面向SOA的国土资源电子监察系统设计.docx

面向SOA的国土资源电子监察系统设计 摘要 本文分析了新形势下国土资源电子监察应用系统建设的需求，阐述了目前SOA标准化与应用现状，结合国土资源土地管理、矿业资源管理和地质灾害防治及应急指挥三个业务分析，提出了基于SOA的国土资源电子监察系统的技术参考架构和进行了初步分析与设计，形成了电子监察系统的总体架构。通过实践发现，采用SOA（面向服务架构）的设计理念进行建设是国土资源综合信息监管平台发展的内在需求和必然选择。关键字：SOA 国土资源1、引言国土资源是人类生存和社会可持续发展的物质基础，也是我国社会经济可持续发展的基本保障。我国国土面积广阔，而人均资源相对稀缺，同时，开发利用又涉及到诸多纷繁复杂的利益关系，一方面要面对“保发展保红线”的双保难题，另一方面又要保障国民粮食安全，保护资源环境，现时还要将国土资源作为重要战略地位参与国家宏观调控。因此，积极加强国土资源监管力度，科学、合理地开发利用资源成为现阶段拟待解决的迫切问题。当今世界已经进入信息化时代，信息技术正强劲而深刻地引领着经济社会各个领域的深刻变革。国土资源管理同样面临着发展迅猛、势不可挡的信息化革命。以信息化促进国土资源管理创新，带动管理的科学化、规范化、精细化，已成为国土资源管理事业科学发展的必由之路。随着国土资源信息化建设的不断深入，国土资源应用系统建设开始从单一业务向多业务综合联动、从行政审批向综合监管方向发展，系统的规模更为庞大，功能更为复杂。采用传统的技术架构建设系统，容易形成一个个信息孤岛。在国土资源管理日趋精细化、科学化、综合化的背景下，这种模式将难以为继，很难满足国土资源管理业务的发展需求。近年来，国土资源部提出要解放思想、改革创新，转变管理理念、职能和方式，从微观转向宏观，从重审批转向重监管，从重项目实施转向完善制度安排，通过综合运用法律、行政、经济、科技四大调控手段，建立“天上看、地上查、网上管”的国土资源管理新体系，强化监测监管，服务社会公众。基于此，本文以国土资源监管为中心，以其基本业务属性分类的土地资源管理、矿产资源管理、地质灾害防治及应急指挥三个方面来分析和设计国土资源电子监察系统。面向服务的架构（Service Oriented Architecture SOA）是一种近年来逐渐成熟的应用系统架构模型，它将各类业务应用包装为具有互操作性的标准服务，通过服务的组合和重用，实现应用的敏捷性与扩展性，满足管理业务发展的需要。与传统架构相比，SOA具有更强的灵活性，对突破电子政务建设过程中长期存在的信息孤岛、适应需求能力差、重复建设、新应用周期长等瓶颈问题提供了解决手段。2、面向服务的架构 SOA的概念由Gartner公司1996年首次提出。关于SOA的定义，业界并没有统一的标准。系统架构师乔苏蒂斯（Nicolai M.Josuttis）在分析了各家定义后，认为SOA是一个架构范式，它处理的业务流程分布在现存的或新的、范围巨大、处于不同的所有者控制下的异质系统上，强调了SOA的主要应用场景。总的来说，SOA不是某种特定技术，而是一种架构风格、架构思想或一组指导架构设计的原则。其主要特点是，系统的业务功能由若干合乎规制的服务构成，服务之间是松耦合的关系，并具有良好的互操作性。 服务、高互操作性和松耦合是SOA的关键技术概念。如果说软件开发是关于抽象的艺术，那么服务就是抽象出来的业务功能的IT体现，服务一般具有自治、粒度合理、可发现、无状态、幂等性、可重用、可组合等特点。技术上，服务是定义良好的消息接口，用于在服务提供者和服务消费者之间交换消息。高互操作性是指在处理异质系统时，SOA能轻松连接这些系统。松耦合使服务之间的依赖最小化，有利于增强系统的灵活性、可伸缩性和容错能力。3、SOA标准化与应用状况2010年全国信息技术标准化技术委员会SOA标准工作组组织了_一次全国范围内的标准化需求调研。调研结果显示，大家在SOA实施过程中最主要的难点有三个：一是SOA的方案和产品还不够成熟；二是SOA标准缺失，没有统一共识；三是缺乏可参考的成功案例。这很大程度上是由于国际和国内SOA标准体系及评价机制尚未统一，主要国际标准组织(W3C、OASIS、WSI、OMG等)所制定的标准存在重复、不一致现象。相关厂商在SOA信息化工程项目实施中，SOA概念和项目实施方法各异，SOA产品对标准采纳程度不一，难以互联互通，导致很多行业信息化用户在项目实施中难以进行规划和产品选择，项目实施质量难以评估和保障，用户存在风险顾虑，一定程度上阻碍了SOA实践的进程。