V1.0-规划实施监测评估预警建设方案-2019.5.10

规划实施监测评估预警建设方案广州都市圈网络科技有限公司2019.566目录第1章背景11.1政策要求11.2国土空间治理整体要求21.3发展升级的地方诉求3第2章现状及需求分析32.1监测评估预警在空间治理体系的定位与分析32.2现有的工作基础42.2.1现有的数据基础42.2.2现有的信息化基础52.3国土空间规划对监测评估预警的需求52.4信息化期望与现状差距分析6第3章建设目标及思路63.1总体建设目标63.2建设思路73.2.1“先基础，后深化”73.2.2“急用先行，拓展跟进”73.2.3“平滑过渡，平稳升级”83.3监测评估预警建设对自然资源业务分阶段支撑83.3.1面向空间规划编制及审批83.3.2面向用途管制93.3.3面向保护治理提升10第4章建设任务114.1监测评估预警数据、指标、模型体系建设114.1.1监测评估预警数据体系114.1.2监测评估预警指标体系114.1.3监测评估预警模型体系124.2监测评估预警机制建设124.2.1监测评估预警流程124.2.2监测评估预警机制办法与标准规范134.3监测评估预警应用体系建设134.3.1监测评估预警系统134.3.2开发利用监管系统134.3.3执法督察系统14第5章技术路线145.1系统架构145.1.1总体架构145.1.2各系统关系155.2关键技术175.2.1采用规范标准的系统开发方法175.2.2面向服务架构的SOA技术175.2.3知识可管理，构建完备监测评估预警智库195.2.4支持多层次专题灵活组织的地图框架195.2.5采用ETL（抽取、转换、装载）技术205.2.6采用序列化技术225.3技术选型28第6章主要建设内容296.1监测评估预警数据资源体系建设296.1.1监测评估预警数据体系296.1.2监测评估预警指标体系316.1.3监测评估预警模型体系336.2运行机制体系建设346.2.1总体运行机制346.2.2监测机制366.2.3体检机制376.2.4评估机制396.2.5预警机制406.3应用体系建设416.3.1监测评估预警416.3.2开发利用监管486.3.3执法督察监管506.3.4数据及系统对接建设526.3.5专题应用支持建设52第7章预期效果567.1智能化的数据管理与知识运作567.2智能化的信息协同567.3保护与发展融合的空间治理56第8章组织实施578.1分阶段任务安排578.1.1第一阶段：准备阶段578.1.2第二阶段：建设阶段588.1.3第三阶段：运行阶段588.2工作安排58第9章经费估算59第10章保障措施5910.1组织保障5910.2技术保障6010.3机制保障6010.4经费保障6010.5共享应用61第1章 背景1.1 政策要求2018.12建设指南；2019.3信息化顶层设计党的十八大以来，国家围绕空间规划体系改革推行了一系列方针政策，包括中央城市工作会议、中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定、生态文明体制改革总体方案、省级空间规划试点方案、全国国土规划纲要（2016-2030）等。2018年3月，十三届全国人大一次会议表决通过了关于国务院机构改革方案的决定，批准成立中华人民共和国自然资源部，其中一项重要职能就是“建立空间规划体系并监督实施”，意味着自空间规划体系改革将转向深入推进阶段，如何重构空间规划体系并有效实施监督，将成为首要解决的关键问题。2019年1月23日，中央全面深化改革委员会第六次会议召开，会议审议通过了关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见。为贯彻落实中央部署，自然资源部将全面推进国土空间规划的制定和实施监督工作，建立统一的国土空间基础信息平台和国土空间规划监测评估预警管理系统。建立国土空间规划监测评估预警系统，利用大数据和新技术，在国土空间规划实施过程中对国土空间开发利用和资源保护情况进行动态监测、及时预警和专项评估，是国土空间规划实施监督的重要管控抓手。n1.2 国土空间治理整体要求为什么要做？国土空间规划改革的总要求是实现我国空间治理能力和治理体系现代化，其核心内容是构建以空间规划为基础、以用途管制为主要手段的国土空间开发保护制度；构建以空间治理和空间结构优化为主要内容，全国统一、相互衔接、分级管理的空间规划体系。建立空间规划体系并监督实施，是实现空间治理能力和治理体系现代化的必由之路。现代化治理模式的升级，是系统性的空间治理全流程服务的升级，覆盖事前空间规划编制，包括双评价、三区三线划定、规划协调、空间规划编制等一系列空间决策与规划；事中用途管制，包括立项选址、用地预审、用地报批、土地收储、方案报建与建设规划许可等一系列国土空间实施开发利用；事后监测评估预警，包括持续监测、评估、预警、开发利用评价、执法督察等一系列持续性的实施监测评估预警监管督查。新形势下规划工作需转变思维方式，从原来以工业化为主导的规划理念和思维方式转到数字化的生态文明思维上，未来的国土空间规划应该是一个可感知、能学习、善治理和自适应的智慧型规划。