基于云計(jì)算的國(guó)土資源信息系統(tǒng)構(gòu)建探討

(長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院 陜西 西安 710064)

基于云計(jì)算的國(guó)土資源信息系統(tǒng)構(gòu)建探討

馬丹

(長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院陜西西安710064)

在以云計(jì)算為代表的新信息技術(shù)快速發(fā)展的今天,針對(duì)國(guó)土資源信息化來(lái)說(shuō),逐漸建立起數(shù)據(jù)庫(kù)以及業(yè)務(wù)信息系統(tǒng),對(duì)礦產(chǎn)、土地、海洋以及測(cè)繪管理等方面起到巨大的推動(dòng)作用。在云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于構(gòu)建國(guó)土資源信息系統(tǒng)時(shí),需要保證結(jié)構(gòu)的合理性,提高其監(jiān)管有效性、功能完整性、覆蓋全面性以及安全穩(wěn)定性。本文對(duì)云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行了分析,對(duì)基于主流云平臺(tái)打造的陜西省國(guó)土資源信息化建設(shè)進(jìn)行簡(jiǎn)要探討。

云計(jì)算；國(guó)土資源；信息化建設(shè)

一、引言

陜西省的國(guó)土資源信息化自建設(shè)以來(lái)，一直保持穩(wěn)健步伐發(fā)展，從辦公室自動(dòng)化體系到現(xiàn)在的“一張圖”，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的科學(xué)化、規(guī)范化和精細(xì)化的網(wǎng)絡(luò)管理目標(biāo)。陜西省各市統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一更新和統(tǒng)一體系的模式，已經(jīng)為陜西省各市級(jí)國(guó)土資源部門(mén)內(nèi)部的互動(dòng)提供了基本保障。隨著信息化的深入應(yīng)用，存在的問(wèn)題和困難日益突出,主要體現(xiàn)在不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間架構(gòu)不同、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，容易造成重復(fù)建設(shè)和“信息孤島”，且存在條塊分割、各自為政的情況，整體呈現(xiàn)縱強(qiáng)橫弱現(xiàn)象。按照《國(guó)土資源部信息化工作辦公室關(guān)于印發(fā)(“國(guó)土資源云”建設(shè)總體框架)的通知》(國(guó)土資信辦發(fā)[2015]1號(hào))文件要求，本文通過(guò)對(duì)陜西省國(guó)土資源信息化建設(shè)的分析和思考，提出用云計(jì)算技術(shù)來(lái)緩解市縣國(guó)土資源信息化面臨的壓力。

二、陜西省國(guó)土資源信息化建設(shè)面臨的問(wèn)題探析

(一)土地資源缺乏共享機(jī)制

數(shù)據(jù)是優(yōu)化國(guó)土資源管理的主要因素,無(wú)論是數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)還是業(yè)務(wù)辦理都需要以各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ),為政府的每一步工作提供決策信息。但是由遺留土地調(diào)查數(shù)據(jù)、二次調(diào)查成果數(shù)據(jù)以及未來(lái)年度變更調(diào)查數(shù)據(jù)一起構(gòu)成的土地資源數(shù)據(jù)規(guī)模相當(dāng)龐大，內(nèi)容極其豐富，數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，數(shù)據(jù)格式各異，獲取時(shí)段各不相同，存在多種比例尺、多種空間參考系和多種投影類(lèi)型的情況。解決這些多源分布式的土地資源數(shù)據(jù)之間的異構(gòu)與集成問(wèn)題，將是實(shí)現(xiàn)土地資源信息共享的前提。另外目前多數(shù)政府部門(mén)建立了電子政務(wù)系統(tǒng),各級(jí)政府國(guó)土部門(mén)可以通過(guò)紙質(zhì)與電子方式來(lái)獲取數(shù)據(jù),但是卻形成各系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)性降低,出現(xiàn)不同形式的數(shù)據(jù)格式,各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享；而且不同國(guó)土部門(mén)建立的信息系統(tǒng)具有一定的獨(dú)立性,系統(tǒng)內(nèi)各項(xiàng)應(yīng)用之間的聯(lián)系比較小,在根本上影響了業(yè)務(wù)工作水平。筆者調(diào)研后認(rèn)為，由于海量數(shù)據(jù)的多樣性造成的，是針對(duì)部門(mén)和部門(mén)之間而言的。

