尊敬的各位領導,各位專家,下面我就地理信息公共服務介紹一下相關的關鍵技術,其中只有一小部分與移動測量有關系,剛才李院士已經講了很多移動測量技術和應用,其中移動測量在地理信息公共服務方面是一方面應用,我主要介紹地理信息公共服務平臺的技術。從這幾個方面進行匯報:一是基本概念,二是體系架構,三是關鍵技術,四是應用系統(tǒng)的開發(fā)。
現(xiàn)在大家都在用地理信息公共服務平臺,都在推這個概念,國家建立了天地圖,對整個影響非常大。天地圖是公共的地理信息公共服務平臺,實際上公共服務平臺還包括電子政務公共服務平臺,主要的概念是在線的系統(tǒng),為各個部門,各個老百姓提供各種信息服務,各個系統(tǒng)本身可以構建出很多模型,加載自己的信息,構建自己的應用系統(tǒng)。這里面包含一些內容,我們需要解決計算機集群服務,公共服務要有很好的集群計算機,有要家庭網(wǎng)絡和公共網(wǎng)絡。今天主要介紹一下關于軟件方面的技術問題,數(shù)據(jù)的估值、數(shù)據(jù)的應用也是非常重要的。
從地理信息公共服務這個概念來講,在前幾年推出以后,大家都逐漸接受了這么一個概念。它的總體思想就是縱向多極,分級管理,由于現(xiàn)在基礎地理信息和各種信息分級管理,國家、省和市是分級管理,希望建一個系統(tǒng)能夠把國家省市的地理信息系統(tǒng)集成起來,保持原來分級管理和維護的職能,他們各自進行更新,但是要有一個集成的方案。同一個級別橫向來說,我們希望能夠建立多部,分建分管,我們國家基礎地理信息中心,各個省的基礎地理信息中心,各個市的信息中心建立自己的信息系統(tǒng)。其他的教育部門,國土資源部門,規(guī)劃部門,其他的部門建立自己系統(tǒng),我們希望這些系統(tǒng)能夠一起實現(xiàn)在線集成,兼容補充的軟硬件環(huán)境,建成以后可以選擇不同的軟件,可以分布在不同的地方,我們希望進行集成。但是我們強調一點,要有統(tǒng)一的標準,協(xié)同的服務,不管是誰建,要按照一個統(tǒng)一的標準進行設計,來進行協(xié)同服務,這就是八句話。這個概念對整個地理信息公共服務奠定了一個理論指導的基礎,但是如何實現(xiàn)它,我們首先要看一下在體系架構上。

在體系架構上現(xiàn)在把它分成兩大塊,一塊是公共服務,一塊是電子政務服務。在每一塊中又分成垂直的和橫向的,垂直的是國家、省、市能夠相互調用,橫向在各個部門能夠相互交付??傮w來講,分成兩個大的體系,一個是公共服務體系,一個是專業(yè)應用體系。在原來傳統(tǒng)地理信息基礎之上要增加公共服務系統(tǒng)。以前部門涉及的地理信息系統(tǒng)也好,還是國家測繪局的地理信息系統(tǒng)也好,都是直接從下面大數(shù)據(jù)庫到后面的應用,現(xiàn)在中間由原來的兩層改成了三層,這三層主要是什么技術呢?我們需要把原來的基礎地理信息重新進行整理,要進行重新組織,在整理的基礎之上非常重要的就是把數(shù)據(jù)切成網(wǎng)片。現(xiàn)在要保持公共服務的效率,它需要數(shù)據(jù)的設計,要有很好的縮影,傳統(tǒng)的DS比較難,我們把地理數(shù)據(jù)柵格化,然后切成網(wǎng)片,建成金字塔,影像數(shù)據(jù)一般做了比較大的壓縮,大概是20—30倍的壓縮,壓縮之后建立起金字塔。再加上地理質量和各種分析服務,包括地理服務,地理要素的服務,公共服務覆蓋,各種數(shù)據(jù)的接口,無論是公共應用系統(tǒng),還是專業(yè)應用系統(tǒng),都是用這種模式,在這里用接口連接。
