（计算机应用技术专业论文）公共危机应急指挥平台关键技术研究与应用示范.pdf

摘要 政府公共危机应急指挥平台 关键技术研究与应用示范 作者简介：孙锐，男，1 9 8 3 年4 月生，师从成都理工大学苗放教授，2 0 0 8 年6 月毕业于成都理工大学计算机应用技术专业，获得工学硕士学位。 摘要 如何高效应对公共突发事件是我国各级政府面临的重要任务，虽然有大量的 应急指挥系统在各地不断实施，但缺乏数据、缺乏协同、缺乏业务支持、缺乏指 导等问题依然没有得到很好的解决。 政府应急指挥平台不但要解决各种关键技术问题，更要结合地区自然社会实 际情况和应急指挥机构的工作特点，吸纳充足的基础数据和数字预案，建立高效 有序的应急指挥机制，提高应急指挥机构的反应能力，迅速、准确、有序、有效 地组织各方力量开展应急工作，最大限度地减轻事件造成的损失。 本文通过作者以往主持应急指挥系统建设的经验积累，和对美国、加拿大应 急指挥系统案例的参考，以及对各种应急相关的书籍文献的学习中，研究出适合 中国国情的政府公共危机应急平台建设办法，提出了平台要解决的关键技术，并 设计了付诸于应用的途径。 本文的研究重点是： 1 政府公共危机应急指挥面临的关键问题及应对的策略。 2 政府公共危机应急指挥平台的关键技术及解决方案。 3 政府公共危机应急指挥平台的应用举例，阐述了平台的总体结构和应具 备的功能内容。 4 政府公共危机应急指挥平台涉及到的机制问题，改变现有的重技术轻机 制的误区。 关键词：公共危机，应急指挥，地理信息系统，数据共享，预案 成都理l 人学硕士学位论文 k e yt e c h n o l o g ya n da p p l i c a t i o nd e m o n s t r a t i o no f t h e e m e r g e n c yc o m m a n d p l a t f o r ma g a i n s tt h ep u b l i cc r i s i sf o r g o v e r m e n t i n t r o d u c t i o no ft h ea u t h o r ：s u 珈弋j i ，m a l e ，w a sb o mi 1 1a p r i l ，l9 8 3 讪l o s et u t o r w a sp r o 佬s s o rm i a o f a n g h eg r a d u a t e d 丘o mc h e n g d uu n i v e r s i t yo f t e c h n o l o g yi i l c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h i l 0 1 0 9 ym a j o r a n dw a s 伊a m e dt h em a s t e rd e g r e em j u n e ， 2 0 0 8 a b s t r c t r e s p o n s et ot h ep u b l i ce m e r g e n c i e si sa ni m p o r t a n tj o bt ot h eg o v e m m e n ta ta l l l e v e l si 1 1c h i n a t h o u g ha m o u n to fe m e r g e n c yc o m m a n ds y s t e m 、v e r ec o n s t l l j c t i o n ， t h ep r o b l e m ss u c ha s1 a c ko fd a t a ，i a c ko fc o a b o r a t i v e ，l a c ko fc a p a c i t yt os u p p o n b u s i n e s sa n dl a c ko fg u i d a n c es t i l lh a v en o ts o l v e ds u c c e s s 如1 t h ee m e r g e n c yc o m m a n dp 1 a t f o r ms h o u l db es o l v er i i a n yk e yt e c h n o l o g y ，m n h e r m o r e ，i ta c c o r d i n gt ot h en a t u r a le n v i r o n r n e n ta n ds o c i a ls i t u a t i o ni 1 1d i s t r i c t ，a i l dt h e e m e 玛e n c yc o m m a n da g e n c y s凫a t u r e s ，t o e s t a b l i s ha ne 伍c i e n ta n do r d e r e d m e c h a n i s mo fe m e 唱e n c ym a n a g e m e n t ，h p r o v et h e i rr e s p o l l s ea b i l i t y ，h