(二)信息化建設(shè)程度存在著區(qū)域性差異

比如，當(dāng)前在國(guó)土資源管理中，很多鄉(xiāng)鎮(zhèn)都派駐了分支機(jī)構(gòu)，但是在信息化建設(shè)上卻存在著明顯的區(qū)別，有的鄉(xiāng)鎮(zhèn)在辦公自動(dòng)化和國(guó)土資源管理上實(shí)行了信息化、數(shù)字化，并且在國(guó)土資源勘察、監(jiān)測(cè)實(shí)際管理上發(fā)揮了重要作用，但是仍然有一些地方仍然沿襲傳統(tǒng)的人工操作方式，沒(méi)有實(shí)行網(wǎng)上自動(dòng)化、信息化處理，筆者調(diào)研后認(rèn)為，一方面可能是領(lǐng)導(dǎo)重視不夠，資金投入不足，另一方面也是在信息化管理的技術(shù)保障上缺乏后勁，在信息化建設(shè)的軟硬件設(shè)施配備上存在很大問(wèn)題，急需改進(jìn)和完善。

(三)土地信息化與信息化服務(wù)程度低

很多國(guó)土資源管理部門(mén)已經(jīng)建立了相應(yīng)的信息系統(tǒng),但是在對(duì)各項(xiàng)資料信息進(jìn)行管理時(shí),大部分工作還是采取傳統(tǒng)的工作方式,例如簡(jiǎn)單的掃描、統(tǒng)計(jì)、錄入、歸檔,降低了信息挖掘深度,同樣的也在很大的程度上影響了云計(jì)算信息系統(tǒng)的建設(shè)效果。另外傳統(tǒng)的土地資源數(shù)據(jù)的應(yīng)用形式是單一的，僅僅應(yīng)用于國(guó)土資源管理，尚未綜合應(yīng)用于國(guó)土資源管理和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展宏觀決策，導(dǎo)致花費(fèi)大量人力物力獲得的地理空間信息無(wú)法得到充分使用。不少具備測(cè)繪資質(zhì)和空間數(shù)據(jù)管理的單位，為社會(huì)或者公眾提供的服務(wù)仍然是以提供數(shù)據(jù)為主。然而大眾往往不是專業(yè)用戶，數(shù)據(jù)分析的工作應(yīng)該交由國(guó)土部門(mén)、測(cè)繪部門(mén)和規(guī)劃部門(mén)的專業(yè)人員處理，普通公民雖然是這些空間數(shù)據(jù)的真正擁有者，但是他往往只需要根據(jù)他們的特定目的獲得最終的分析結(jié)果。若在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了這種新的服務(wù)模式，既可滿足數(shù)據(jù)保密的需要，也可滿足大眾的需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)專業(yè)人員的勞動(dòng)價(jià)值，更加實(shí)現(xiàn)了土地資源社會(huì)化服務(wù)的根本目標(biāo)。筆者以為，恰恰是云計(jì)算要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。簡(jiǎn)單的說(shuō)，云計(jì)算就是利用互聯(lián)網(wǎng)上的大型數(shù)據(jù)中心的軟件和處理數(shù)據(jù)的能力，把復(fù)雜的運(yùn)算從用戶終端移到云上去做。云計(jì)算1的概念就是在SaaS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。并且，云計(jì)算中的PaaS集成了SaaS，HaaS，DaaS的復(fù)合系統(tǒng)，這種形式的云計(jì)算甚至把開(kāi)發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來(lái)提供。國(guó)土部門(mén)可以使用自己或者其他可靠部門(mén)的設(shè)備來(lái)開(kāi)發(fā)自己的土地資源系統(tǒng)，然后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和其服務(wù)器傳到用戶(各級(jí)土地管理部門(mén)或社會(huì)大眾)手中。在未來(lái)，只需要一臺(tái)筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)得到我們需要的一切服務(wù)，甚至包括實(shí)現(xiàn)超級(jí)計(jì)算這樣的任務(wù)。從這個(gè)角度而言，最終用戶將成為云計(jì)算的真正擁有者。

三、云計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)理論

(一)云計(jì)算概述

云計(jì)算的定義也有狹義與廣義之分。狹義的云計(jì)算百度百科,指的是廠商通過(guò)分布式計(jì)算和虛擬化技術(shù)搭建數(shù)據(jù)中心或超級(jí)計(jì)算機(jī),以免費(fèi)或按需租用方式向技術(shù)開(kāi)發(fā)者或者企業(yè)客戶提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析以及科學(xué)計(jì)算等服務(wù)。廣義的云計(jì)算百度百科,指廠商通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器集群,向各種不同類(lèi)型客戶提供在線軟件服務(wù)、硬件租借、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算分析等不同類(lèi)型的服務(wù)。