從關鍵技術上有這么幾種:首先是要解決一個問題,就是分布式?,F(xiàn)在無論是橫向還是縱向,都不是一個數(shù)據(jù)庫,都不是一個分布系統(tǒng),首先要解決注冊以及管理,要把各個部門的信息系統(tǒng)目錄和國家、省、市各個地方的目錄能夠集成起來,能夠在一個目錄下反映當前各個地方各個部門的數(shù)據(jù)狀況,要解決多級或者是平級多個的目錄共享問題。這里面有一系列關鍵技術,包括多種實現(xiàn)方案。我們任何一個單位,加了數(shù)據(jù)進去,能夠在一個總體的目錄中反映,有聯(lián)邦式的方式,有完全復制的方式,還有修格式的方式,能夠定期在一兩分鐘之內探索到每個服務器增加的目錄,然后反映到整體的目錄系統(tǒng)中來。這是一系列的關鍵技術。現(xiàn)在我們國家在這方面已經做得相當不錯,無論是橫向還是縱向的目錄系統(tǒng)集成都完全解決了。現(xiàn)在國家的公共服務平臺可以延伸到省里,可以延伸到市里,首先解決的問題就是目錄的系統(tǒng)問題。
現(xiàn)在如此海量的數(shù)據(jù),從國家和整個全球來說,一個大的集成系統(tǒng)它的數(shù)據(jù)量非常大,我們可以分布,我們要把一個地球從低分辨率一直能夠管理到高分辨率,這個數(shù)據(jù)量就是多少個PB值。如何把這些數(shù)據(jù)在一個網(wǎng)絡上快速定位,快速查找,需要有一個很好的數(shù)據(jù)估值。我們要建立一個全球多源,多尺度,多維多實象的海量數(shù)據(jù)方式?,F(xiàn)在技術基本按照網(wǎng)片的方式,分層切片,無論多大的數(shù)據(jù)文件,最終切成256×256。切片有一個規(guī)則,但切片之后對于縮影是非常大的問題,可以用不同的縮影方式。我們提出了叉式縮影方式,根據(jù)這個點可以很快查找下一個點,無須放大,就可以快速找到相應的比例尺和服務器。整個網(wǎng)片的管理,討論分布的可能有不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),有文件管理系統(tǒng),有數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),還有其他的系統(tǒng),包括地圖,影像,數(shù)據(jù)和模型,還可能成為一個緩存系統(tǒng),在這里面提供高效檢索索引。索引有多種方式,本身對每個數(shù)據(jù)塊建立起一個索引,如果找不到索引就把這個數(shù)據(jù)直接調過來,建立起一個從上到下,從粗分辨率到高分辨率的金字塔,有了這個金字塔可以保證數(shù)據(jù)快速調動,現(xiàn)在的技術基本上都是差不多的,這個方法1997年在廣東國土廳采用了,現(xiàn)在運用到數(shù)字地球方面來,跟很多技術一致的。
多服務器并發(fā)訪問和協(xié)同調動問題。我們要實現(xiàn)整個國家和各個省,各個市,各個部門,他們之間的協(xié)同訪問,首先一個問題是這么多服務器,從每個服務器節(jié)點加入進來注冊,各個客戶端要到目錄中心訪問,發(fā)現(xiàn)這些目錄,發(fā)現(xiàn)他們的數(shù)據(jù),要進行綁定,整個國家就是非常龐大的一個系統(tǒng)。可能有國家地理信息中心上的百臺服務器,各個省也有幾十臺服務器,各個部門還有自己的服務器,到底哪一臺服務器應付哪一個用戶的訪問,我們要有必須復雜的技術,需要做到并發(fā)動作。對每個用戶的請求要看到,哪一臺服務器是最適合對它提供服務,需要給出哪一個服務器現(xiàn)在正忙,要用哪一臺服務器代替,這些要在零點幾秒之內迅速作出反映,要解決復雜平臺的問題,數(shù)據(jù)的疊加問題。