e l pt h e e m e r g e n c yc o m m a n da g e n c yt oc a r r yo u ti t s l a n d a t eq u i c k l y ，a c c u r a t ea n do r d e r l y ， r e d u c el o s s e s 仔o me v e n ta sm u c ha sp o s s i b l e t h i st r e a t i s ei sb a s eo nt h ee x p e r i e n c em e m e r g e n c yc o m m a n ds y s t e n l ，a n dt h e s i m i l a u rc a s ei na m e r i c a na n dc a n a d a ，a n dt h er e s e a r c ho ne m e r g e n c yr e l a t e da i r t i c l e ， t og e ts 0 1 u t i o nw h i c hs u i t a b l et oc h i n a sb a s i cn a t i o n a lc o n d i t i o n s a tt h es a m et i m e ， p r o v i d et h es t r a t e g yo fk e yt e c h n o l o g ya n ds o l u t i o nf - o ra p p l i c a t i o n t h i sr e s e a r c hw i l lf o c u so n ： 1 m a i np r o b l e ma n ds t r a t e g yb a s eo ne m e 唱e n c yc o m m a n dp l a t f o r m 2 k e yt e c h n 0 1 0 9 ya n d s o l u t i o nb a s eo ne m e 唱e n c yc o m m a n dp l a t f o r m 3 a p p l i c a t i o nd e m o n s t r a t i o nf o re m e r g e n c yc o m m a n dp 1 a t f o m ，i n t r o d u c et h e g e n e r a ls t r u c t u r ea n d 如n c t i o no f t h ep l a t f o m 4 t h em e c h a n i s mi n v o l v e dw i t h e m e 唱e n c yc o m m a n dp 1 a t f o r n l ，c l a r i 母t h e m i s u n d e r s t a n d i n ga b o u ta t t e n t i o nt e c h n o l o g ya sn e g l e c tm e c h a n i s m k e y w o r d s ：p u b l i cc r i s i s ，e m e r g e n c yc o n 硼a n d ，g is ，d a t as h a r i n g ，p j a n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盛壑堡王太堂或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 糊姗虢妣 撒年箩月弓1 同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盛壑理王态堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权盛壑堡王丕堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：豹爱必 学位论文作者导师签名： 沙髫年 月37 同 第1 章引言 1 1课题来源 第1 章引言 本课题来源于甘孜州政府公共危机应急指挥系统。成都市地理信息公共服务 与管理平台( 二期) 、四川省国民经济动员系统为本课题提供了一定的启发。 1 2背景 每年我国各地都有包括自然灾害、公共卫生、生产事故和群体事件在类的各 种突发公共危机事件发生，造成极大的经济损失和人员伤亡，同时也带来了不良 的社会影响。政府部门在处理突发公共事件时往往采用传统的主观经验判断处 理，以至于陷入事件信息混乱、基础数据不足、协同调度不力和缺乏科学依据的 困境中。如何高效地应对和处理公共危机突发事件，是我国各级政府关心的重大 问题，也是对政府工作能力的一大考验。 2 0 0 8 年5 月1 2 日，四川汶川发生了举世震惊的8 o 级大地震，造成了严重 的人员伤亡和经济损失。各级政府在党中央国务院的坚强领导下，大力开展抗震 救灾工作。成都市应急联动指挥系统为指挥抗震救灾发挥了不可磨灭的价值。