建立国土空间规划监测评估预警管理系统是实现规划数字化生态的重要基础。1.3 发展升级的地方诉求一是地方协调发展的手段，向上协调地方发展的指标；二是上级对下级的监督多年来，各地规划紧密结合城市扩张发展，形成了相对完善的以土地增量为主要出发点的规划编制体系与实施管理机制。存量与减量规划的时代来临，地方发保护与发展相融合诉求更加突出，这就需要科学有效的管理手段，同时各地市精细化发展诉求也进一步要求国土空间规划实施需要及时得到监测反馈，因此监测评估预警系统的建设更加符合发展升级的地方诉求。第2章 现状及需求分析2.1 监测评估预警在空间治理体系的定位与分析自然资源业务包括自然资源本底数据管理、国土空间规划编制、国土空间规划审批、国土空间用途管制、自然资源资产监管、国土空间规划实施监测评估预警、自然资源空间治理提升。从业务需求角度，监测评估预警在地方自然资源局的空间治理业务体系中处于覆盖全业务、贯穿全过程的位置，即是承接对国土空间规划编制审批实施过程的动态监测、周期体检、专项评估和及时预警，又能将监测情况和评估结果反馈到对自然资源空间治理业务的提升上，同时还外延对开发利用监管、执法监督等其他业务的支持。总体来说，监测评估预警位于自然资源整体业务的核心中间环节，探针式与其他业务进行互动。监测评估预警业务包含两个方面：一方面是内核的监测评估预警，另一方面是外延的开发利用监管、执法督察，和对其他业务支持。2.2 现有的工作基础根据实际情况编写监测评估预警建设是国土空间治理体系的重要内容，对现有的国土空间规划信息化建设基础进行梳理，作为监测评估预警建设的工作基础。2.2.1 现有的数据基础在数据资源建设方面。经过多年的信息化建设，积累了大量的调查、监测、规划、管理等基础类、业务类、管理类数据，具体涵盖了原城乡规划、原土地规划、土地资源、地质矿产、地质环境与地质灾害、不动产登记、基础测绘、海洋等，并初步构建了国土空间基础信息平台，包括规划、土地开发利用动态监测、灾害防治、海洋、林业等内容的“一张图”数据库。具体的数据建设程度与地方的信息化基础与投入有关，数据建设的初衷也基于各自的事权与业务，数据资源体系从标准、覆盖度、时相性、精度、准确性等方面有所欠缺，难以满足监测评估预警的管理要求。现阶段，各地都在紧锣密鼓的开展自然资源“一张图”建设，为国土空间规划提供数据支持。通过对相关政策文件的解读，梳理了相应的数据建设要求，针对具体要求未来建设形成的自然资源“一张图”基本能够支持监测评估预警的管理需求，但在动态性，精细化方面仍有提升空间。2.2.2 现有的信息化基础哪些省级下发，哪些市级的（业务审批相关的系统）监测评估预警建设是对自然资源体系的补充完善，是实现空间治理现代化的必由之路，需要充分分析现阶段的自然资源信息化建设。在信息化建设方面，经过多年的信息化建设积累，各地的信息化系统建设大致可以分为办文类、备案类、基础支撑类、审批报建类、综合应用类等，涵盖了测绘管理、规划编制、用途管制、地质矿产管理、林业管理、海洋管理、土地交易市场等具体业务内容，基本满足原国土空间管理的业务需求。但难以满足全域精细化的自然资源管理需求，主要体现在职能割裂，数据未形成较好的数据联通，数据的更新周期过长，未形成良好的动态更新机制，对非建设区的关注不足，注重发展对保护不够重视，尚未形成统一、准确、时效、全面的审批依据数据，涉及多部门的审批决策周期长等。2.3 国土空间规划对监测评估预警的需求国土空间规划的目标是实现空间治理模式现代化升级，为实现这一目标，需要对国土空间规划编制、审批、实施等业务开展过程进行评估体检，及时将结果反馈到国土空间规划体系中，以便监测执行情况，因此，监测评估预警系统需能够支持与国土空间规划各项业务的探针式交互反馈，建立对国土空间规划一系列业务的监测、评估和预警指标，时反馈监测结果，以便国土空间规划实现空间治理提升。2.4 信息化期望与现状差距分析当前各级的监测评估预警平台均未完全建成，各地信息化基础水平不一，因此，各地对监测评估预警信息化的期望存在较大差异，同时对监测评估预警的期望与现状差距也十分明显。主要表现在对监测评估预警动态感知的期望与现状信息系统高成本，低效益，重复建设等的矛盾；对监测评估预警空间治理现代化的期望（全流程支持）与现状的业务支持覆盖面不足、决策支持力度不够精准，信息传递效率不高等的矛盾。为解决监测评估预警信息奇怪与现状差距的矛盾，需要明晰监测评估预警在地市信息化建设的定位。第3章 建设目标及思路3.1 总体建设目标监测评估预警作为空间规划体系改革的重要组成，是全面提升国土空间治理体系实现现代化空间治理的保障。以技术集成、数据挖掘、知识应用为驱动，通过建立完善监测评估预警数据体系、指标体系、模型体系，构建国土空间规划监测评估预警系统，同步配套监测评估预警信息化机制，结合地方禀赋、生态文明建设进程、现代化治理发展水平等进行自适应升级完善。