基于漸進傳輸調度的球面三維可視化引擎。數(shù)據(jù)本身的調動是瓶頸問題,更瓶頸的問題是網(wǎng)絡上的傳輸,現(xiàn)在真正決定網(wǎng)絡傳輸服務平臺的效能關鍵因素是數(shù)據(jù)的壓縮以及傳輸。這么大的數(shù)據(jù)量不可能同時調動內存,需要動態(tài)調動,當鼠標在這個位置的時候要能夠迅速到找這個地方周圍的數(shù)據(jù),然后把它調到客戶端。同時當我們的鼠標稍微定一下的時候,又在自動找旁邊的數(shù)據(jù),只要我們用了一次以后,我們把這個圖已經調出來,有一個自動的多個現(xiàn)存調動緩存。這里面還需要壓縮,現(xiàn)在的圖象也好,還是矢量地圖,都是壓縮了20—30倍,要有一個壓縮的功能。通過這些數(shù)據(jù)處理,我們看到的是一個球,但是數(shù)據(jù)在全國不同的地方,當你邁入到這個地方自動把數(shù)據(jù)調動出來。
我們要解決異構系統(tǒng)的問題。我們國家在做天地圖和公共服務平臺的時候就提出來大家可以各顯神通,可以用不同的系統(tǒng)平臺來做,沒有說哪一個系統(tǒng)最好,所以讓各個測繪局和各個城市自己選用,但是要定一個標準,要滿足互操作的要求。無論是國外的軟件還是國內的軟件,現(xiàn)在相互之間都能夠滿足要求,大家都是基于這個接口的規(guī)范。現(xiàn)在整個國家在運行的系統(tǒng),不同的接口都能夠調用。調用有兩個層次的互操作,一個是基于API函數(shù)操作,一個是基于web service的操作?;贏PI函數(shù)的操作,可以直接調用ARCSDE數(shù)據(jù),也可以調GEOGLOBE,GEO本身也可以反過來調GLOBE。同樣的道理,根據(jù)這些可以調用其他慣用系統(tǒng)信息,現(xiàn)在基本上都是用標準的XMI發(fā)布出來,可以直接接到球上,可以放到系統(tǒng)中去,關于專業(yè)的沙塵暴數(shù)據(jù)可以放到網(wǎng)上,包括關于地震的數(shù)據(jù),用它的XMI公布出來,把它接進來就可以把這些信息公布出去。最近天地圖有一個改版,把每個城市的氣象數(shù)據(jù)接進來,實際上非常簡單,把一些數(shù)據(jù)在網(wǎng)上直接公布。不同的數(shù)字地球之間也可以進行無縫連接,可以通過函數(shù),如果我們覺得數(shù)據(jù)不好,它的更好,可以直接接它的,這涉及到版權問題,但是技術上沒有問題。
今天來了很多的領導和專家,大部分可能是測繪局的,還有其他部門的,測繪局系統(tǒng)都對天地圖有比較好的了解,整個系統(tǒng)的設計,整個方案都已經在正?;倪\行。天地圖現(xiàn)在建立了整個全國的公共服務系統(tǒng),矢量數(shù)據(jù),影像數(shù)據(jù),到了300多個城市高空影像,也有一些城市開始生產三維模型。最主要的一點,我要給大家介紹,國家省市節(jié)點的服務聚合,各個省市都在開始建立自己的公共服務系統(tǒng)這個系統(tǒng)本身為各個省和市服務,但是國家層面希望把各個省和市納入到一起,形成整個全國的信息服務網(wǎng)。有幾個好處,各個省各個市肯定更新比較快,它的數(shù)據(jù)和分辨率肯定比國家高,如何把它集在一起,又不能讓老百姓知道這個事,它在這個地方訪問的時候,老百姓不知道,它只不過是用這個數(shù)據(jù)。