(二)云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)

1.簡(jiǎn)單的編程模式

編程模式主要針對(duì)的是使用云計(jì)算的服務(wù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的用戶,為了使這些用戶能方便的利用云后端的資源,使用合適的編程模式編寫(xiě)應(yīng)用程序來(lái)達(dá)到需要的目的或提供服務(wù),云計(jì)算中的編程模式應(yīng)該盡量方便簡(jiǎn)單。

2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理

為保證數(shù)據(jù)的高可用和高可靠性,云計(jì)算的數(shù)據(jù)一般采用分布式的方式來(lái)存儲(chǔ)和管理。類(lèi)似于一般的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全保證辦法,云計(jì)算也采用冗余存儲(chǔ)的方式來(lái)保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性。由于云計(jì)算系統(tǒng)需要同時(shí)滿足大量用戶的需求,并行地為大量用戶提供服務(wù),因此云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)必須具有高吞吐率,分布式存儲(chǔ)正好滿足了這一需求特點(diǎn)。云計(jì)算系統(tǒng)對(duì)大數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理,而且需要向用戶提供高效的服務(wù),因此數(shù)據(jù)管理技術(shù)也必須能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行高效的管理。由于云計(jì)算的特點(diǎn)是對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)的讀取和分析,數(shù)據(jù)的讀操作頻率遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)的更新頻率,因此文獻(xiàn)陳全等,認(rèn)為云中的數(shù)據(jù)管理是一種讀效率優(yōu)先的數(shù)據(jù)管理模式。

3.虛擬化技術(shù)

虛擬化是云計(jì)算的一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù),也可以說(shuō)是云計(jì)算區(qū)別于一般并行計(jì)算的一個(gè)根本性的特點(diǎn)。通過(guò)虛擬機(jī)的的方式進(jìn)行云計(jì)算資源的管理具有特殊的好處。由于虛擬機(jī)是一類(lèi)特殊的軟件,能夠完全模擬硬件的執(zhí)行,因此能夠在上面運(yùn)行操作系統(tǒng),進(jìn)而能夠保留一整套運(yùn)行環(huán)境語(yǔ)義。這樣,可以將整個(gè)執(zhí)行環(huán)境通過(guò)打包的方式傳輸?shù)狡渌锢砉?jié)點(diǎn)上,使得執(zhí)行環(huán)境與物理環(huán)境隔離,方便整個(gè)應(yīng)用程序模塊的部署。2

四、依托政務(wù)云中心的云資源，設(shè)計(jì)“省國(guó)土資源云”技術(shù)框架

基于全省國(guó)土資源業(yè)務(wù)網(wǎng)，按照系統(tǒng)部署、數(shù)據(jù)交換和業(yè)務(wù)流程統(tǒng)一管理的要求，以基礎(chǔ)設(shè)施源、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用與服務(wù)的大集中與資源復(fù)用為基礎(chǔ)，以向相關(guān)管理用戶與社會(huì)公眾提供云應(yīng)用與服務(wù)為核心，依托政務(wù)云中心的云資源，設(shè)計(jì)“省國(guó)土資源云”3技術(shù)框架。陜西省國(guó)土資源信息化系統(tǒng)整體劃分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層、服務(wù)支撐層、業(yè)務(wù)與服務(wù)層、門(mén)戶層共五個(gè)層次，提供內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)兩個(gè)表現(xiàn)窗口,為業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的快速構(gòu)建、整合集成、協(xié)同運(yùn)行和多級(jí)聯(lián)動(dòng)，提供基礎(chǔ)技術(shù)環(huán)境。

該平臺(tái)是國(guó)土資源全業(yè)務(wù)網(wǎng)上運(yùn)行的支撐平臺(tái)，將其定位為全市統(tǒng)一的應(yīng)用搭建環(huán)境、應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境、應(yīng)用整合環(huán)境和應(yīng)用集成環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)資源、系統(tǒng)資源和用戶資源三大基礎(chǔ)資源的統(tǒng)一管理。

陜西省國(guó)土資源信息化技術(shù)架構(gòu)如圖1所示:

圖1 陜西省國(guó)土資源信息化技術(shù)架構(gòu)