但 从另外一个角度看，虽然该系统在指挥、沟通、部署任务发挥了作用，但对应急 指挥工作的辅助支持明显不足，欠缺整体性的应急支撑，具体表现在灾前缺乏预 警和预案，灾害发生后缺乏合理分析，应急指挥缺乏专业性，应引起我们重视。 应急工作是我国“十一五”计划的重点之一。通过计算机软件系统辅助管理 应急工作，我国还处于起步阶段，这就需要我们在已实施的应急指挥项目建设经 验上，对应急指挥工作进行全面的分析和研究，认真学习国外应急工作体系，结 合本国国情，走出一条切合现状、切实解决实际问题的道路。 从政府层面上来看，首先，我国各级政府逐渐提高了对应急管理工作的重视 程度，这为政府公共危机应急指挥系统建设创造了需求条件；其次，我国各地信 息化建设形势很好，已经形成了较具规模的政府专网和电子政务体系，这为政府 公共危机应急指挥系统建设创造了实施条件；再次，政府应急机构工作人员的信 息化水平同益提高，已经具备了将传统的应急工作模式向数字化模式迁移的能 力，这为政府公共危机应急指挥系统建设创造了应用前提。 从技术层面上来看，首先，开发政府公共危机应急指挥系统需要的软件平台 ( m i c r o s o r n e t 或j 2 e e ) 、g i s 平台( 心c g i s 、数字地球平台、m a p g i s ) 、数据 成都理上人学硕士学位论文 库平台( o r a c l e9 i 或s q ls e r v e r ) 等都是非常成熟的产品，经过业界数十年的考 验，其安全性稳定性可靠性都无须质疑；其次，开发政府公共危机应急指挥系统 可选用的硬件集成产品如g p s 监控、水情气象数据采集、视频传输、电报录音 等，也有大量成熟的产品。 因此，建设政府公共危机应急指挥系统，是符合当前形势所需要的，而且完 全具有可操作性。只要能切实的对政府公共危机应急处理工作面临的问题进行正 确的分析和解决，就能被各地政府所欢迎和接受。 1 3 研究及发展现状 1 3 1突发公共事件的含义 突发公共事件是指突然发生，造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、 生态环境破坏和严重社会危害，危及公共安全的紧急事件。 根据突发公共事件的发生过程、性质和机理，突发公共事件主要分为以下四 类： 自然灾害，主要包括水旱灾害，气象灾害，地震灾害，地质灾害，海洋灾害， 生物灾害和森林草原火灾等。事故灾难，主要包括工矿商贸等企业的各类安全事 故，交通运输事故，公共设施和设备事故，环境污染和生态破坏事件等。公共 卫生事件，主要包括传染病疫情，群体性不明原因疾病，食品安全和职业危害， 动物疫情，以及其他严重影响公众健康和生命安全的事件。社会安全事件，主要 包括恐怖袭击事件，经济安全事件和涉外突发事件等。 各类突发公共事件按照其性质、严重程度、可控性和影响范围等因素，一般 分为四级：i 级( 特别重大) 、i i 级( 重大) 、i i i 级( 较大) 和级( 一般) 。 1 3 2突发公共事件的特点 突发公共事件具有突发性、复杂性和易放大激化的特点。 突发性是由于大多数突发公共事件往往没有任何可查的先兆，一旦发生即迅 速发展蔓延，甚至失控。复杂性是由于事件影响因素与演变规律的不确定性和不 可预见的多变性；参与应急活动的单位来自不同的部门，在沟通、协调、职责、 授权和思维上存在差异；应急过程中公众的反应能力、心理压力等突发行为的不 同。易放大激化是因为突发公共事件尽管属于小概率事件，但一般后果较为严重， 常造成广泛的公众影n 向。应急处理稍有不当，就可能改变事件性质，使事件向动 态、混乱和冲突方面发展，引起事件波及范围的扩展，卷入人群数量增加，带来 第1 章引言 更多的人员伤亡和财产损失。 1 3 3国内应急指挥建设普遍存在的问题 近年来，各地政府不断实施应急指挥系统的建设，取得了一定的成绩。但是， 国内应急指挥建设目前普遍面临着以下问题： 1 过多强调通信设备、视频设备等昂贵的硬件产品购买，忽略了软件建设 的价值。硬件产品仅仅是应急指挥系统的一部分，只能保证信息的传递，不具备 更多的价值。并且由于价格较高，很多经济相对落后地区无力购买，部分地区还 出现重复建设，造成了较大的浪费。 2 没有实际调查应急指挥部门的工作流程，事实上并未真正提高应急指挥 部门的工作效率。应急指挥中心和应急办是新生机构，软件研发商并没有花更多 精力去研究其工作业务流程和特点，更多的是一厢情愿的为其设计应急流程，或 者理念还停留在以前救灾办的工作方式上，部分产品甚至以部署工作流引擎，企 图以一应力。 3 对处理应急事件的预案，仅仅存储其文字或者将数据要素拆分，没有真 正发挥预案的作用。我国的应急预案建设还处于发展状态，大量的应急指挥系统 只以文本形式存储预案内容，缺乏对预案深入的研究。部分应急指挥系统所谓“数 字预案 ，不过是将部分数据要素拆分，价值也不是很大。 4 没有将整个地区所有职能部门和所辖县结合到系统中，未能实现整体应 急联动。应急指挥中心只是政府处理应急事件的组织者，事实上地区所有职能部 门都要加入到应急处理中，尤其是民政、国土、水利、交通等部门。然而，很多 应急指挥系统却欠缺对部门联动的考虑。 5 采用地理信息系统仅仅作为地图展示，用户面对着专业复杂的电子地图， 往往不知所措。