时空云平台时空信息服务体系设计与实践

时空云平台时空信息服务体系设计与实践摘要：随着物联网、大数据和云计算等高新技术的发展,通过泛在网络、传感设备、智能计算等新型高科技手段，形成的更透彻感知、更广泛互联、更智能决策、更灵性服务和更安全可靠的时空信息云平台，是智慧城市建设的重要的空间信息基础设施。时空信息云平台建设的一大主要目的就是要打破信息孤岛、促进数据融合、实现资源服务共享。本文以“时空信息云平台建设项目〃为案例，介绍了该项目中时空信息服务规范化建设和时空信息服务共享体系建设的解决方案。关键词：时空云平台，时空信息服务，服务规范，服务共享1引言众所周知的是，随着国家提出由数字城市向智慧城市发展，时空信息云平台建设的一大主要目的就是要打破数字城市建设中的信息孤岛、促进数据融合、实现资源服务共享。资源服务共享就是让不同地区、不同部门、不同系统环境的用户能够共同对统一的资源服务进行调取、分析和处理等操作。要实现服务资源共享，就应先建立一套统一的、标准的服务交互规范，统一规范各方的数据格式、传输协议、请求方式和操作方法。本文结合"时空信息云平台建设项目〃的建设实际，基于原国家测绘局《智慧城市时空大数据与云平台建设技术大纲》的指导方向，通过介绍时空信息服务规范化建设、以及项目建设中采用的服务数据源配置管理、服务发布管理、服务注册代理、门户网站在线资源库等系统模块的功能设计，尝试实现时空信息服务共享业务的全流程，也探索了一套时空信息服务共享体系的建设设计方案。2时空信息服务规范与内容设计时空信息服务与接口规范设计，旨在为时空信息云平台包括的所有数据服务及部分功能服务API提供统一的接口调用与交互规范。通过规范化的时空服务接口，可使系统功能模块化、服务化，以满足不同的用户操作以服务的方式提供的设计要求。同时，将时空信息云平台各个子系统之间的交互转为定制化服务交互，便于实现系统之间的集成。通过该规范，将实现对时空信息云平台相应服务接口的规范化改造，并将服务统一集成到时空信息云平台门户网站在线资源库中。2.1时空信息服务规范化时空信息服务规范化改造主要采用了RepresentationalStateTransfer（表述性状态转移，简称REST）架构风格。REST风格定义了一组体系架构原则，它以更贴近网络基础协议的方式来实现Web服务，大大简化了Web服务的设计。开发者可以根据这些原则设计围绕系统资源的Web服务，包括使用不同语言编写的客户端如何通过HTTP处理和传输资源状态。在项目实际建设中，首先通过对往期项目资料和本期技术设计资料的收集与整理，将收集整理的所有服务成果进行梳理分类，形成包括地图服务、要素服务、导航服务、动态服务、政务服务、搜索服务、功能服务、KPI服务、视频服务等在内共11大类、24中类、52小类的服务类别。然后依照在项目设计阶段所确立的RESTful服务与接口风格，以及该风格所要求的各种技术规格，对整理好的各类时空信息服务进行规范化改造。2.2时空信息服务内容在时空数据库建设成果的基础上，基于开放的面向服务的架构体系设计理念和服务聚合技术，建立统一的、标准的时空信息服务体系，提供地图服务、要素服务、导航服务、动态服务、政务服务、三维服务、KPI服务、搜索服务、功能服务、视频服务、感知服务等十余种不同类型的服务，实现时空信息资源的整合、集成、管理、共享及维护更新，向不同行业、不同部门和社会公众用户提供泛在网络运行环境下的多维度、多类型、多用途时空信息服务，真正实现时空信息资源的共通、共融、共享。3时空信息服务生产与发布共享3.1总体设计时空信息服务共享体系建设是一项复杂的系统性工程。根据国家的相关规范、建设指导意见的要求，以及结合自身客观实际建设需要，在智慧城市"时空云平台项目〃的建设中，基于开放性的面向服务的架构体系设计理念，采用数据存储层、数据访问层、服务发布业务层、注册代理层、应用展示层的五层结构体系进行架构，通过时空服务数据源配置管理、时空服务发布管理、时空服务注册代理、门户网站在线资源库等系统模块的功能设计，将符合时空信息服务与接口规范的所有内部服务和外部第三方服务集成并管理，统一提供给时空云平台的不同身份角色的用户使用。