地理信息在线服务系统集成方案探讨

李峰

摘要:系统集成技术可以通过软件对各类地理信息数据进行高效集成，是实现地理信息服务的关键技术。本文主要围绕地理信息在线服务系统的集成归类展开论述，并结合DCI-ESB服务总线与前端集成的系统架构，阐释了地理信息在线服务系统的集成方案设计。旨在为地理信息在线服务系统的设计和技术实现工作提供参考。

关键词:地理信息；在线服务；系统集成；DCI-ESB

引言

近年来，国家“天地图”和地理信息公共服务平台等重大工程项目的实施，使得地理信息在线服务日益引起人们的重视。为实现多源、异构地理信息资源的集成，充分利用不同数据资源和软件资源的优点，开展在线服务系统集成方案的研究和探索，对大规模地理信息共享平台的构建具有十分关键的作用。

1、地理信息系统概述

地理信息系统(GIS)是指一个同时处理空间信息与大量数据的信息系统。一般的信息系统中,数据多存储于数据库中,无法进行可视化展示，且文本形式可能导致关键数据信息的隐匿，而实际操作中很多情况都必须通过数据库才能处理。最原始的解决办法是通过一张纸质地图,在上边进行对数据库相关信息的标注,方法复杂且效率低。地理信息系统中的数据基于现实世界的地理特征,能够把数据库中的信息分层次、分类别的标注在电子地图上,形成多源数据之间的有效连接,最终实现电子地图和数据库内容的双向检索。

2、系统集成技术及框架

在地理信息系统的发展过程中，相应的集成技术逐渐演化出不同的类型。

(1)作为GIS应用软件的子系统,可以在不同的系统中单独使用，也可以在不同的系统间使用,并提供了多种数据格式的转换功能。该方法结构较为简单,对各种软件系统和集成模型的适配性较好。

(2)对于大规模的商业GIS应用软件,通过二次开发可以实现信息结构与数据模型的统一,并以此构建完整的业务开发系统。通过二进制转换的方式进行数据交换,适用于存在较多联系的不同GIS软件系统之间。

(3)通过API接口的方式实现系统集成，同时可参照RPC的规范模式设计软件功能。典型代表为ESRI设计开发的ARC/INFO软件系统。

(4)关系数据库系统(ORDBMS)的方法,基于空间数据的关联关系进行设计后将其加入数据库系统,用户可以对基础信息、空间矢量数据和遥感图像等内容进行控制和编辑。

随着信息系统逐步走向开放及交互操作的需求,对GIS系统提出了新的标准。地理信息系统的空间集成技术已经有了总体设计框架、数据库系统集成在线平台、模块集成在线平台等内容,在此基础上通过空间结构模型对信息进行三维空间管理,能够更真实的对地理要素进行展示和表达。

3、地理信息系统集成平台框架

随着客户端/服务端(C/S)业务架构的广泛应用，将该机制引入地理信息系统集成平台，能够实现对地理信息的分布式管理。基本框架由客户端页面服务器、业务分析及计算服务器和数据存储服务器三部分构成。

客户端主要负责指引客户完成模块选取、业务功能选择、点选及基础信息输入等操作，将源端数据进行规范化处理并打包发送给业务分析及计算服务器，该服务器根据业务规则对请求数据进行分析抽象，从数据存储服务器搜索获取基础的地理信息数据并进行运算重构，按约定规则转换成客户端可以理解的文本、GIS信息或图像数据等内容并进行下发。

4、地理信息在线服务系统集成内容

地理信息在线服务系统集成的流程包括地理信息数据集成、系统服务功能集成、系统界面集成等内容。

4.1、数据集成方案

(1)数据迁移方式。该方式将原系统中的地理信息数据迁移至新建系统平台中，新系统建成后涵盖原系统的全部功能，原系统可以停止使用。

(2)基于数据网关的虚拟数据库方式。该方式最大的优点在于地理信息数据保留在原系统中,仅在其他信息系统上形成业务数据的虚拟镜像,并通过数据网关进行信息读写。当主系统与子系统集成时,主系统通过此方式可直接访问子系统中的数据,就像访问本地数据库一样。