綜上，我們對(duì)整體應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)，下面我們將分別進(jìn)行說(shuō)明。

(1)基礎(chǔ)資源層：平臺(tái)日常運(yùn)行、維護(hù)所必須的環(huán)境，該層基于陜西省市縣兩級(jí)國(guó)土資源現(xiàn)有運(yùn)行環(huán)境，搭建起云平臺(tái)的基礎(chǔ)資源層模塊，包括資源池、硬件支撐環(huán)境、軟件運(yùn)行環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，OS等，云平臺(tái)基于虛擬化技術(shù)，建立起私有云環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了資源動(dòng)態(tài)分配。

(2)數(shù)據(jù)資源層：數(shù)據(jù)層在云平臺(tái)軟硬件設(shè)施的支撐下，按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范及陜西省國(guó)土資源市縣兩級(jí)數(shù)據(jù)資源實(shí)際，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、專業(yè)數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、監(jiān)管數(shù)據(jù)等不同專業(yè)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整理加工，通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，基于統(tǒng)一的交換平臺(tái)。

(3)服務(wù)支撐層：該層建立起統(tǒng)一的應(yīng)用服務(wù)框架，涵蓋各類(lèi)功能服務(wù)組件，通過(guò)應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行聚合、編排和組裝，形成全市動(dòng)態(tài)組件資源服務(wù)環(huán)境，從而達(dá)到市、縣兩級(jí)一體化的國(guó)土資源電子政務(wù)環(huán)境。

(4)業(yè)務(wù)應(yīng)用層：基于統(tǒng)一的服務(wù)框架，搭建起包含行政與綜合業(yè)務(wù)管理應(yīng)用、綜合監(jiān)管應(yīng)用、社會(huì)化服務(wù)應(yīng)用三大類(lèi)市縣兩級(jí)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。行政與綜合業(yè)務(wù)管理應(yīng)用包含行政審批、業(yè)務(wù)管理、事務(wù)管理。行政審批包含地政審批、礦政審批、其他審批；業(yè)務(wù)管理包含土地管理業(yè)務(wù)、礦政管理業(yè)務(wù)、地環(huán)地災(zāi)管理、執(zhí)法監(jiān)督管理等；事務(wù)管理包含辦公自動(dòng)化、人力資源管理、檔案管理等。綜合監(jiān)管應(yīng)用包含監(jiān)管數(shù)據(jù)采集、監(jiān)管數(shù)據(jù)分析、輿情分析等。社會(huì)化服務(wù)應(yīng)用包含地、礦市場(chǎng)和社會(huì)化服務(wù)，地、礦市場(chǎng)包含土地市場(chǎng)和礦產(chǎn)權(quán)市場(chǎng)；社會(huì)化服務(wù)包含政務(wù)信息公開(kāi)、數(shù)據(jù)查詢服務(wù)、地理信息產(chǎn)品服務(wù)等。

(5)門(mén)戶層：整體應(yīng)用功能將通過(guò)門(mén)戶方式進(jìn)行展現(xiàn)，架構(gòu)分別設(shè)計(jì)了內(nèi)網(wǎng)門(mén)戶和外網(wǎng)門(mén)戶，不同的應(yīng)用人員通過(guò)登錄可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用和資源的瀏覽查詢操作。

五、結(jié)語(yǔ)

基于云計(jì)算的國(guó)土資源信息系統(tǒng)建設(shè),需要明確云計(jì)算的特點(diǎn),將對(duì)市縣國(guó)土資源信息化產(chǎn)生重大的、積極的影響從各級(jí)國(guó)土資源部門(mén)信息化建設(shè)現(xiàn)狀出發(fā),明確設(shè)計(jì)的方向,選擇相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,爭(zhēng)取不斷提高對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用效率,提升業(yè)務(wù)處理水平。對(duì)市縣國(guó)土資源信息化的推廣應(yīng)用具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]趙毅，胡凱凱，蒲云貴.淺析云計(jì)算技術(shù)在市縣國(guó)土資源信息化中的應(yīng)用前景[J].國(guó)土資源信息化，2012，12(01)：147-149.

[2]方雷.基于云計(jì)算的土地資源服務(wù)高效處理平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)探索與研究[J].地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)，2011.

[3]黃嶸，唐銳，李慧等.陜西省國(guó)土資源信息化頂層設(shè)計(jì)框架研究[J].國(guó)土資源信息化,2015(04):12-16.