地理信息系统的基础软件( 如：m c g i s ) 价格很昂贵，但由于 g i s 二次丌发相对容易，很多企业涉入g l s 领域时间不长，缺乏对g i s 的深入认识。 因此，丌发出来的g i s 功能仅仅是地图展示，这无疑是巨大的浪费。 6 轻视辅助决策功能，仅仅设置常规的路径分析和缓冲分析，未将g i s 分析 与应急业务联系。如何为政府部门提供有效的辅助手段，是应急指挥系统是否成 功的一大指标。许多企业提供的应急指挥系统，在g i s 分析上设置普通的网络分 析，没有能将这些技术与应急业务相关联，属于为了做分析而做分析的无的放矢。 7 在服务对象上，大多数应急指挥系统更多的针对城市应急，缺少对广大 农村地区的考虑。而农村地区因为各种基础条件不足，一旦出现突发事件导致的 问题更为严重。 以上这些问题的存在，使各地政府在资会大量投入的情况下，所获得的仅仅 成都理工大学硕士学位论文 是普通的办公系统和电子地图，以及毫无实际意义的所谓数字预案，虽然投入的 硬件建设大大提高了应急指挥工作的及时性，解决了沟通问题，但因缺乏更全面 的支撑作用，因此没有从根本上改变长期以来依赖经验的处理方式。 1 3 4 应急指挥平台的建设目标 通过现代计算机网络技术、软件技术、数据库技术、地理信息技术、通讯技 术，结合地区自然社会实际情况和当地应急指挥机构的工作特点，建立公共危机 应急指挥平台，并吸纳充足的基础数据和数字预案，建立高效有序的应急指挥机 制，提高应急指挥机构的反应能力，迅速、准确、有序、有效地组织各方力量开 展应急救援工作，最大限度地减轻突发事件造成的损失，促进社会和谐发展。 1 4 研究内容与成果 作者在读研期间曾承担多个政府应急指挥系统建设的项目管理和系统架构 工作。通过对国内外一些具有典型意义的应急指挥系统进行研究，以及对国内几 次突发事件情况及政府应对措施进行分析，以解决缺乏数据、缺乏协同、缺乏业 务支持和缺乏指导四大问题为目标，提出了以数字预案为核心、应急联动为主线 的r 令新的政府公共危机应急指挥平台建设的思路，针对关键技术进行了探讨。 本文的研究成果如下： 1 提出了政府公共危机应急平台面临的主要问题和关键技术，并对其中几个 关键技术的原理、实现方法和应用途径进行了详细的阐述。 2 形成了政府公共危机应急指挥平台的总体设计和系统架构成果，阐述了平 台应具备的功能内容。 3 探讨了应急指挥平台建设涉及到的其他层面的问题，如基础软件的购置、 硬件产品的购置和集成、平台运维机制等。 1 5 本文的组织结构 全文共分八章。 第一章是引言。介绍了政府在应对突发事件所面临的难题，现有的应急指挥 系统的缺点和瓶颈，简要讲述了政府公共危机应急指挥平台的基本情况，以及本 文的研究内容和研究成果等。 第二章为主要问题与关键技术，阐述了政府公共危机应急指挥平台要解决的 主要问题和应用的关键技术。 第1 章引言 第三章阐述了数据共享交换技术的机制、原理和应用途径，并完成了其中的 w r e b 地图服务的发布与获取。 第四章阐述了数字预案技术的原理、结构、实现方式和应用途径。 第五章阐述了资源调度决策的原理、设计思路和应用途径，并完成了其中的 最优路径分析的设计与实现。 第六章阐述了危险分析计算模型的算法结构、实现方式和应用途径，并完成 了其中的气体扩散范围和浓度分析模型的设计和实现。 第七章阐述了应急联动体系的组织结构和应急数字化整体流程。 第八章为应用示范，讨论了基于以上关键技术的应急指挥平台的示范应用， 涵盖总体设计、功能设计和平台涉及的其他问题。 最后为结论和建议。 成都理t 大学硕十学位论文 第2 章主要问题与关键技术 2 1主要问题 通过调研作者发现，政府应急指挥面临的真正难题是缺乏数据、缺乏协同、 缺乏业务支持和缺乏指导。这些问题都是以往应急指挥系统没有意识到或没能解 决到的，也是政府公共危机应急指挥系统将要应对和处理的。 1 缺乏数据 应急指挥系统的基础是足够的数据( 包括基础数据和专题数据) ，但由于部 门之间的权利与责任关系不明确，造成了数据整合的诸多障碍。数据是各部门的 关键资源，出于对数据安全的考虑和对数据回报的期望，抑或出于对本部门地位 的考虑，以及行业法律和文件约束，常造成应急指挥机构无法取得所需要的数据， 而指挥中心也没有相应的预算去获取相应的数据资源。即使通过上级主管领导协 调取得数据，往往也过于基础难以和深层次的应用衔接，而且数据缺乏更新，无 法支撑应急指挥系统的长期运行。 2 缺乏协同 在国内应急指挥系统的实践中，对应急指挥机构内部的要素考虑比较充分， 而对于指挥中心之外的要素考虑不够，因而，在出现重大紧急事件时，应急指挥 中心内部虽然有良好的系统支持，但在外部，高层决策者和一线指挥部门往往采 用相对传统的指挥手段，信息获取与协调指挥的效率与指挥中心不匹配，形成了 “指挥孤岛”，这在一定程度上制约了应急事件的快速协调和处理能力。 3 缺乏业务支持 目前国内应急指挥系统的设计一般是按照用户的需要定制，所以，多业务支 持的问题已经开始凸显。虽然在业务范围上已经覆盖了公安、交通、消防、医疗、 水电气、自然灾害、生产事故等，但从系统设计的角度看，解决问题的思路还局 限于就事论事的层面( 即系统针对各种不同类型的事件设计相应的处理模块) ， 缺乏通用的核心处理模型，因而系统的综合业务支持能力比较差。 