打造动态监测、周期体检、专项评估、及时预警等具体监测评估预警应用模块以监测评估预警为抓手，对国土空间规划实施进行监管，以开发利用监管为拓展，全面感知国土空间规划实施效益，以执法督查为保障，确保问题空间的发现与整治，最终形成完整的监测评估预警机制，为国土空间治理的全生命流程提供知识专题应用与管理，全面提升空间治理水平。3.2 建设思路结合空间规划体系建设的具体要求，各级政府对监测评估预警建设的要求，整体上以“先基础，后深化”为思路，结合“急用先行，拓展跟进”逐步推进监测评估预警建设，以“平滑过渡，平稳升级”保障当下业务的过渡升级。3.2.1 “先基础，后深化”以国家意志和地方战略为导向，理清监测评估预警在空间治理体系的定位，梳理各业务、各系统、数据的关系，建立完善的数据、指标、模型体系，配套建设体系化的监测评估预警信息化机制，再逐步完善升级专题应用模块。3.2.2 “急用先行，拓展跟进”能够提升哪些业务以空间规划体系改革的时序要求为基础，结合从现状感知到规划编制到规划实施到评估预警到治理提升的整体空间治理流程，进行时序推进，整体表现为先完善数据资源体系，再配套各类专题应用为空间规划编制提供基础、为空间规划实施提供基础，再逐步完善各类系统建设、进行知识管理升级，支持评估预警与治理提升为常态化的空间治理提供支持。3.2.3 “平滑过渡，平稳升级”现有业务改造是持续的过程，因此系统的改造和机制建立也是需要同步持续优化监测评估预警作为生态文明下的国土空间治理体系内的重要组成，会贯穿到包括空间规划编制、空间规划审批、空间规划实施、治理提升等具体的空间治理业务内容，属于必要的业务考虑事项，通过可灵活配置的专题推送的形式与各类应用系统进行接口对接，满足新发展新要求下不同业务不同系统对监测评估预警的需要，以监测评估预警的知识应用专题为抓手，助力国土空间治理模式的平滑过渡与现代化升级。3.3 监测评估预警建设对自然资源业务分阶段支撑面向改革窗口期，本案以迫切的国土空间规划体系升级建设的时序要求为基本导向，进行监测评估预警建设的分阶段定位设计。一方充分衔接上级部门要求，做好上级规定动作，另一方面，充分对接局内需求，助力局内解决问题。根据建设内容的轻重缓急、事权分工、建设时间节点等进行时序设计，确保改革工作的有序推进，监测评估预警建设的如期完成，并能够满足国土空间规划编制、实施、监管的平滑过渡与升级。3.3.1 面向空间规划编制及审批空间规划编制作为空间规划规划体系改革升级的主要内容，是国土空间治理的重要基础，有着2019年完成省级空间规划编制，2020年完成市县空间规划编制的时间要求，与之关系密切的监测评估预警内容可以优先建设。面向空间规划编制，监测评估预警的建设目标主要以监测数据支持，提高空间评估专题应用支持，底线预警专题支持，提高空间规划编制的适宜性、科学性与前瞻性。以动态时序精细化的国土空间规划监测数据作为规划编制现状资料的补充，包含城乡统筹、节约集约等；以定制化的专项评估知识专题应用，辅助空间规划编制设计决策，辅助空间规划评估，包括空间发展适宜性专题、指标预警专题、空间底线预警专题、公共服务专题分析、人口与住房专题分析等。面向空间规划审批，监测评估预警的建设目标主要以提供定制化的空间规划专题评估、底线预警审查专题等，以数据挖掘知识应用来提高规划编制审批的科学性与全面性。通过建立的空间发展适宜性、城市发展目标与战略等专题结果，结合权重分配建立规划编制成果与空间专项专题的适配性，对空间规划进行评分，以知识应用辅助审批人员对空间规划成果的认知程度，提高审批决策水平；通过提供红线突破、名录管理、资源利用上线等底线预警专题，作为空间规划编制审批的必要审查事项，保障国土空间的可持续发展。3.3.2 面向用途管制用途管制作为空间规划实施的主要内容，是空间规划体系改革前、改革窗口期、改革后都持续运作的国土空间治理，是生态文明建设的常态化工作，需要保障其在改革期间的平滑过渡与升级。面向用途管制，监测评估预警建设目标主要以提供预警结果，作为用地审批的直接依据，保障国土安全；提供专项评估、开发利用评价结果，为土地的征收储备开发利用提供支持，提高土地开发利用决策水平。通过提供发展战略与决策，空间优化，开发利用等评价评估结果作为项目立项与选址的重要参考；通过提供红线突破、粮食安全、名录管理、环境质量底线、资源利用上线等预警结果作为强管控要素，纳入用地审批审查事项；通过提供发展战略与决策，空间优化，开发利用等评价评估结果，作为土地收储决策的重要参考。3.3.3 面向保护治理提升保护治理提升是空间规划理念和思维方式从工业化转变为数字化的生态文明思维的重要体现，是新一代国土空间治理对生态文明建设的保障，需结合空间规划体系建设的逐步推进，有序推进开发利用监管、执法督查、整改跟踪、资产评估、绩效考核等保护治理模块建设。面向保护治理提升，具体包含开发利用监管、执法督查、整改跟踪、资产评估、绩效考核，监测评估预警建设目标主要以数据支持、专题支持、项目管理等为生态文明的空间治理进行信息化赋能。对于开发利用监管，通过建立专项的开发利用评估模型对结合人口、活动、经济大数据，整合汇集空间单元的开发强度和利用情况，进行时间、区域等多维度比对，从节约集约用地角度出发，汇集全市土地使用的情况、开发成本及地均GDP等经济数据，支持土地集约利用决策。