不过，SOA标准化已取得进展。2011年6月，信息技术面向服务的体系结构(SOA)术语、信息技术面向服务的体系结构(SOA)应用的总体技术要求、信息技术基于web如服务的IT资源管理规范三项国家标准送审稿通过审定，已进入报批阶段。19项SOA国家标准将分两批进行编制及发布。国际标准化方面，我国专家大力推进国际标准化组织ISOIEC JTcl内的SOA及云计算标准化工作，发挥了积极作用。4、基于SOA的国土资源电子监管系统技术参考架构SOA尚没有统一的概念和实施模式。为了便于基于SOA的国土资源应用系统的设计、开发、运行和维护，在有关SOA参考模型、SOA应用技术参考模型基础上，本文提出基于SOA的国土资源应用系统技术参考架构。 41 基础设施基础设施是国土资源信息化建设的软硬件基础环境，主要由两部分组成。一部分为主机硬件、系统软件以及网络基础平台，包括存储设备、负载均衡设备等。另一部分为应用软件、开发运行平台等软件应用支撑环境。42已有SOA资源已有SOA资源包括已有应用系统资源、数据资源和已有服务资源，是SOA应用建设中服务的初始来源。已有应用系统资源是已经建立和运行的各类国土资源应用系统，需要提供能被访问的标准接口或适配器才可以作为SOA资源。数据资源是国土资源各类数据文件，包括基础地理数据库、基础地质数据库、卫星遥感数据等基础数据，矿产资源规划数据库、土地利用规划数据库等专业数据，以及探矿权登记数据库、采矿权登记数据库、建设用地审批数据库等日常业务管理数据。这些数据文件同样需要提供能被访问的标准接口才可以作为SOA资源。已有服务资源是在构建SOA应用之前已经存在的服务组件，这些服务组件应符合SOA服务的各项技术要求。43 SOA支撑技术服务描述：提供标准的访问接口，用以描述服务和资源的相关属性。可采用Web服务描述语言（Web Service Description Language，WSDL）实现Web服务描述。服务注册与发现：提供服务注册及访问接口，用以对服务和资源进行注册、检索和发现服务。可基于统一描述、发现和集成协议（Universal Description Discovery and Integration,UDDI）或其他机制实现服务的注册与发现。服务开放：提供构建新服务所需的开发、配置、调试、测试及运行的环境，支持对已有应用系统资源或数据资源进行服务化封装。目前主要可基于J2EENET开发平台、SCASDO开发平台实现web服务开发。服务组合：按逻辑顺序调用一系列基本服务以形成更大粒度服务，为编制好的服务提供运行时的容器环境。组合服务的运行层次比基本服务高，但仍然是短期执行的，而且从概念上来看是无状态的。可采用web服务业务流程执行语言(Business Process ExecutionLanguage，WSBPEL)实现web服务组合。 服务编排：基于若干其他服务，通过服务流程建模、编排的方式，构建满足业务流程的新服务；提供流程执行引擎，为部署的业务流程脚本提供解释、执行、控制和管理等功能。流程处理通常有状态，所以流程服务通常有状态，这和基本服务、组合服务不同。当然，也有文献并不区分组合服务与流程服务，或者都称之为“流程服务”。一般可采用业务流程管理(Business Process Management，BPM)实现流程流转。服务管理：对服务的状态进行实时监控、预警和执行其他相关管理操作。服务交互：提供服务的接人、通信、路由及转换，提供服务间交互的机制及质量保障以及与服务管理的整合能力。可采用企业服务总线(Enterprise ServiceBus，ESB)实现服务交互。上述支撑技术都应符合相关技术标准。44 公共服务公共服务包括国土资源业务公共服务和基础技术服务，通过服务管理平台发布为服务库，在构建新应用系统时通过调用、组合、编排等得到应用和复用。 国土资源业务公共服务实现地政管理、矿政管理、土地督察、地质环境管理、国土资源执法监察等国土资源管理业务的基本功能，在国土资源应用系统建设中具有较强的复用性。可在构建基于SOA的国土资源电子监察系统过程中，逐渐积累形成具有国土资源行业特征的业务公共服务。基础技术服务是国土资源应用系统中抽象出来的公共技术类服务，包括信息服务、展现服务、身份管理服务、授权服务、日志服务等。45 应用系统在公共服务的基础上，通过服务的调用、组合、编排及必要的系统开发，构建和优化国土资源电子政务系统、国土资源信息发布系统、国土资源综合监管系统及国土资源决策支持系统等，面向国土资源管理决策机关、相对人、相关机构和社会公众提供应用和服务。