当地区出现 新问题或事件时，就无法通过增加数据和调整流程来适应新的业务，难以适应多 元化和分支化的发展趋势。 4 缺乏指导 应急指挥机构真正面临的挑战是少量的特殊事件，在高度紧急的情况下，指 挥人员要能够对报警等突发事件、重要案件迅速地做出f 确决策，需要掌握大量 的事件专业知识和背景知识，如专业、地理、交通、法律法规、警力部署等，但 6 第2 章主要问题与关键技术 是这些大量的知识对指挥人员来说单靠记忆是无法实现的。 2 2关键技术 针对上节提及的问题，可采用以下的技术并建立对应的应急机制来应对。 1 数据共享交换服务技术 基于元数据描述，以面向服务为理念，以w r e bs e n ，i c e 为途径，采用目录体 系管理，将各部门的专业应用系统及其数据视为资源节点，将应急指挥中心视为 中心节点，实现平台级、功能级、应用级、文件级四个级别的数据共享交换。 2 数字预案技术 将数字预案拆分为各种要素，包括文字要素、数字要素、条件要素、规则要 素、任务要素、计算模型要素、g i s 要素等，并能根据专项预案和现场预案的不 同需要，自由排列组合要素形成不同的预案。 3 资源调度决策算法 结合资源调度策略和路网分析模型，当某地发生突发事件需要调度应急资源 时，可根据不同的原则计算周围的资源分配情况( 人力、财力、物力) 、交通网 络的分布和权值、运输力量的强弱，迅速生成最及时和最可靠的资源调度及运输 办法。 4 危险分析计算模型 危险分析计算模型依赖于数学分析模型，通过设置合适的初始条件、边界条 件进行危险评价，得出分析结果，分析对象包括生产事故和自然灾害。生产事故 分析目标为有害液体和有害气体，分析指标针对泄漏、蒸发、扩散三个阶段，常 用的分析模型有液体泄露速率计算、液池面积计算、蒸发量计算、气体泄露速率 计算、扩散范围和浓度计算等。自然灾害分析模型包括降雨径流模型、泥石流分 析模型等。 5 应急联动体系 以数字预案为指导，建立适合各种类型的突发事件的应急联动体系，将各部 门及其人力、物力、财力资源纳入这个体系，在严格规定流程的情况下，保持任 务的松散性与跟踪的紧密性，实现应急指挥的数字化和规范化。 这五项关键技术正是现有应急指挥系统缺失的，也是应急指挥系统无法从更 高层面尤其是智力层面支撑应急指挥的主要原因。 接下来的几个章节，将针对这些关键技术做详细阐述。 成都理：l 人学硕士学何论文 第3 章数据共享交换技术 3 1 数据共享交换机制 基于元数据描述，以面向服务为理念，以w r e bs e r v i c e 为主要途径，采用目 录体系管理，将各部门的专业应用系统及其数据视为资源节点，将应急指挥中心 视为中心节点，实现平台级、功能、数据级( 应用级) 、文件级四个级别的数据 共享交换。数据遵循“权威数据来源于权威部门、权威部门负责更新维护、共建 共享”的原则开展数据建设和运维工作。 图3 1 数据共享模式 依据国家电子政务建设的相关规范，政府公共危机应急指挥平台可通过政务 专网，基于c a 认证来实现数据共享交换大平台的构建，其中心数据库的共享依 据共享方式及特点的差异，分为以下几个层面，其结构见下图。 第3 章数据共享交换技术 图3 - 2 数据共旱交换机制 1 平台级共享与交换 平台级的共享与交换 要实现基础数据在不同平台之f 【i j 的数据互访，具体实 现省、急指挥平台和地市州应急指挥平台之问的数据幻：访。町采用空叫数据复 制，定期将共享数据从省中心、f t 台完整复制到地市州平台，艾现数据在平台级别 上的同步更新。 2 数据级共享与交换 通过w 曲s e r v i c e 来实现应急指挥中心j 职能部| 、j 之日j 的数据读取、更新。 应急指挥中心向职能部门提供应急基础数据，职能部门可以根据应急基础数据库 方便地扩展各自的应急专题数据库；职能部门也，j 以将部分、谚急专题数据向应急 指挥中心提供共享，以扩展j 、v 急数据库，从而使其可以为职能部门及社会公众提 供更全面的信息服务。 3 功能级共享与交换 通过基础g i s 服务方式，其他耳j ：能部门通过访问平台，实现其题数据描述 信息的含询、检索及编辑功能，这主要足为弥补其缺少数据库系统的刁i 足之处。 4 文件级共享与交换 通过数据分发服务系统，卣接实现所需数据的格式转换与输出，也叮以通过 数据卜载服务_ 卜j 载所需要的数据。 3 2 数据共享交换使用到的技术 3 2 1元数据服务技术 元数据是数据的数据，以结构化形式描述数据的内容、覆盖范围、质量、管 耻方式、数据所有者、数据的提供厅弋等信息，足数据j 数据1 j 户之问的桥梁。 成都理工大学硕十学位论文 一一一一一一一 自由、罔罔 图3 - 3 元数据基本结构示意图 元数据服务提供在网络信息过程中对数据的描述索引、数据发现、数据转换、 数据管理和数据使用等多个方面的支持和服务，为数据交换、数据共享提供基础 和依据。 3 2 2 数据复制技术 数据复制技术是通过将共享数据复制到位于不同节点的多个数据库中，从而 实现数据的本地访问，减少了网络负荷，并提高了数据访问的性能，而且通过对 数据库中的数据定期同步，从而确保了所有的用户使用同样的、最新的数据。 