对于执法督查，结合遥感监察，辅助智能识别违法图斑，支持内外业统合，支持卫片执法，案件登记，支持持续跟进违法违规用地的处理情况展，支持横向同级数据互通流转，纵向上下级系统数据汇交，提高违法图斑的识别性与确认效率。对于空间整治，以空间化的项目管理，结合用地审批、实时感应等手段，时序跟踪整治整改项目的进展，按项目展示遥感监测整改进展，提高整治项目管理效率，保障整治落实。第4章 建设任务4.1 监测评估预警数据、指标、模型体系建设最基础的建设内容（目前已有一套比较详细的表格）4.1.1 监测评估预警数据体系以监测评估预警的管理需求，对现有的数据资源体系进行丰富和完善，梳理并构建完善的数据资源体系。一方面理清数据目录、数据建设要求，另一方面从数据来源、数据应用方向、更新周期等方面对数据资源的供给进行全面探查与设计，引入物联网、互联网等新兴数据，与气象、环保、交通等部门进行系统数据联通，与时空云、国土云、规划一张图等系统进行数据衔接。4.1.2 监测评估预警指标体系以地球系统学、环境学、生态学、社会学、城乡规划、土地管理等学科为理论基础、全面梳理监测评估预警周期体检、专项评估、开发利用评估等具体应用的指标需求，识别出指标的数据来源，配套相应的指标生成工具、指标管理工具，实现灵活的指标注册与指标计划等指标管理，构建形成完善的指标体系，为监测评估预警的管理业务提供坚实基础。4.1.3 监测评估预警模型体系以国家意志和地方战略为基本导线，梳理监测评估预警的管理需求，结合城乡规划、环境科学、经济学等学科理论，辅以大数据挖掘、人工智能等技术手段，探索并构建体检模型体系、专项评估模型体系、及时预警模型体系、开发利用评价模型体系，形成监测评估预警模型体系。同步建设模型构建工具，以可视化BI与自定义赋值的模式，支持相关人员灵活配置监测评估预警模型，降低模型建立知识门槛，提高知识应用效率，并配套统一的模型管理工具，进行统一的模型成果管理，最终以形成的信息化技术手段来保障监测评估预警模型体系在生态文明建设不同进程及地方差异下的灵活自适应性。4.2 监测评估预警机制建设以监测评估预警管理需求为导向，建立监测评估预警机制，通过对监测评估预警进行体系化梳理，理清运作逻辑、信息流转，建立监测评估预警流程，配套建立监测评估预警机制办法与标准规范。4.2.1 监测评估预警流程以生态文明建设为导向，理清监测、评估、预警的运作逻辑、信息流，建立数据指标体检评估预警的运转内核，并梳理各个模块与各自然资源管理业务的关系，形成专题应用外延。4.2.2 监测评估预警机制办法与标准规范为确保监测评估预警的持续性运作及效果，配套建设相应机制办法与标准规范，建立数据资源体系、指标模型管理、动态监测、周期体检、专项评估、及时预警、开发利用监管、执法督察等模块的标准规范与机制办法。4.3 监测评估预警应用体系建设以国家意志上级规定动作为基本导向，结合地方实际需要，梳理国土空间治理体系对监测评估预警的需要，完善监测评估预警的管理需求，建立相应的应用系统。4.3.1 监测评估预警系统建立监测评估预警系统，作为国土空间永续发展的保障。构建数据资源体系、指标体系、模型体系并配套管理工具，建立动态监测、周期体检、专项评估、及时预警应用模块，对国土空间规划实施情况展开持续的监测评估预警，建立各类系统对接，以信息化手段支持国土空间监测评估预警，支撑责任部门监督落实主体责任，辅助管理者决策。4.3.2 开发利用监管系统建立开发利用监管系统，作为国土空间精细化治理的保障，建设开发利用监管应用模块。以物联网、互联网、实调数据作为数据补充，结合空间分析、大数据挖掘、人工智能等技术手段，配置相关的开发利用评价模型，通过模型管理工具对空间的开发利用效益进行持续监管、计划监管，提高责任部门对国土空间认知的客观性、全面性、时效性，为精细化的现代化空间治理提高信息化支持。4.3.3 执法督察系统建立执法督察系统，作为国土空间治理落实的保障，建设执法督察与整改跟踪应用模块。结合遥感监察，辅助智能识别违法图斑，支持内外业统合，支持卫片执法，案件登记，支持持续跟进违法违规用地的处理情况展，支持横向同级数据互通流转，纵向上下级系统数据汇交，提高违法图斑的识别性与确认效率，以空间化的项目管理，结合用地审批、实时感应等手段，时序跟踪整治整改项目的进展，按项目展示遥感监测整改进展，提高整治项目管理效率，保障整治落实。第5章 技术路线5.1 系统架构5.1.1 总体架构监测评估预警平台总体系统架构包括数据建设层、指标数据层、模型层、应用系统层和应用支持层。数据建设层、指标数据层、模型层构建成为沉淀下来的数据、指标和模型资产，应用系统层和应用支持层构成监测评估预警的应用体系。数据建设层包括空间数据、业务数据、非结构数据、大数据处理和数据接口。指标数据层包括监测指标、体检指标、预警指标、专项指标和开发利用指标。模型层包括单要素分析、趋势分析、综合分析、修正分析、专项评估模型、开发利用评价模型、预警模型、体检模型。应用系统层包括内核的动态监测、周期体检、专项评估、及时预警，以及外延的执法督查和开发利用监管。