为了支撑这些业务应用对各业务环节的无缝衔接,并保持足够的稳健性、灵活性、开放性,我们从技术层面总体按照“大平台、微服务、轻应用”的核心思想,把上海数慧经过实践积累的多云服务能力、大数据工程化应用全栈能力、泛在计算能力等进行重塑、组合,打造服务国土空间规划信息化全栈应用的磐石支撑,以高稳定、高可用和开放、灵活的技术能力,为国土空间规划的数字化、网络化、智能化保驾护航。

为匹配新时代国土空间规划“四梁八柱”,支撑国土空间规划信息化新要求的磐石,总体具有如下几个重要变化,包括:打造从单一云环境到多云环境的基础设施开发运行环境;形成从传统数据到数据仓库再到“新”数据的数据资源服务体系;从业务流程管理到业务规则引擎管理;从二维空间计算走向二三维数字化空间计算;提供从桌面端到移动端再到大屏端,以及AI端的多端应用体验等。

下面就围绕“大平台、微服务、轻应用”分别对相关的关键技术组件进行具体介绍:

一、搭建大平台,夯实技术底座

大平台核心在于为国土空间规划信息化提供技术融合的底座,以足够的厚技术能力支撑国土空间规划信息资产的可复用,实现开箱即用的可重用,从而提升系统的业务创新和业务决策能力。大平台能力的构建可以从以下四个关键方面入手:

1、融合业务流程管理与业务规则管理,提升流程智能能力

建立业务流程的全生命周期管理能力,从流程的定义、设计、模拟、执行、评估和优化等阶段对流程再造和优化。一方面,通过流程管理组件,对业务逻辑进行业务模型编排建模,并对所有建模的成果都会进行资产化管理。另一方面,通过业务规则组件,让规则与流程分离,用规则的变化应对业务精细化管理要求和业务本身变化要求,从而达到业务的深度要求,走向流程智能。

业务流程管理

2、基于大数据技术实现数据湖的建设,提升数据挖掘洞察的能力

在“山水林田湖草”的生命共同体思想指引下,无论是国土空间规划,还是自然资源管理正步入大数据时代,数据作为基础性战略资源的地位已经成为国土空间治理的重要基础。

大数据管理

为满足国土空间规划大数据应用要求,需要整体构建数据采集、数据预处理、数据存储、数据安全和管控等方面的技术能力,一个是大数据管理能力,即通过对数据质量、数据安全、隐私保护、流通管控、共享开放的管控,实现对数据生命周期的完善管理,为业务应用提供高质量的数据输入,让多源融合的大数据资产进得来、管得住、出得去。另一个是大数据挖掘分析能力,即从数据中发现规律、趋势等,将数据中深层次的价值挖掘出来,为国土空间现状感知、开发利用监测预警、治理决策分析评价、政策引导模拟推演等提供支撑。

3、通过多维立方体建模技术实现指标库的建设,支撑指标可传导、维度可组合

根据国土空间规划的目标、战略和任务,建立相关分析评价和监督监管的指标体系,并以此为基础进行监测评估预警,是保证规划科学性、合理性的重要体现。由于各层级空间规划的定位不同,对指标体系的侧重也不同,根据多级国土空间规划实施和监督要求,随着日常管理需求的动态调整,就需要实现指标体系可组合、可定制。

指标库

在具体实现上,就是利用多维立方体建模技术实现指标的可视化配置管理,对指标计算公式、指标测算说明、年目标值、使用空间范围、类型、数据来源、指标选取目的等元数据进行统一管理,建立源数据读取关系、配置对应计算过程,不断的促进指标数据的存储、计算和应用。为此,实现指标的灵活组合、定制,从空间规划指标及自然资源监测要求出发,可大大提升自然资源本底和开发利用进行监测监管的持续性、可操作性。同时,针对建设安全、绿色、协调、高效、宜居国土等关键问题,也可以有效辅助开展三线保护、自然资源资产负债、绿色发展、宜居环境等方面的定期评估。

4、通过空间规则引擎技术实现模型库的建设,支撑模型的统一管理和应用

实际上,除了如上节所述国土空间规划监测评估预警需要通过模型的计算来实现,另外包括数据质检、规划审查、自然资源评价、规划评估等工作也同样如此。这些工作所需等专业模型都是由一系列规则和算法构成。为了降低模型管理本身的复杂性,可利用空间规则引擎技术实现模型要素的技术解耦,实现所见即所得的配置管理。

模型库

空间规则引擎技术将模型拆分为一系列规则的组合,每个规则可以单独配置算法和参数,实现参数可配置、规则可编排、模型可组合,通过可视化配套工具进行模型构建,实现模型的统一管理和应用,为国土空间规划各类业务提供模型计算支撑。