数据复制技术解决平台级数据共享交换问题，即主要解决省应急指挥中心平 台与地市州平台之间数据的共享与交换。通过空间数据复制，形成一个循环的体 系，整个体系从生产、管理到应用、更新，形成一个循环不断的数据链。 3 2 3数据访问服务技术 数据访问服务分为数据集访问服务和空问数据访问服务，二者均依赖于w 曲 s e n r i c e 模式。 数据集访问服务即普通的基于s q l ( s t r u c t u r eq u e r yl a n g u a g e ，结构化查询 语言) 语句查询关系数据库所得的数据集合对象，通过w r e bs e r v i c e 方式发布， 由各节点访问w r e bs e i c e 获取。 空间数据访问服务涉及的对象描述起来更加复杂，一般遵循o g c ( o p e n g e o s p a t i a lc o n s o r t i u m ，开放地理空l 、日j 信息联盟) 标准发行w m s ( w r e bm a p s e r v i c e ，w 曲地图服务) 服务和w f s ( w 曲f e a t u r es e r v i c e ，w e b 要素服务) 服 务，再由客户端访问获取。在岍s 模式罩，数据提供者节点通过发布工具，将 l o 第3 章数据共享交换技术 图层或地图发布成遵循o g c 规范的岍s ，用户通过u r l 地址请求岍s 地图服 务，盯s 根据相应的请求实现对地理要素的插入、更新、删除、检索和发现等。 该服务根据h t t p 客户的请求返回简单地理要素的g m l 表达形式。在w m s 模 式里，数据提供者节点通过发布工具，将图层或地图发布成遵循o g c 规范的 w m s ，用户通过u i 也地址请求w m s 地图服务，w m s 根据相应的请求返回地 图、要素、数据描述，返回的内容通过g m l 表达。 3 2 4 数据分发技术 同样，数据分发也分为数据集分发和空间数据分发两种： 数据集文件分发，即根据用户请求返回的数据集结果，根据用户的需要以 e x c e l 、x m l 、w r o r d 、t x t 等多种形式下发到用户本地计算机。 空间数据分发主要解决空间数据文件在不同格式之间的传递，一般可采用 f m es e r v e r 和w 曲g i ss e n ，e r 来实现。f m es e r v e r 以后台服务器模式运行，客户 端对空间数据的访问请求通过w 曲s e r v e r 传到服务器端的w r e b g i ss e n ，e r 如 c i m s 、g e o m e d i aw 曲m a p 等，w 曲g i ss e n ，e r 再将请求发送到f m e s e n ，e r ，就 可以对多元空间数据进行访问，f m e s e r v e r 读取任意格式的空间数据后通过与 w r e b g i ss e r v e r 的接口将数据传送给w r e b g i ss e n ，e r ，来实现b s 结构的对空间数 据的访问，包括查询、统计、分析、下载等等。为了实现分布式访问，可以将 f m e s e r v e r 和w 曲g i ss e r v e r 分布在多台服务器上，由w 曲a p p l i c a t i o n 来根据请 求决定向哪个分布节点上w 曲g l ss e r v e r 发送请求，w 曲g i ss e r v e r 再到对应的 f m es e e r 上执行数据读取操作，然后到客户端显示结果。 3 3 关键技术实现 本节选择讨论数据访问服务技术中有关w m s 服务的发布和获取。 3 3 1w m s 的原理 w m s 空间数据访问服务能够根据用户的h t t p 请求返回相应的地图服务， 是空间数据的可视化形式，如p n g 、g i f 或j p e g 等栅格形式，或者可缩放矢量 图形s v g 和网络电脑图形文件w 曲c g m 等矢量形式。 成都理上人学硕士学位论文 图3 - 4w m s 流程原理 w m s 的实现基于h t t p 和x m l ，利用h t t p 中的g e t 和p o s t 两种方法 实现客户端和w 曲s e r v e r 的通信，在通信过程中主要依赖u r l 的参数配对实现 请求和响应的交互。由于h t t pp o s t 请求的在线资源u f u l 是完整有效的，因 此在个操作请求建立一个有效目标时，w m s 不能要求在该u i u 上添加额外的 参数。w m s 服务在接收到有效请求时，必须按照相应规范中的规定做出准确应 答， 返回符合标准的x m l 描述： w m s a c m ec o r p m a ps e r v e r ( a b s t r a c t m a ps e r v e rm a i n t a i n e db ya c m ec o r p o r a t i o n c o n t a c t ：堕金b 磐s 主金r l ! 