应用支持层包括对自然资源各类业务应用的支撑，具体包括空间规划编制、空间规划审批、用途管制、自然资产管理、实施主体绩效考核、保护修复治理提升。图 1 系统总体架构5.1.2 各系统关系监测评估预警平台各系统对内包括监测评估预警（动态监测、周期体检、专项评估、及时预警）、开发利用监管、执法督查，对外包括支撑完整的国土空间治理系列系统。各个对内、对外系统对监测评估预警平台均有较高的技术要求，理清监测评估预警平台与各系统关系能更准确的定位平台内容。 空间规划编制要求空间规划编制、审批类系统要求监测评估预警系统能够在国土空间规划编制过程中及时对需要监测的指标及时的感知，预警，在规划编制阶段既能介入，能够在空间规划编制成果审批的过程中的适时的抽取关键指标，形成预警信息，与规划编制系统进行对接，提供专项评估专题，提供体检数据提高规划编制的科学性，支撑空间规划编制的整个过程。与规划审批系统对接，提供预警结果，作为规划审批的直接依据，提供专项评估结果，作为规划审批的重要参考要素。 空间规划实施要求用途管制类系统，要求监测评估预警系统能够在实施国土空间规划用途管制审批的各类业务中，探针式互动，积极感知，与用途管制系统对接，提供预警结果，作为用地审批的直接依据，提供专项评估、开发利用评价结果，为土地的收储开发提供支持，形成动态监测信息和及时预警信息，保障用途管制审批业务的科学落地。 保护治理提升要求保护治理类系统包括自然资源资产监管、开发利用监管、资产评估、城市更新等，对监测评估预警的技术要求是能够为保护治理提升提供准确、及时的监测和评估信息。 知识生产与成果管理要求现代化的空间治理要求监测评估预警系统能够将监测评估预警指标、标准、模型等资产数据，形成知识成果，构建完整的知识生产链条，并对知识的成果（模型、专题）进行科学化管理。5.2 关键技术5.2.1 采用规范标准的系统开发方法系统的设计与实施严格遵循软件工程的思想,采用目前最先进的面向对象的软件设计方法和基于控件开发方法。面向对象方法是一种自底向上和自顶向下相结合的方法，它以对象建模为基础，不仅考虑输入、输出数据结构，也包含了所有对象的数据结构。面向对象从具体到抽象，再从抽象到具体，符合人类的思维规律，能更快、更方便地完成任务。具有自顶向下的设计优点，能有效地控制模块的复杂性。系统的改变只是增加或减少一些对象，改动很小。需求分析过程与系统模型的形成过程一致，开发人员与管理人员的讨论是从管理人员熟悉的具体实例开始的。使管理人员与开发人员之间有了共同语言，避免了传统需求分析中可能产生的种种问题。系统设计中的需求分析、可行性分析、详细设计、代码实现、测试与维护都采用规范化、标准化的程序和步骤，以利于减少错误，提高系统开发的效率。在系统的开发过程中数据生产与入库管理将严格遵照国家标准或行业标准的要求认真实施。保证数据的规范化和标准化，以便能够实现跨系统、跨平台的应用处理。5.2.2 面向服务架构的SOA技术面向服务的架构是一个架构方法，能够创建松耦合、互操作的服务，这些服务能够容易的在企业内部和外部共享。面向服务体系结构特征：自包含和模块化、互操作性、松散耦合、位置透明可组合性、明确定义的接口。SOA是一种体系结构风格，它将应用程序的不同功能单元服务(service)，通过服务间定义良好的接口和契约(contract)联系起来。接口采用中立的方式定义，独立于具体实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，使得构建的系统中的服务可以使用统一和标准的方式进行通信。这种具有中立的接口定义的特征称为服务之间的松耦合。SOA的基本特征：l 服务的封装(encapsulation)将服务封装成用于流程的可重用组件的应用程序函数。它提供信息或简化数据从一个有效的、一致的状态向另一个状态的转变。封装隐藏了复杂性。服务的API保持不变，使得管理人员远离具体实施上的变更。l 服务的重用(reuse)服务的可重用性设计显著地降低了成本。为了实现可重用性，服务只工作在特定处理过程的上下文(context)中，独立于底层实现和客户需求的变更。l 服务的互操作(interoperability)通过服务之间既定的通信协议进行互操作。主要有同步和异步两种通信机制。SOA提供服务的互操作特性更利于其在多个场合被重用。l 服务是自治的(Autonomous)功能实体服务是由组件组成的组合模块，是自包含和模块化的。SOA强调提供服务的功能实体的完全独立自主的能力。SOA强调实体自我管理和恢复能力。常见恢复的技术，如事务处理(Transaction)，消息队列(Message Queue)，冗余部署(Redundant Deployment)和集群系统(Cluster)。l 服务之间的松耦合度(Loosly Coupled)服务请求者到服务提供者的绑定与服务之间应该是松耦合的。服务请求者不知道提供者实现的技术细节，比如程序设计语言、部署平台等。服务请求者往往通过消息调用操作，请求消息和响应，而不是通过使用API和文件格式。l 服务是位置透明的(location transparency)服务是针对需求设计的。