(3)基于数据副本的数据集成方式。该方式需要在不同系统中创建一份或多份数据拷贝，通过业务无关的同步机制对数据进行维护，同时保证各个系统能够有效的操作数据。该方法可以提升数据读写效率，从而优化系统的整体性能。

4.2、系统服务功能集成方案

(1)基于进程通讯的系统功能集成。不同的业务进程采取松耦合的方法实现进程间通讯，在实现集成功能时只需要考虑最少量的通讯协议内容即可,避免了业务的交叉影响及重构工作。

(2)基于交互操作的系统功能集成。该方案通过设计并创建业务操作的接口,以实现不同系统间的业务交互，属于一种紧耦合的集成方案。要求各个系统必须按照统一的规范封装标准的业务接口,以便在系统集成时形成通用的调用方法。

(3)基于Web服务的系统功能集成。该方法通过构建Web服务来实现各个系统间的功能集成，不同的系统之间基于SOAP协议进行业务通信。通常来说，客户端与服务端之间是松耦合的，各个服务能够在任意结点上独立运行并提供对外服务。Web服务的分布式处理技术让系统间的集成变得更加简单和便捷，通过灵活的服务配置可以在不修改业务系统的前提下,实现多样且高效的功能及数据调整。

4.3、系统界面集成方案

GIS网上业务的界面整合有两种方式：基于当前系统的接口进行二次开发或者工具定制,与其他系统实现接口集成；在各种系统之间建立一个标准的链接，并利用一个单一的入口和一个标识验证登录到一个不同的系统中。

5、基于DCI-ESB的在线服务系统集成

本文基于DCI-ESB服务总线，本文将前端综合显示架构与插件功能模块相融合，对 GIS网上业务的整体整合进行了研究。

图1 DCI-ESB服务分层架构及一体化逻辑图

5.1、基于DCI-ESB服务总线的系统集成

如图1的架构图所示，DCI-ESB总线采用SOA规范，在微内核系统上以消息中间件为核心实现了业务服务器的无缝对接，具有面向服务、事件驱动和消息导向的特点，是服务智能集成与管理的基础平台。

DCI-ESB服务总线作为业务请求者和提供者之间的桥梁,是一种松耦合的集成方式，同时实现了服务地址和协议的透明化，以面向服务的方式实现了信息异构及分布式系统间的便捷集成，赋予了业务系统快速更新迭代的能力。

5.2、前端一体化展示终端集成

平台前端采用一体化结构进行子系统的集成，基本思路为对所有子系统模块进行逻辑区分和归类,形成模块集合后放到相应的框架容器中,便于执行通用的身份校验,最终实现前端系统的应用集成和一站式管理。

整个体系结构采用了“微核+可扩充的外挂”体系，该体系的核心是一个微型核，它能够对整个外挂体的生命周期、相关组件的装入等进行有效的控制。

6、地理信息技术服务发展方式

随着人们对地理信息技术的日益重视和需求普及,各国在相关技术和产品方面都取得了长足的发展。典型产品如Google Earth，以全面而详实的数据优势为全球用户提供了极大便利。我国也提出了自己的地理空间基础框架，如“数字中国”、“数字城市示范工程”等，从国家统筹的高度为地理信息服务制定标准,形成了多层次地域空间结构的基本要素，为政府、企业乃至个人提供地理信息服务。

结语

如何合理利用多源化的地理资源,建设数字化、信息化的软件系统,为社会创造高效灵活的统一业务平台,是每一位地理信息工作者的理想目标。本文综合分析了现有的地理信息数据和软件技术,重点研究了地理信息在线服务集成结构设计，后续工作将对多源异构数据的集成与快速更新、不同软件架构下地理信息的功能等技术进行深入探索。

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