曼卫主：量堡金：q 皿h i g h q u a l i t y i n a p ss h o w i n gr o a d r u n n e rn e s t sa n dp o s s i b l ea m b u s hl o c a t i o n s b i r d r o a d r u n n e r a m b u s h j o h nd o e a c m ei n c p o s t a l n e v e r l a n d 1 2 第3 章数据共享交换技术 卜8 0 0 w ed om a p s ( c o n t a c t v o i c e t e l e p h o n e 1 0 0 0 5 0 0 3 3 2w m s 的操作接口 根据o g c l 1 1 ，w m s 规定了3 个操作，分别是g e t c a p a b i l “i e s 、g e t m a p 、 g e t f e a t u r e i n f o 。 圈3 - 5w m s 服务接口 g e t c a p a b i l i t i e s 返回服务器元数据，是对服务信息内容和可接受要求参数的 一种描述。 裹2 - 1g e t c a p a b 1 ；ti e s 的参数 请求参数必选可选说明 v e r s l 0 n = v e r s i o n可选请求版本 s e r v i c e = w m s 必选服务类型 r e q u e s t = g e t c a p a b i li t i e s必选请求名 u p d a t e s e q u e n c e = s t r i n g 可选用于控制缓冲存储的数 字序列或字符串 g e t m a p 操作用于获取预先定义的栅格或矢量的地图。当接收到一个g e t m a p 请求时，地图服务必须答应这个请求或发布一个请求格式异常的描述。 裹2 - 2g e t m a p 的参数 请求参数必选可选说明 v e r s l 0 n = v e r s i o n 必选请求版本 r e q u e s t = g et m a p必选请求名称 l a y e r s = 1 a y e r 一1is t 必选以逗号隔开的一个或多 个图层列表，若存在s l d 参数则是可选的 s t y l e s = s t y1 e - 1is t必选以逗号隔开请求图层的 一个再现风格列表，若存 在s 1 d 参数则是可选的 成都理工人学硕士学位论文 请求参数 必选可选说明 s r s = n a m e s p a c e ：i d e n t i f i e r 必选空间参考系 b b o x = m i n x ，m i n y ，m a x x ，m a x y 必选以s r s 单位表示的边界 框角( 左上角、右上角) w i d t h = o u t p u t w i d t h 必选以像素表示的地图图像 宽度 h e i g h t = o u t p u t h e i g h t 必选以像素表示的地图图像 高度 f o r m a t = o u t p u t f o r m a t 必选 地图输出格式 其他可选请参考o g c2 0 0 4 g e t f e a t u r e i 廊操作用户向w m s 的客户端提供更多关于此前返回给地图请求 的地图图像中各要素的信息。 表2 - 3g e t f e a t u r ein f o 的参数 请求参数必选可选说明 v e r s i o n = v e r s i o n必选请求版本 r e q u e s t = g e t f e a t u r e i n f o必选请求名称 必选地图请求参数的部分拷 贝，这些参数产生了需要 查询其信息的地图 q u e r y l a y e r s = 1 a y e r lis t 必选以逗号隔开的一个或多 个层的列单 i n f 0 一l a y e r s = o u t p u t f o r m 可选要素信息的返同格式 a t ( m i m e 类耍4 ) f e a t u r e c o u n t = n u m b e r 可选需要返回其信息的要素 个数 x = p i x e l c o l u m n 必选x 坐标 y = p i x e l 一r o w 必选y 坐标 e x c e p t l 0 n s = e x c e p t i o n f o 可选w m s 报告异常信息采用的 r m a t 格式 v e n d o r s p e c i f i c 可选可选试验性参数 p a r a m e t e r s 3 3 3实现流程 下面介绍发布和获取w m s 服务的方法，以e s r i 的心c g i s9 2 为例。 首先，通过心c m a p 读取数据源配置好一个地图。 第3 章数据共享交换技术 墼竺二一! 二蔓粤：点二篓要要要= _ l 飘! 。二蟹垒：。2 粤： i 甜m t 帐i 圈地图配置 其次，通过c c a t a i o g 将配置好的地图发布成服务，要同时支持地图服务和 w m s 服务，选中m 印p m g 和w m s 两个选项。这样，即完成了w m s 的发布。 