需要反应需求的变化，即所谓敏捷（agility）设计。实现应用与服务分离，就必须使得服务的设计和部署对管理人员来说是完全透明的。5.2.3 知识可管理，构建完备监测评估预警智库基于国土空间规划的特点，面向国土空间规划多维度感知、精细化管控和智能化决策等方面，建立监测、评估、预警、体检指标、模型、数据等监测智库。提供完备的知识库建立及维护管理体系和机制，实现知识库信息灵活定制、简单维护、便捷应用和动态更新，以知识的方式提供给监测评估预警中每个具体使用场景使用，实现知识可建库、知识可维护、知识可应用、知识可更新和知识可服务，持续为国土空间规划监测评估预警提供知识基础，为进一步的信息价值挖掘提供知识框架，真正发挥信息的价值。5.2.4 支持多层次专题灵活组织的地图框架实现空间数据库数据资源的灵活组织管理，提供多层次专题灵活组织的地图框架，支持分布式资源组织管理。提供空间数据的物理存储、逻辑组织和资源展示的灵活组织管理。根据实际应用需要，提供对空间数据库数据资源图层提供最优组织设置，形成不同用途的专题地图集。l 支持多层次专题组织树的创建、编辑、删除功能；l 树节点数据源支持DLG、DEM、DOM、DRG 数据类型，数据格式支持ArcGIS、CAD 等常用平台数据格式；l 可配置图层的符号，配置符号效果可以在系统中进行预览，对于矢量数据能够指定用于服务的字段。l 关联的数据能进行浏览、查看、支持数据的叠加显示，空间查询和属性等功能。l 支持专题树配置信息、符号样式配置等信息的文件导入和导出功能。l 配置的专题图集可作地图服务发布共享应用。5.2.5 采用ETL（抽取、转换、装载）技术ETL分别是Extract（数据抽取）、Transform（转换）、Loading（装载）三个英文单词的首字母缩写。是数据抽取（Extract）、转换（Transform）、清洗（Cleansing）、装载（Load）的过程。构建数据仓库的重要一环，管理人员从国土空间数据资源池中抽取出所需的专题数据，经过数据清洗，最终按照预先定义好的数据仓库模型，将数据加载到数据仓库中去，保障关系型数据的及时响应能力以及数据分析和应用的准确性，为整个数据仓库的数据完整性管理提供基础。经过几十年来快速不断的IT创新造就了大批综合性的、分布式的且不断变化的应用系统，这些系统跨越了从大型机到Web的多种平台，因此不同系统的互连成了亟待解决的问题。如何发挥这些系统中各种数据的作用，将不同应用系统的数据进行提炼、整合，并充分利用已有的技术及应用资源，建成一个完整的、可持续发展的集成系统，数据集成工具成为一种重要的技术，面对多种技术环境开发的基础系统，把国土空间数据迁移到综合应用系统和辅助决策分析系统，并进行有效整合。数据集成工具主要包括以下几个过程：抽取、清洗、转换和加载等。将对ETL工具的设计思想与功能实现等内容进行讨论。一、ETL工具的功能目标ETL工具以各种技术环境开发的基础系统为基础，把项目数据迁移到综合管理系统和决策分析系统，并进行有效整合，建成一个完整的集成监测评估预警数据库系统，以下是EAI数据集成模型图，箭头表示的数据迁移过程需要通过ETL工具实现。图 2 数据集成模型1、主要功能ETL工具主要功能可分为两部分：数据集成配置和数据集成服务，具体如下：（1）数据集成配置：提供一个GUI界面，使得规划管理人员能够通过界面的互动，比较容易地实现数据集成的流程、规则的定义；同时提供相应的解析功能，实现将配置规则进行解析，并对数据进行集成。最后能够定义并执行相应的抽取计划。（2）数据集成服务：提供相应的解析功能，实现对集成规则的解析，服务读取这些规则，生成集成任务，在后台进行运行数据集成。并且把这些集成信息发布出来，可以让其它集成工具进行信息共享。2、特点（1）易用性：数据集成工具进行抽取任务配置时，比较繁锁，而本项目使用的ETL工具在进行抽取任务配置时可以做到简单易学，易用；同时配置操作也流程化，易于理解。（2）稳定性：ETL工具进行任务执行，保证抽取任务的正常进行。运行稳定，不轻易发生系统错误，不轻易发生程序死机。（3）可靠性：ETL工具进行任务抽取时，能可靠地完成抽取，源数据到目标数据的抽取误差低于0.01，对于因特殊情况无法进行抽取的，或中途停止无法抽取的系统将记录详细信息。（4）执行效率：本ETL工具对大数据量进行数据抽取，可以保证对大数据量的抽取在正常情况下能较好地执行，在一定时间内完成对大数据量的抽取。二、ETL工具的总体架构设计图 3 ETL工具总体架构如图所示，ETL工具主要包括配置工具和抽取服务两个部分内容。5.2.6 采用序列化技术序列化 (Serialization)将对象的状态信息转换为可以存储或传输的形式的过程。在序列化期间，对象将其当前状态写入到临时或持久性存储区。以后，可以通过从存储区中读取或反序列化对象的状态，重新创建该对象。以序列化方式减弱网络影响和硬件影响，加快系统启动速度，系统初始化打开控制在10s以内。（1）序列化协议特性每种序列化协议都有优点和缺点，它们在设计之初有自己独特的应用场景。