關(guān)鍵字等信息對(duì)服務(wù)元數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢;服務(wù)元數(shù)據(jù)自動(dòng)更新:服務(wù)修改更新時(shí),服務(wù)元數(shù)據(jù)自動(dòng)更新;服務(wù)狀態(tài)監(jiān)測(cè):系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)當(dāng)前的服務(wù)是否可用;服務(wù)統(tǒng)計(jì)分析:統(tǒng)計(jì)平臺(tái)某時(shí)間段內(nèi)各類服務(wù)被使用的流量,通過(guò)柱狀圖、表格形式展示統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
圖4 時(shí)空云平臺(tái)目錄瀏覽功能
圖5 時(shí)空云平臺(tái)緩沖區(qū)分析功能
地圖專業(yè)功能服務(wù)包括:①保密處理:按照國(guó)家數(shù)據(jù)保密要求,通過(guò)數(shù)據(jù)脫密插件,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保密處理;②坐標(biāo)轉(zhuǎn)換:提供相同橢球基準(zhǔn)不同坐標(biāo)形式的轉(zhuǎn)換以及不同橢球基準(zhǔn)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[6,7]等,每個(gè)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)均使用合適的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換,如圖6、圖7所示;③投影轉(zhuǎn)換:將一種地圖投影點(diǎn)的坐標(biāo)變換為另一種地圖投影點(diǎn)的坐標(biāo)的功能。
圖6 時(shí)空云平臺(tái)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能C/S
圖7 時(shí)空云平臺(tái)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能B/S
在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及投影轉(zhuǎn)換方面,智慧廣州時(shí)空云平臺(tái)針對(duì)廣州地方坐標(biāo)數(shù)據(jù)、北京1954坐標(biāo)數(shù)據(jù)、西安1980坐標(biāo)數(shù)據(jù)、WGS84坐標(biāo)數(shù)據(jù)、國(guó)家2000坐標(biāo)數(shù)據(jù),通過(guò)調(diào)用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)API二次開(kāi)發(fā)服務(wù)接口,實(shí)現(xiàn)幾類坐標(biāo)數(shù)據(jù)在平臺(tái)中互相轉(zhuǎn)換,圖6為C/S模式下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能界面,圖7為B/S模式下的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能界面。
非地圖類功能服務(wù)包括:①部門管理:提供部門機(jī)構(gòu)管理、部門用戶管理等功能操作;②用戶管理:提供用戶信息管理、用戶角色管理等功能操作;③角色管理:提供角色用戶管理、角色目錄管理、角色權(quán)限分配等功能,如圖8所示;④日志管理:提供用戶訪問(wèn)日志、平臺(tái)運(yùn)維日志、平臺(tái)異常日志、日志備份恢復(fù)等功能;⑤監(jiān)控管理:提供在線用戶監(jiān)控、在線時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)、服務(wù)響應(yīng)時(shí)間、服務(wù)并發(fā)監(jiān)測(cè)、服務(wù)流量監(jiān)測(cè)等功能,如圖9所示;⑥服務(wù)管理:提供服務(wù)資源注冊(cè)、服務(wù)資源查詢、服務(wù)資源瀏覽、服務(wù)資源詳細(xì)查看、服務(wù)資源申請(qǐng)、服務(wù)資源更新與刪除、服務(wù)啟用/停用、服務(wù)資源下載等功能;⑦流程管理:提供對(duì)流程的增、刪、查、改以及對(duì)節(jié)點(diǎn)的管理等功能操作。
圖8 時(shí)空云平臺(tái)角色管理功能
圖9 時(shí)空云平臺(tái)監(jiān)控管理功能
智慧廣州時(shí)空云平臺(tái)的所有功能服務(wù)均是按照用戶在前端申請(qǐng),平臺(tái)管理員在后臺(tái)進(jìn)行授權(quán)審批的模式:云平臺(tái)的用戶可在門戶網(wǎng)站首頁(yè)瀏覽、查看所有功能服務(wù),如圖10所示;當(dāng)需要調(diào)用某個(gè)功能服務(wù)時(shí),只需提交申請(qǐng),經(jīng)平臺(tái)管理員在后臺(tái)運(yùn)維管理子系統(tǒng)審批后,即可申請(qǐng)使用,如圖11所示。
圖10 云平臺(tái)門戶網(wǎng)站中的功能服務(wù)
圖11 運(yùn)維管理子系統(tǒng)的后臺(tái)審批
本文以智慧廣州時(shí)空云平臺(tái)為例,介紹了平臺(tái)中功能即服務(wù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),得出如下主要結(jié)論:①功能即服務(wù)作為智慧城市時(shí)空云平臺(tái)服務(wù)資源池中的五大服務(wù)之一,其數(shù)量的多少、功能及易用性等是衡量云平臺(tái)功能是否強(qiáng)大的重要指標(biāo);②智慧廣州時(shí)空云平臺(tái)按照《技術(shù)大綱》的要求,實(shí)現(xiàn)了地圖必選服務(wù)、地圖可選服務(wù)、非地圖類功能服務(wù)以及地圖專業(yè)功能服務(wù)等;③云平臺(tái)用戶通過(guò)前端門戶網(wǎng)站查看、瀏覽并申請(qǐng)相應(yīng)的功能服務(wù),平臺(tái)管理員在后臺(tái)通過(guò)運(yùn)維管理子系統(tǒng)進(jìn)行授權(quán)、審批,體現(xiàn)了服務(wù)資源池功能服務(wù)的“集中共享,分級(jí)管理”理念;④地圖即服務(wù)是智慧城市時(shí)空云平臺(tái)的基本功能,除地圖即服務(wù)之外,云平臺(tái)還包括計(jì)算存儲(chǔ)服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、接口服務(wù)、知識(shí)服務(wù)、地名地址引擎、業(yè)務(wù)流引擎、服務(wù)引擎、知識(shí)化引擎以及云服務(wù)系統(tǒng)等。