基于云平台的国土资源数据管理系统的制作方法

本发明涉及云计算技术领域，尤其涉及一种基于云平台的国土资源数据管理系统。

背景技术：

地理空间数据是面向主题的、集成的、动态更新的、持久的空间数据集合，带有地理坐标，将地理实体的空间特征表现为地理实体的几何(定位)特征(地理实体的位置、形状、大小及其分布特征)和实体间的空间关系。近年来国家开展了第二次土地调查、基本农田划定、农村集体土地确权登记、农村宅基地调查和矿业权核查等关于国土资源的基础性调查工作，国土资源调查数据和国土资源各类审批业务办理产生了大量的数据，这些数据是国土资源日常管理的基础，将这些数据进行集中管理和共享对于提高国土资源管理水平意义重大。国土资源数据有五大特点：一是数据具有明显的空间特征，要求能对数据进行快速的空间分析；二是数据量大，数据管理具有海量数据管理特征；三是数据类型复杂，不但有属性和管理数据，还有大量的空间、栅格数据；四是具有动态变化特征；五是国土资源数据具有多级管理的特点。

传统的GIS管理模型是按照计算机的方法对客观世界地理空间不自然的分割和抽象，使得人们对地理空间的认知模型与计算机中的数据模型不能形成良好的对应关系，难以表达复杂的地理实体，更难满足客观世界的整体特征要求。目前，面向对象的数据模型在一定程度上解决了传统GIS数据模型的某些不足，缺少完全非过程性的查询语言以及视图、授权、动态模式更新和参数化性能协调等。传统的GIS模型在GIS设计与实现过程中缺乏面向对象的认知方法学和面向对象的程序设计方法学的指导，导致GIS软件系统的可靠性和可维护性差；并且主要以国土资源数据采集、存储、管理和查询检索功能为主的GIS，不能满足社会和区域可持续发展在空间分析、预测预报、决策支持等方面的要求，直接影响到国土资源数据的应用效益。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种基于云平台的国土资源数据管理系统。

根据本发明的一个方面，提供一种基于云平台的国土资源数据管理系统，包括：GIS云平台；所述GIS云平台包括：国土资源核心数据库系统、数据共享交换系统、国土资源综合展示分析系统以及运维管理系统；所述国土资源核心数据系统，用于存储并管理国土资源数据；所述数据共享交换系统，用于获取所述国土资源核心数据系统存储的所述国土资源数据并进行整合处理，生成国土资源整合数据，向用户提供对于所述整合数据的第一数据访问接口；所述国土资源综合展示分析系统，用于获取所述国土资源核心数据系统存储的所述国土资源数据，基于预设的数据分析规则对所述国土资源数据进行分析并生成分析结果，向用户提供对于所述分析结果的第二数据访问接口；所述运维管理系统，用于对用户访问权限进行管理，对所述GIS云平台的运行状况进行监控并进行资源调度。

可选地，所述GIS云平台包括：数据层；所述国土资源核心数据系统部署在所述数据层；所述国土资源核心数据系统包括：分布式文件系统、关系型数据库和云资源适配模块；其中，所述分布式文件系统包括HDFS系统；所述云资源适配模块，用于将接收到的对于所述国土资源数据的请求进行适配，生成对于所述分布式文件系统、所述关系型数据库的标准数据调用命令。

可选地，所述国土资源核心数据系统调用所述GIS云平台提供的并行计算和服务接口，基于预设的数据管理规则对所述国土资源数据进行处理，将进行数据格式转换后的所述国土资源数据采用分布式存储的方式存储在多个所述分布式文件系统、多个关系型数据库中；其中，所述处理包括：数据格式转换、组合；所述国土资源数据包括：地理空间数据、地理统计数据。

可选地，所述GIS云平台包括服务层和应用层；所述数据共享交换系统包括：交换子系统和门户子系统；所述交换子系统部署在所述服务层，所述门户子系统部署在所述应用层；所述国土资源数据按照统一的命名规则存储在关系型数据库中，所述交换子系获取所述国土资源数据，基于预设的标准规范对属于各部门、各地区的所述国土资源数据进行整合处理，以服务资源目录的形式生成国土资源目录数据；所述门户子系统向用户提供用于对所述国土资源目录数据进行访问和管理的web网页。

可选地，所述国土资源综合展示分析系统包括：分析子系统和展示子系统；所述分析子系统部署在所述服务层，所述展示子系统部署在所述应用层；所述分析子系统基于预设的数据分析规则对所述国土资源技术进行挖掘、统计以及分析，获得对于国土资源监管所需的多种指标数据；所述展示子系统向用户提供用于对所述指标数据进行展示的web网页。