图1服务生产发布系统架构图2服务共享体系业务概况3.2数据源配置管理系统时空信息服务的数据基础来源是来自于时空大数据。时空大数据是指与时空位置相关的各种实体和过程状态的数据。它包含了各种实体对象、过程、事件在空间、事件、语义等方面的多种关联关系，一般具有动态、多维度、多尺度、多源、多类型等特点。因此这类多源异构数据的存储方式也多种多样，涉及到包括关系型数据库（Oracle、MySQL等）和非关系数据库（HDFS、MongoDB、Redis等），以及其他不断涌现的新的数据存储技术。为解决多种类型的时空服务数据源配置管理困难的问题，设计开发了时空数据源配置管理系统。该系统按照“时空信息服务与接口规范〃，对服务资源数据进行配置管理，形成统一规范的数据源来源（如共享文件夹），并对数据源形成列表管理，动态实现服务数据源的增加、修改、删除等功能操作。3.3时空服务发布管理系统服务发布管理子系统按照标准化的"时空信息服务与接口规范〃，为时空信息云平台提供统一的数据配置、服务发布、服务管理等功能，并对所管理的服务提供关键字检索、查询、修改、删除等操作。并实现了服务列表的动态管理（包括服务的启动、停止、删除等）、服务创建（包括基础信息服务、专题信息服务的创建）、服务类型修改配置等功能。3.4时空服务注册代理系统时空服务注册代理系统主要为时空信息云平台集成的内部服务和第三方外部服务的提供注册、代理等功能，并提供对外的网关服务。在服务的安全使用方面，系统建设采用服务token的技术手段，通过用户按需对各类服务进行申请和管理员根据权限及实际情况对用户服务申请进行审批的管理方式，实现对不同行业、不同部门、不同身份、不同权限用户可使用的服务范围的鉴权管理。另外，为进一步提升时空云平台服务使用的安全性与可控性，该系统特别针对服务的调用者和调用情况进行控制，支持对服务调用详细情况（包括服务的调用者、时间、ip等）进行实时监控，还能够监控调用者对服务访问次数、时空范围、访问频率等，以便云平台的管理者们使用更加积极主动的应对手段保障时空信息云平台安全稳定的运行。3.5门户网站门户网站建设目的是全方位介绍时空信息云平台，针对其产品、解决方案、服务案例，以及相关行业的新闻资讯、行业标准等进行展示和介绍，让用户能够更加全面地认识和理解时空信息云平台，找到时空信息云平台与自身业务相关的契合点。本次项目中，设计到资源共享与申请使用的主要是门户网站的在线资源库与个人中心两个模块。3.5.1用户中心用户中心的主要目的是实现外部用户的注册登录，接受注册用户对资源的申请，以及注册用户对申请资源的查询和管理。外部游客通过用户中心注册并登录之后，即可对在线资源库中所展现的时空信息云平台现有的数据服务资源、功能服务资源、服务token、以及云平台其他各类资源进行浏览、查询、下载和使用申请，经管理员审批通过之后，就能在相应列表中查看和使用。3.5.2在线资源库在线资源库主要对时空信息服务及资源目录进行前台集中展示，目前已经集成和提供了符合时空信息服务与接口规范标准的基础地图服务、政务服务、图册服务、计算服务、检索服务、三维服务等十余种时空信息服务资源。通过在线资源库，外部用户能够可视化查看和查询服务资源的详情。有权限的用户还可以对各类资源的进行下载。图5门户网站在线资源库4总结展望本文结合智慧城市"时空信息云平台建设项目〃的建设实际，通过介绍时空信息服务规范化建设，以及项目建设中采用的服务数据源配置管理、服务发布管理、服务注册代理、门户网站在线资源库等系统模块的功能设计，尝试实现了时空信息服务共享的全业务流程，也探索了一套时空信息服务共享体系的建设设计方案。该方案促进了多部门和多行业的信息共享，提升了以时空信息服务为承载引擎整合多源信息的能力和水平，集中体现了“规范改造、有机整合、深度利用，按需服务〃的时空信息服务共享理念。在本文介绍的方案中，建设成果也促进了不同行业不同部门的服务资源的高度整