我們有一個標簽,看一下國家和省的情況,當我們看山西的時候,上面比例值小的時候是國家的,漫游到比例值大的時候出來了一個小的標簽,就是山西綜合地理信息中心,那一塊的數(shù)據(jù)是山西提供的,但是老百姓不看這個并不知道,用起來是完全一致的。從國家到省是一個多級分布式的聯(lián)網(wǎng),要解決目錄問題和標準數(shù)據(jù)定位問題。同樣到市里也是這樣,現(xiàn)在有幾個市直接接上來的,包括黑龍江的伊春,這是一個比例尺的數(shù)據(jù),有中央的數(shù)據(jù),有省里的數(shù)據(jù),再到下面是伊春的數(shù)據(jù),省市可以是兩級直接從國家到省,也可以從國家直的,接到市里,中間有遼寧省,我們就把撫順直接做上來,這個數(shù)據(jù)就是很重要的。通過這些技術,現(xiàn)在了解其他方面的信息也是很重要,如果上面移動,影像也能夠直接進來??闪繙y的影像,不只是天地圖,谷歌也已經提供了鏈接,它的鏈接跟我們不一樣,以前做一個全景,一個點一個點,最近谷歌做整個街道了,馬上把這個圖縮小了,放到整個街道的信息,它不像我們做的三維圖象,只是把圖片拼起來。SOSO地圖跟騰訊合作,出來一個街景,然后把地圖縮小。這一點來看,對街景影像大家非常感興趣,最大的好處就是提供了可量測的功能,他們的效率也比較快。
簡單介紹一下天地圖的開發(fā)。有兩種技術,一是API函數(shù),二是基于國家標準來看法?,F(xiàn)在有1千多個API函數(shù),我們可以直接用天地圖上的數(shù)據(jù)和軟件搭建開發(fā),包括一些開發(fā)說明。我們開發(fā)了一些系統(tǒng),包括中國地震,把現(xiàn)在中國地震的每天檢測的數(shù)據(jù)直接在天地圖上進行發(fā)布,還有一些地方,像武漢市,它在江夏區(qū)做了一個應用系統(tǒng),在上面加了很多功能,但是基本的函數(shù)調給天地圖了,以及基本的數(shù)據(jù)也調過來,這樣就省了很多做數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的功能。天地圖上面已經發(fā)布了手機地圖,這也不是基于天地圖增加開發(fā)的。其他的一些應用系統(tǒng)可能不像用天地圖的API,而直接用國際上的標準就可以進行開發(fā),這些標準每個系統(tǒng)都支持了,這是我們國家的測繪局跟國務院做的國家專項應急系統(tǒng),原來已經有一套系統(tǒng),只是把它接通了,然后就把它放到這里面來,這就解決了系統(tǒng)的集成問題。這是國家電網(wǎng)公司做的一個電網(wǎng)專項應急系統(tǒng),這些都是已有平臺了,通過國家的標準直接來進行開發(fā),不需要很了解天地圖,不需要了解GEOGLOBE,這些技術現(xiàn)在已經比較成熟的。
小結,地理信息公共服務體系架構已經達成了共識,無論是研究的學者還是具體實施的單位都認可了,技術基本成熟,標準也可以達到要求,國家的地理信息公共服務平臺已經提供了空間數(shù)據(jù)共享基礎平臺和數(shù)據(jù),無論是應用系統(tǒng),是各個地方開發(fā)還是國家層面開發(fā)系統(tǒng),都是很快的,非常容易和快速。未來我們要在天地圖和公共服務平臺上增加軟件功能,有一些功能和服務不滿足要求的時候直接在網(wǎng)上提供服務,增加增值服務,不像現(xiàn)在只是一個簡單的搭建,謝謝大家!
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