可选地，所述分析子系统将所述挖掘、统计任务分割为多个并行的子任务，调用GIS云平台的负载均衡功能并行执行子任务；所述分析子系统基于所述指标数据以及用户设置的展示模式生成指标数据展示结果，所述指标数据展示结果包括：表格、柱状图、饼状图；所述展示子系统向用户提供用于对所述指标数据展示结果进行展示的web网页。

可选地，所述指标数据包括：国土资源现状指标数据、国土资源规划指标数据、国土资源开发利用监管指标数据、土地节约集约利用监管指标数据、耕地保护监管指标数据、土地执法监察指标数据和行政效能监察指标数据。

可选地，所述运维管理系统包括：用户权限管理子系统；所述用户权限管理子系统部署在所述应用层；所述用户权限管理子系统包括用户数据库和权限管理模块；所述用户数据库用于存储用户信息，所述用户信息包括：用户名、密码以及权限信息；所述权限管理模块根据用户的职能权限分配不同的功能权限和数据权限，并向用户提供用户管理接口，以使用户通过所述管理接口配置用户信息。

可选地，所述运维管理系统包括：运行状态监控子系统；所述运行状态监控子系统用于监控所述GIS云平台中的服务器的CPU和内存消耗数据；对系统日志进行管理，包括：记录每个用户登录系统的时间、登录系统后所做的操作。

可选地，所述运维管理系统包括：平台资源弹性调度子系统；所述平台资源弹性调度子系统用于实时监控所述GIS云平台资源的利用率，并对于所述GIS云平台资源的利用率进行优化，以使所述GIS云平台资源与业务目标相协调；其中，所述GIS云平台资源包括：服务器、交换机。

本发明的基于云平台的国土资源数据管理系统，包括：GIS云平台；GIS云平台包括：国土资源核心数据库系统、数据共享交换系统、国土资源综合展示分析系统以及运维管理系统；国土资源核心数据系统存储并管理国土资源数据；数据共享交换系统生成国土资源整合数据并向用户提供访问接口；国土资源综合展示分析系统对国土资源数据进行分析并生成分析结果，向用户提供访问接口；运维管理系统对用户访问权限进行管理，对GIS云平台的运行状况进行监控并进行资源调度；实现硬件资源统建共享，避免重复投资；提供统一规范高效的数据管理功能；解决数据共享问题，提供定制化功能服务，提高信息化建设的效率，并降低成本；可以在统一的平台上实现各业务部门辅助决策模型的搭建、管理以及辅助决策方案的共享。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于云平台的国土资源数据管理系统的一个实施例的示意图；

图2为本发明的基于云平台的国土资源数据管理系统的一个实施例中的国土资源核心数据库系统的模块示意图；

图3为本发明的基于云平台的国土资源数据管理系统的一个实施例中的数据共享交换系统的模块示意图；

图4为本发明的基于云平台的国土资源数据管理系统的一个实施例中的国土资源综合展示分析系统的模块示意图；

图5为本发明的基于云平台的国土资源数据管理系统的一个实施例中的运维管理系统的模块示意图；

图6为本发明的基于云平台的国土资源数据管理系统的一个实施例的部署意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明实施例可以应用于计算机系统/服务器，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与计算机系统/服务器一起使用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：智能手机、个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。

计算机系统/服务器可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。

下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别，并没有其它特殊的含义。

如图1所示，本发明提供一种基于云平台的国土资源数据管理系统，包括：GIS云平台10。GIS云平台10包括：国土资源核心数据库系统11、数据共享交换系统12、国土资源综合展示分析系统13以及运维管理系统14。国土资源核心数据系统11存储并管理国土资源数据。数据共享交换系统12获取国土资源核心数据系统存储的国土资源数据并进行整合处理，生成国土资源整合数据，向用户提供对于整合数据的第一数据访问接口。第一数据访问接口可以为网页等。

国土资源综合展示分析系统12获取国土资源核心数据系统存储的国土资源数据，基于预设的数据分析规则对国土资源数据进行分析并生成分析结果，向用户提供对于分析结果的第二数据访问接口。第二数据访问接口可以为网页等。运维管理系统14对用户访问权限进行管理，对GIS云平台的运行状况进行监控并进行资源调度。