囝3 - 7 棚s 发布 也可使用代码发布w m s ，如下： n e t w o r k a n a l v s t c s p u b j j cb o o lw m s e n a b l e ( s t r j n 2g j s s e “v j c e j d ) s l r i n gs t r s e r n a m e = s y s t e m c o n f i g u r a t ；o n c o n n g u r a t i o n m a n a g e n a p p s e n i n g s l s e r v e r n a m e 】t o s t r i n 甙) e s r i a r c g i s s e r v e l l g i s s e r v e r c o n n e c t i o nd g l s s e r v e r c o n n e c l j o n ： p g i s s e r v e r c o n n e c t i o n = n e we s r l a r c g l s s e r v e r g i s s e r v e r c o n n e c t i o n c l a s s ( ) ： p g i s s e r v e r c o n n e c t j o n c o n n e 叫s t r s e r n a m e ) ； i s e r v e r o b j e c t a d m i np s e r v e r o b j e c t a d m i n = p g l s s e r v e r c o n n e c t i o n s e r v e r o b i e c t a d m i n ； i e n u m s e r v e r o b j e c t c o n f i g u r a t i o ne u m s o c = p s e r v e r o b j e c l a d m i n g e t c o n f i g u r a t i o n s ( ) ： l s e r v e r o b j e c t m 绷a g e rs o m = p g l s s e r v e r c o n n e c t i o n s e r v e r o b i e c t m a n a 窟e r ； l s e r v e r c o n t e x ts e r v e r c o n t e x t = s o m c r e a t e s e r v e r c o n t e x “”) ： e u m s o c r e s e t ( ) ； 成都理工人学硕士学位论文 i s e r v e r o b j e c t c o n f i g u r a t o n 2s o c s 2e u m s o c n e x t ( ) a si s e r v e r o b j e c t c o n f i g u r a t i o n 2 ； 循环查找目标g l s 服务 w h i l e ( s o c s ! = n u j j ) 查找到服务，停止循环 i f ( s o c s n a m e t b u p p e “) 一g i s s e r i v i c e d t b u p p e r o ) b r ea ：k ： ) s o c s = e u m s o c n e x t ( ) 舔j s e “e r o 场e c t c o n f i g u r a t i o n 2 ； ) i f ( s o c sf - n u l l ) ( 膛0 断此g l s 服务是否包括了w m s 服务 b o o lw m s e n a b l e = s o c s g c t _ l ：x t e n s i o n e n a b j e d ( ”w m s s e r v e r f l ) ； i f ( ! w m s e n a b l e ) 没有，则设置w m s 服务 i p r o p e r t y s e t 2p = s e r v e r c o n t e x t c r e a i e o b j e c t ( ”e s r is y s t e m p r o p e r t y s e t ”) a si p r 叩e r t y s e t 2 ； s t r i n gi p = s y s t e m c o n n g u r a t i o n c o n n g u r a t i o n m a n a g er a p p s e n j n 疹【i i h o s t i p 】t o s t r i n 颤) ； 指定服务路径 p s e l p r 叩e r t y ( ”o n l j n e r e s o u r c e ”，”h t t p ”+ m + ”a r c g i s s e r v i c e s ”+ g l s s e r i v i c e i d + ”m