二、构建微服务、实现云化交付

通过构建新型信息技术交付模式,实现各类服务资源按需组装编排,提高开发集成效率,减少重复建设,避免资源浪费,灵活支撑业务的变动扩展。

1、微服务架构+容器化部署,保障应用的高可用

随着计算机软件系统复杂度的不断升高,传统的单体型应用系统越来越显得笨重,越来越难以开发部署与维护,而微服务架构模式正好解决了这个问题。在微服务架构下,系统中的各个微服务仅关注于完成一件任务并可被独立分布式部署。从而降低系统的复杂度和耦合度。将微服务容器化部署后,它的运行环境、依赖关系、系统库等,都被打包在一起,运行在一个容器当中,实现一次打包多处运行,避免了因为环境不一致而造成的各种潜在问题,使得系统能够以较低的成本继续保持高可用性。

微服务架构+容器化部署

2、基于Paas云平台的开发运维一体化,实现敏捷交付高效运维

微服务之间存在较强的依赖关系,服务之间协作变得非常复杂,同时有很多服务需要维护和管理。因此,微服务虽然具有众多优势,但也带来了实施上的复杂性,这就需要构建一个一体化的DevOps平台,来实现微服务的开发、测试、部署与维护。

基于PAAS云的开发运维一体化(图片内容来源IBM)

DevOps(DevelopmentOperations)是一组过程、方法与系统的统称,具体包含了持续集成与持续发布、服务依赖关系管理、服务的发现与负载均衡、以及集中化监控管理等,可用于促进开发(应用程序/软件工程)、技术运营和质量保障(QA)部门之间的沟通、协作与整合。

3、基于云管理和服务平台,打通服务链路

信息资产管理是国土空间规划数字化转型必须面对的问题。不管是已建系统,还是新建系统,在整个国土空间规划的数字化生态里,涉及到,包括数据服务、知识服务、计算服务以及流程服务等大量的服务资产,都需要进行有效的管理,实现服务资产的引用和复用。

所以必须建立强大的服务中心,打通部门之间的数据链路和应用链路,通过服务注册、服务代理、服务授权、服务监控等,保证这些服务资产资源和应用都能基于统一的标准提供给其他部门异构业务系统调用。

云管理和服务平台

三、打造轻应用、支撑灵活应用

为应对应用系统变的越来越复杂,我们需要做好分层设计、组件化开发,根据需求进行自定义组合,以满足个性化需求快速响应业务,快速创新试错,提升业务创新能力,提升业务决策效率。

1、基于地理信息基础应用组件,快速搭建图形应用

基于统一的信息资源目录,对国土空间规划体系内分布式、多比例尺、异构、海量的现状、规划、管理等各类空间数据资源进行整合与综合管理,构建一个二三维一体化的数字化空间,实现空间信息的统一组织、无缝衔接、统一服务、高效应用。

地理信息基础应用组件

基于分层分级资源管理模式,通过服务分发、负载均衡、权限管理、访问控制等技术手段,为分布式体系下的各级用户提供统一访问入口,保证高并发访问的安全、高效、稳定,为各类与国土空间相关的规划、管理、决策、服务提供有力的信息支撑。

2、结合商业智能组件,快速形成一站式数据分析及可视化应用

地图组件跟商业智能组件的有效结合,显性放大了大数据的可视化展示能力。通过灵活的组件和页面的自定义配置方式,针对不同业务场景定制不同页面模版及交互能力,降低用户配置成本,方便用户使用。

数据分析及可视化组件

在数据接入上,支持接入不同类型的数据源,通过后端数据分析能力自动识别数据源中的数据维度和度量;用户确定维度和度量后,自动绑定组件所需的数据。在数据展现上,经过定制页面模版将简单的图表和地图进行图表关联,使图表和地图具有联动交互效果。通过在地图组件和商业智能组件之间建立有效的通信机制,使得数据表现形式更加的丰富和酷炫,用户交互体验更加的流畅和便捷。

3、基于多端统一架构,实现多终端统一服务、统一运维

在终端碎片化的时代,轻应用相对传统应用的跨屏优势,能为用户提供跨设备的统一服务、统一运维。为此,需要将基于不同设备上的各类应用系统、数据资源、功能插件都视为一种资源,实现系统、数据和功能的统一管理、统一授权,实现跨设备的统一运维服务,满足不同用户在桌面端、移动端、大屏端等不同终端环境下对资源的使用需求。

多端统一运维

基于“大平台、微服务、轻应用”搭建的国土空间规划技术架构,整体构建衔接国土空间规划全过程、贯穿大数据应用服务全链条的技术能力体系,实现多云+多端的灵活应用,为国土空间规划数字化生态奠定磐石基础,助力“可感知、能学习、善治理、自适应”的智慧型生态规划建设。

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