在系统设计的过程中，需要考虑序列化需求的方方面面，综合对比各种序列化协议的特性，最终给出一个折衷的方案。u 通用性通用性有两个层面的意义： 第一、技术层面，序列化协议是否支持跨平台、跨语言。如果不支持，在技术层面上的通用性就大大降低了。 第二、流行程度，序列化和反序列化需要多方参与，很少人使用的协议往往意味着昂贵的学习成本；另一方面，流行度低的协议，往往缺乏稳定而成熟的跨语言、跨平台的公共包。u 强健性/鲁棒性以下两个方面的原因会导致协议不够强健： 第一、成熟度不够，一个协议从制定到实施，到最后成熟往往是一个漫长的阶段。协议的强健性依赖于大量而全面的测试，对于致力于提供高质量服务的系统，采用处于测试阶段的序列化协议会带来很高的风险。 第二、语言/平台的不公平性。为了支持跨语言、跨平台的功能，序列化协议的制定者需要做大量的工作；但是，当所支持的语言或者平台之间存在难以调和的特性的时候，协议制定者需要做一个艰难的决定支持更多人使用的语言/平台，亦或支持更多的语言/平台而放弃某个特性。当协议的制定者决定为某种语言或平台提供更多支持的时候，对于使用者而言，协议的强健性就被牺牲了。u 可调试性/可读性序列化和反序列化的数据正确性和业务正确性的调试往往需要很长的时间，良好的调试机制会大大提高开发效率。序列化后的二进制串往往不具备人眼可读性，为了验证序列化结果的正确性，写入方不得同时撰写反序列化程序，或提供一个查询平台这比较费时；另一方面，如果读取方未能成功实现反序列化，这将给问题查找带来了很大的挑战难以定位是由于自身的反序列化程序的bug所导致还是由于写入方序列化后的错误数据所导致。对于跨公司间的调试，由于以下原因，问题会显得更严重： 第一、支持不到位，跨公司调试在问题出现后可能得不到及时的支持，这大大延长了调试周期。 第二、访问限制，调试阶段的查询平台未必对外公开，这增加了读取方的验证难度。如果序列化后的数据人眼可读，这将大大提高调试效率， XML和JSON就具有人眼可读的优点。u 性能性能包括两个方面，时间复杂度和空间复杂度： 第一、空间开销（Verbosity）， 序列化需要在原有的数据上加上描述字段，以为反序列化解析之用。如果序列化过程引入的额外开销过高，可能会导致过大的网络，磁盘等各方面的压力。对于海量分布式存储系统，数据量往往以TB为单位，巨大的的额外空间开销意味着高昂的成本。 第二、时间开销（Complexity），复杂的序列化协议会导致较长的解析时间，这可能会使得序列化和反序列化阶段成为整个系统的瓶颈。u 可扩展性/兼容性移动互联时代，系统需求的更新周期变得更快，新的需求不断涌现，而老的系统还是需要继续维护。如果序列化协议具有良好的可扩展性，支持自动增加新的字段，而不影响老的服务，这将大大提供系统的灵活度。u 安全性/访问限制在序列化选型的过程中，安全性的考虑往往发生在跨局域网访问的场景。当通讯发生在公司之间或者跨机房的时候，出于安全的考虑，对于跨局域网的访问往往被限制为基于HTTP/HTTPS的80和443端口。如果使用的序列化协议没有兼容而成熟的HTTP传输层框架支持，可能会导致以下三种结果之一： 第一、因为访问限制而降低服务可用性。 第二、被迫重新实现安全协议而导致实施成本大大提高。 第三、开放更多的防火墙端口和协议访问，而牺牲安全性。（2）序列化和反序列化的组件典型的序列化和反序列化过程往往需要如下组件：u IDL（Interface description language）文件：参与通讯的各方需要对通讯的内容需要做相关的约定（Specifications）。为了建立一个与语言和平台无关的约定，这个约定需要采用与具体开发语言、平台无关的语言来进行描述。这种语言被称为接口描述语言（IDL），采用IDL撰写的协议约定称之为IDL文件。u IDL Compiler：IDL文件中约定的内容为了在各语言和平台可见，需要有一个编译器，将IDL文件转换成各语言对应的动态库。u Stub/Skeleton Lib：负责序列化和反序列化的工作代码。Stub是一段部署在分布式系统客户端的代码，一方面接收应用层的参数，并对其序列化后通过底层协议栈发送到服务端，另一方面接收服务端序列化后的结果数据，反序列化后交给客户端应用层；Skeleton部署在服务端，其功能与Stub相反，从传输层接收序列化参数，反序列化后交给服务端应用层，并将应用层的执行结果序列化后最终传送给客户端Stub。u Client/Server：指的是应用层程序代码，他们面对的是IDL所生存的特定语言的class或struct。u 底层协议栈和互联网：序列化之后的数据通过底层的传输层、网络层、链路层以及物理层协议转换成数字信号在互联网中传递。图 4 序列化和反序列化过程（3）本方案所采用的序列化应用技术u JSON对象序列化目前基于Ajax技术的Web开发主要采用XML进行数据交换，然而XML是一种结构化的文档，需要服务器和客户端都对其进行手工解析，将会占用更多的系统资源，因此采用XML进行数据交换会导致性能低下、兼容性不够、灵敏度低的问题。