46 质量服务质量应满足服务粒度合理、松耦合、可复用、可扩展、互操作等要求。由服务形成的SOA应用除了满足功能性要求之外，还应具备良好的可靠性、易用性、可维护性、可移植性和高效率。47安全安全是国土资源SOA应用系统建设中的重要内容。SOA需要处理的安全需求一般应包括提供访问控制及权限管理，进行服务调用者的认证和授权；提供服务交互安全，确保服务传输数据的机密性和完整性；提供服务审计，记录受限服务资源访问及操作的轨迹和历史，提供事后审查和统计服务等。采用web服务实现SOA时，应注意XML炸弹和XPATH注入等特殊安全问题。48治理在SOA应用的全生命周期都需要进行IT系统一般性治理，同时还需进行服务规划治理、服务开发治理、服务运营治理、服务优化。5、国土资源管理业务分析与设计国土资源是人类生存和社会课持续发展的物质基础，也是我国社会经济可持续发展的基本保障。同时我国国土资源相对短缺、其质和量在空间分布上不均衡，且国土资源的开发、占有、使用涉及的种种复杂的利害关系，更加需要国家不断地加强国土资源管理和监管力度，利用科技手段，提高管理效率。我国国土资源从管理体制上分国家、省、地（市）和县（市）四级，上级国土资源主管部门对下级国土资源主管部门实行业务领导。按照业务领域分，国土资源综合管理可分为土地资源管理、矿产资源管理和地质灾害管理等三大部分，各领域的管理内容、指标不尽相同。国土资源监管就是对土地、矿产等资源的开发利用状况及管理行为进行监督和管理，以下以土地资源监管、矿产资源监管为例进行阐述。5.1 土地管理业务分析与设计 土地资源管理是以土地利用调查及其变更调查等为基础，以土地利用总体规划为龙头，通过土地利用年度计划逐年落实和细化规划指标，开展建设用地预审、建设用地审批、土地整治（土地整理复垦开发）、土地供应、土地市场、土地登记、土地执法监察、土地督察等各环节业务。土地资源监管就是针对以上土地管理各环节业务进行数据采集、分析和规范合规性监控与监管，从而对全国每一宗土地特别是建设用地进行现状、规划、用地审批、土地供应、开发利用进行全程跟踪管理，同时占用耕地要补充同等数据和质量的耕地，对违法用地进行查处，简称“批、供、用、补、查”实时动态监控。5.2 矿产监管业务分析与设计 矿产资源管理是以地质调查评价、潜力评价等为基础，以矿产资源规划为龙头，开展矿产勘查（探矿权）登记、矿产开采（采矿权）登记、储量评审、矿产储量登记、矿产开发利用、矿产执法案件查处等各环节业务。矿产资源监管就是针对以上矿产生命周期的各环节业务进行数据采集、分析和实时动态监控监管，从而对全国每一块矿权进行勘查、开采、储量变化以及开发利用情况进行全程跟踪管理。5.3 系统总体架构 按照目前围土资源监管业务的基本思路，即收集信息一整理分析一发现Iq题一实地核查、解决问题，将国土资源综合信息监管平台分为数据采集与监测、数据分析与预警、处置与决策三个阶段，数据采集与监测由一系列地政监测系统和矿政监测系统组成，各采集系统也具有部分本采集业务的分析预警功能；数据分析与预警进行由综合监管分析系统构成，主要基于各类各环节地政、矿政业务数据，开展总体形势分析和环节之间的指标预警，通过抽取、清洗、转换、加载和数据接口集成相关数据，为分析和发现问题提供信息化辅助支持，同时将形成的分析结果和相关控制规则反馈至采集和审批系统以及为实地核查、解决问题提供基础数据；处置与决策为国土资源监管的最终落实阶段，其依托综合监管分析系统和部分采集监测监管系统，开展监管业务管理行为工作。6 结束语国土资源应用系统建设从早期的CS架构到后来的三层架构或多层架构，以及现在的SOA架构，历次变革都是为了适应国土资源管理业务的发展需求，促进国土资源管理与服务水平提升。基于SOA构建国土资源应用系统，预期可以收获诸多效益：通过对公共业务服务进行“组装”，依托服务的松耦合性和重用性，可以提高信息化建设的效率，简化维护工作，降低维护成本；基于SOA构建的应用遵循开放标准，能够实现系统协同、资源共享，具有良好的互操作性，有利于系统集成开发；由于技术中立，SOA应用可以降低对厂商的依赖和转换成本。技术可以逐渐标准化，但是如何对纷繁复杂且不断变动的业务进行梳理、划分，抽象出粒度合理的服务，之后又如何编排流程以真实再现业务实际，需要深入研究管理业务和在长期实践中积累经验。为保证监管平台建设的可持续性和进一步发展，还需进一步梳理并建立国土资源综合监管指标体系，构建面向需求的服务集群和快速搭建及响应，