GIS云平台10将云计算的各种特征用于支撑地理空间信息的各要素，包括建模、存储、处理等等，从而改变用户传统的GIS应用方法和建设模式，以一种更加友好的方式，高效率、低成本的使用地理信息资源。采用云计算技术体系，实现国土资源地理空间数据的存储与分析处理，由GIS云平台10提供强大的计算和存储资源，有效解决国土资源数据存储、管理、计算、传输中的诸多问题。GIS云平台10体系结构采用了一个多层次模型，自下而上分为物理层、虚拟层、数据层、服务层、应用层等。

在一个实施例中，国土资源核心数据系统11可以采用分布式存储+关系型数据库+高性能GIS云平台的模式进行海量数据高效管理。国土资源核心数据系统11可实现空间数据、业务数据等数据的统一标准，统一质检，统一管理，统一服务，统一分析。国土资源核心数据系统11能调用高性能GIS云平台10的并行计算算法及服务。

GIS云平台10包括：数据层，国土资源核心数据系统11部署在数据层。如图2所示，国土资源核心数据系统11包括：分布式文件系统111、关系型数据库112和云资源适配模块113。分布式文件系统包括HDFS系统等，关系型数据库包括mysql数据库等。云资源适配模块113将接收到的对于国土资源数据的请求进行适配，生成对于分布式文件系统111、关系型数据库112的标准数据调用命令。

国土资源核心数据系统11调用GIS云平台10提供的并行计算和服务接口，基于预设的数据管理规则对国土资源数据进行处理，将进行数据格式转换后的国土资源数据采用分布式存储的方式存储在多个分布式文件系统111、多个关系型数据库112中。

国土资源数据包括地理空间数据、地理统计数据等。对国土资源数据进行处理包括数据格式转换、组合等。分布式存储指的是一种数据存储技术，通过网络使用企业中的每台机器上的磁盘空间，并将分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数据分散存储在企业的各个角落。

GIS云平台10采用分布式存储，并行计算技术，突破了海量空间数据管理复杂、成本高、融合难、分析挖掘效率低等诸多技术瓶颈，实现了海量空间数据无需缓存切片即可秒级浏览、查询、动态渲染(修改颜色、样式后实时渲染)、空间分析等。

在一个实施例中，数据共享交换系统12是基于GIS云平台10开发，对国土资源核心数据系统11的数据进行发布，可以服务资源目录的形式对数据资源进行组织与管理，相关部门可按需对数据或服务进行调用，从而实现数据的交换与共享。

GIS云平台10包括服务层和应用层，如图3所示，数据共享交换系统12包括：交换子系统121和门户子系统122，交换子系统121部署在服务层，门户子系统122部署在应用层。国土资源数据按照统一的命名规则存储在关系型数据库中，交换子系获121取国土资源数据，基于预设的标准规范对属于各部门、各地区的国土资源数据进行整合处理，以服务资源目录的形式生成国土资源目录数据。门户子系统122向用户提供用于对国土资源目录数据进行访问和管理的web网页。例如，可以向用户终端15和16提供用于对国土资源目录数据进行访问和管理的web网页。国土资源核心数据库系统11和数据共享交换系统12使用同一套数据，可以保证数据的实时性。

在一个实施例中，国土资源综合展示分析系统13利用空间及非空间数据提取、挖掘和分析技术，从国土资源核心数据库系统11提取国土资源监管所需的各类指标数据，包括国土资源现状指标、国土资源规划指标、国土资源开发利用监管指标、土地节约集约利用监管指标、耕地保护监管指标、土地执法监察指标和行政效能监察指标等。国土资源综合展示分析系统13结合监管指标以及其相关地理空间信息进行分析，直观展示国土资源现状、规划、保护和开发利用水平。

如图4所示，国土资源综合展示分析系统13包括：分析子系统131和展示子系统132，分析子系统131部署在服务层，展示子系统132部署在应用层。分析子系统131基于预设的数据分析规则对国土资源技术进行挖掘、统计以及分析，获得对于国土资源监管所需的多种指标数据。展示子系统132向用户提供用于对指标数据进行展示的web网页。

分析子系统131可以将挖掘、统计任务分割为多个并行的子任务，调用GIS云平台的负载均衡功能并行执行子任务。分析子系统131基于指标数据以及用户设置的展示模式生成指标数据展示结果，指标数据展示结果包括：表格、柱状图、饼状图等。展示子系统132向用户提供用于对表格、柱状图、饼状图等进行展示的web网页。