JSON是一种轻量级的数据交换格式，易于被支持JavaScript的浏览器所解析。提出了一种基于JSON的对象序列化算法，该算法通过分析JSON文法并建立对象导航图，透明地将对象序列化成JSON表达式，使客户端能够很好地利用JavaScript引擎来解析JSON响应，有效地解决了解析XML所造成的缺陷。u Json.NET.NET框架本身自带了一些序列化器，包括数据契约（Data Contract）JSON序列化器和JavaScriptSerializer，不过在特性与性能上还是存在着提升空间。JSON.NET弥补了这部分的不足，它成为了在.NET社区中非常流行的一款开源替代产品。JSON.NET带来了一些新的特性，例如LINQ-to-JSON、支持BSON、支持匿名类型、支持流行的ORM框架（EF和NHibernate）等等，这些是.NET框架本身所不具备的功能。不仅如此，它在性能上的表现也更加出色。其功能特性：u JSON合并允许你将一个JSON对象或数组合并入另一个对象或数组中。这一功能类似于jQuery中的extend方法，但它还支持递归，并且在处理数组时提供了更多选择。在合并数组（包括那些内嵌在对象中的数组）时，你可以指定是按位置进行连结或是进行归并（union），或者是完全替换。合并功能同样支持LINQ-to-JSON。看一下这个测试能够帮助你更好地理解该特性，以及它所支持的各种用例。 整合依赖注入框架如果你指定了如何在运行时还原某个对象的机制，你就能够直接反序列化接口或抽象类型，就像你在使用Autofac或Ninject等依赖注入等框架时所做的一样。你所需的仅是在序列化器中定义一个继承自DefaultContractResolver的resolver类即可。 一些F#专有的特性支持区分归并、F#集合、F#列表、序列、set和map。对于新的不可变集合来说，如果某个泛型T的集合定义了一个接受IEnumerable的构造函数，那么Json.NET能够做到反序列化至该种集合类型。能够处理元数据属性，而无须保证JSON对象的属性顺序。Json.NET的某些特性需要使用元数据，例如维持类型或引用。为了使这些特性正常工作，它要求这些元数据必须排列在其它属性之前。可以使用一个名为MetadataPropertyHandling.ReadAhead的设置来打开这一功能，代价是在内存占用与速度上略有损失。对JSONPath查询的完整支持。这一功能类似于XPath，它可以用于对JSON数据进行浏览。如果你仅需要某个特定的值，那么在不必反序列化整个JSON对象的情况下就可以实现这一点。5.3 技术选型根据需求，引出我们公司的圆桌知库比较适合监测评估预警平台的总体架构由“圆桌”和“知库”两大基础技术平台构成。“圆桌知库”解决了自然资源业务信息化条块分割的弊端，在面向服务架构对信息资源形成模块化服务的基础上，构建桌面端的整合应用体系，使得从自然资源本底数据建设、国土空间规划编制及审批、国土空间用途管制、自然资源资源管理、国土空间规划实施监测评估预警、国土空间生态保护及修复、其他资源管理的业务都能在同一平台上同时办理。图 5 圆桌知库平台同时，圆桌平台提供了基于知库形成的以规划知识作为信息的组织粒度，形成二维地图、三维地图、业务表单、文件管理同一知识点可多视角随意切换的视角引擎。知库则支持从数据标准化，规整建库，到知识组织，语义多视角推送的“知识生产线”信息化深层次工艺流程。为可持续的决策支持与信息资源运营提供了简单应用的工具。通过对行业知识体系的梳理，建立起连接数据到应用的中间信息集市知识层。以知识层的组织，支持自然资源业务的多场景应用，同时可以对日常业务应用产生的信息与过程成果形成专题保存，让知识得以持续积累。第6章 主要建设内容6.1 监测评估预警数据资源体系建设监测评估预警数据资源体系建设包括构建数据资源体系、监测与预警指标体系、监测评估预警模型体系并配套管理工具，对空间规划实施情况展开持续的监测评估预警，建立各类系统对接，以信息化手段支持空间规划实施情况的监测评估预警。6.1.1 监测评估预警数据体系 数据体系建设以国土空间规划数据资源体系为基础，从监测评估预警的管理需求出发，以目标为导向，完善监测评估预警数据体系，支持体检、评估、预警等应用需求。数据资源涵盖自然资源、发改、环保、农业、交通、海关、工商等不同行业，纵向贯穿国、省、市、县四级，根据不同行政层级的管理要求进行拓展和完善，建立元数据配置关系，明确数据的空间层级、时间周期、数据来源、应用领域等。监测评估预警数据资源体系即是国土空间规划数据资源体系的子集，又是拓展，基本分类为现状数据、规划数据、管理数据和社会经济数据，二级类三级类结合具体应用需求进行完善补充。 资源体系建设在数据资源建设方面，以多源数据联通结合自然资源动态监测的模式进行。通过对气象、公安、环保、公众、自然资源等多部门进行数据抽取，基于现状建设与时空数据云平台、林业云、其他系统平台等进行系统对接、数据库对接，丰富监测评估预警数据库，并完善数据体系。对已有建设难以支持的部分，通过建立可持续的自然资源监测机制，充分结合互联网、物联网、大数据等技术，辅