分析子系统131对空间数据的提取、挖掘和分析等指是对空间数据进行属性统计。例如，分析子系统131使用并行计算算法进行数据浏览、空间数据叠加分析、缓冲分析、相交分析等。例如，分析子系统131调用GIS云平台的叠加分析功能，可以分析一个范围所占的面积情况。建设用地项目地块中包括面积、所有省市县字段，通过对建设用地项目地块分析，可得到每个县的建设用地面积情况。非空间数据为是EXCEL文件，文件中包括耕地保有量和基本农田保护目标，可统计出各县、各市、各省的耕地保有量和基本农田数量。

指标数据包括国土资源现状指标数据、国土资源规划指标数据、国土资源开发利用监管指标数据、土地节约集约利用监管指标数据、耕地保护监管指标数据、土地执法监察指标数据和行政效能监察指标数据等。指标也可以包括每年的耕地保有量、基本农田保护目标等，指标数据可以由用户可以导入分析子系统131，能够实时统计建设项目是否占有耕地、是否占有基本农田，以及所占面积的多少，由此可得到剩余的耕地保有量和基本农田量。耕地保有量和基本农田保护目标的总量、已占用量、剩余量通过表格、柱状图、饼状图展示。

在一个实施例中，运维管理系统14可以对GIS云平台10的用户的权限进行控制、对平台运行状况进行监控并对平台资源进行弹性调度，如图5所示，运维管理系统14包括：用户权限管理子系统141、运行状态监控子系统142和平台资源弹性调度子系统143。

用户权限管理子系统141部署在应用层。用户权限管理子系统141包括用户数据库和权限管理模块。用户数据库用于存储用户信息，用户信息包括：用户名、密码以及权限信息等。权限管理模块根据用户的职能权限分配不同的功能权限和数据权限，并向用户提供用户管理接口，以使用户通过管理接口配置用户信息。用户管理接口可以为web网页等。

运行状态监控子系统142监控GIS云平台中的服务器的CPU和内存消耗数据，对系统日志进行管理，包括：记录每个用户登录系统的时间、登录系统后所做的操作等。平台资源弹性调度子系统143实时监控GIS云平台资源的利用率，并对于GIS云平台资源的利用率进行优化，以使GIS云平台资源与业务目标相协调，GIS云平台资源包括：服务器、交换机等。

GIS云平台10有三种建设模式：共有云GIS、私有云GIS和混合云GIS，混合云GIS是共有云GIS和私有云GIS之间的权衡模式。GIS云平台10可以是私有云平台，为客户单独使用而构建，因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。对于国土资源局应用来说，由于一些其他的原因，例如网络条件的限制、对数据安全的更高要求、有能力建设私有云等，用户同时也需要搭建企业自己的云GIS环境，并由国土资源局自己来管理和维护云端的各种资源。私有云具有数据安全、网络通达性好、资源可控、易于定制等优点。

如图6所示，国土资源核心数据库系统11、数据共享交换系统12、国土资源综合展示分析系统13以及运维管理系统14可以部署在GIS云平台10的GIS服务器资源池中的服务器以及数据库中，运维管理系统14对于GIS服务器资源池可以进行负载均衡、集群规模动态调整、保障迁移等运维管理。GIS云平台10对外提供web访问服务以及管理接口。

上述实施例中的基于云平台的国土资源数据管理系统，具有下述的优点：

1、提供高可用的基础设施服务：将现有的硬件资源进行虚拟化，充分整合现有硬件资源建立基础设施虚拟化资源池，按需使用、动态扩展的特性，为各个部门提供计算、存储和网络资源服务，实现硬件资源统建共享，避免重复投资。

2、提供统一规范高效的数据管理：解决数据不全和冗余的问题。云存储通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统，具有高效的读取速度及高可靠性的容灾机制，能够确保重要数据的安全，同时节省大量的存储设备和存储空间。

3、提供统一权威的数据服务和功能服务：解决数据统一对外服务的问题，包括各类空间数据服务和业务数据服务，同时支持常用的功能服务，并可满足各类功能服务的组合应用，对各级政府部门提供统一、高效、权威的云共享服务，解决数据共享问题，结合云平台并行计算的优势，提供高性能在线服务，提供定制化功能服务，提高信息化建设的效率，并降低成本。

4、提供统一辅助决策分析对国土资源业务数据在统一的平台上进行管理，为辅助决策模型的搭建提供规则引擎和业务模型，通过构建辅助决策模型对数据进行挖掘和分析，为政府各部门提供辅助决策模型以及辅助决策解决方案，在统一的平台上实现各业务部门辅助决策模型的搭建、管理以及辅助决策方案的共享。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。