CN104657918A - 一种区域资源环境数据共享和综合服务平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种区域资源环境数据共享和综合服务平台，设置数据资源层、业务逻辑层、Web服务层、Web网站层；较好的解决了适用性条件不能满足现代社会资源环境管理决策对资源环境数学模型的要求及结构日趋复杂的问题，能够兼容异构的集成，实现跨部门、跨操作系统的部署与运行，保证了同一平台下多个元数据标准的共存和使用，从而适应多学科数据资源汇交的需求。此外，本发明的方法简单，操作方便，为资源环境系统建模的发展注入了新的动力。

Description

一种区域资源环境数据共享和综合服务平台

技术领域

本发明属于资源环境评价技术领域，尤其涉及一种区域资源环境数据共享和综合服务平台。

背景技术

受人类活动、天文、气候和气象等众多因素的影响，资源环境系统建模过程是高度复杂的非线性过程，其中大量存在着非线性优化、预测、评价、系统识别、仿真等问题。然而，随着社会经济的发展，资源环境管理决策对资源环境数学模型的要求越来越高，模型模拟的内容和考虑的因素越来越多，结构日趋复杂，传统的模型及其求解方法的适用性条件发生了许多变化，随着人们对生物进化机理、大脑结构功能、人脑思维和信息处理过程的深入了解，随着计算机科学和人工智能技术的迅速发展，以大规模非线性和并行分布式处理为主流的人工神经网络方法、擅长于自适应全局优化的遗传算法和擅长于模拟智能行为的模糊计算得到了迅猛发展，并在许多领域得到广泛的应用，成为最为引人注目的生长点之一，它们为资源环境系统建模的发展注入了新的动力。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种区域资源环境数据共享和综合服务平台，旨在解决传统的模型及其求解方法的适用性条件不能满足现代社会资源环境管理决策对资源环境数学模型的要求及结构日趋复杂的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种区域资源环境数据共享和综合服务平台，该区域资源环境数据共享和综合服务平台包括：数据资源层、业务逻辑层、Web服务层、Web网站层；

数据资源层，用于存放提供给用户共享的所有数据资源，数据资源包含用户汇交到共享平台上的数据体及元数据，还包含仅提交元数据，但数据体还在数据拥有者那边的数据资源；

业务逻辑层，与数据资源层连接，用于完用于成各种具体的业务逻辑处理，包括元数据的汇交、审查发布与管理，数据体的入库管理，元数据的查询、浏览与下载，系统管理；

Web服务层，与业务逻辑层连接，包括用户注册与单点登录服务、元数据推送与查询服务、数据访问服务、统计分析服务，用于对外提供远程调用接口，当客户端调用Web服务时，Web服务接口客户端参数，通过业务逻辑层执行具体的操作，并将操作结果返回客户端；

Web网站层，与Web服务层连接，用于实现用户向平台发出各种请求，将用户请求转发给Web服务层或业务逻辑层，同时向用户显示系统的处理结果，分为前台数据共享服务和后台系统管理两部分，前台数据共享服务面向用户，提供数据汇交与数据查询、访问、信息服务的界面；后台管理面向管理员，提供数据管理与系统管理的界面。

进一步，数据资源的形式多种多样，是已经入库的属性数据库表、是以稳健形式存放的数据文件，FTP文件或地理信息服务；数据类型是矢量数据、栅格数据、遥感数据、统计图表、文字报告。

进一步，该区域资源环境数据共享和综合服务平台从横向功能上分为两大部分，即用户服务功能体系和系统管理功能体系，分别对应于前台共享服务系统和后台管理系统：

前台共享服务系统面向用户，是数据生产者汇交数据，数据使用者获取数据的服务平台，包括：用户注册登录、目录服务、元数据汇交、元数据查询、数据浏览、数据下载、个人空间管理、信息服务；

后台管理系统面向管理员，提供用户级别管理、权限及角色管理、元数据审查发布、元数据及数据体管理、日志管理、统计分析、信息服务管理。

进一步，该区域资源环境数据共享和综合服务平台进一步包括：安全认证模块、数据汇交模块、数据管理模块、数据获取模块、信息服务模块、数据分析模块；

安全认证模块，用于用户安全认证时对分布式数据共享平台的用户及权限进行统一的认证；

数据集成与汇交模块，与安全认证模块连接，用于提供发布数据资源；

数据管理模块，与安全认证模块和数据汇交模块连接，用于对元数据的审查发布于管理和对数据体的入库管理；

数据获取模块，与安全认证模块连接，数据获取功能包括数据查询、在线数据浏览与下载，用于为用户需要能够查询到整个共享平台所有数据中心的数据，并能在线游览元数据及其对应的数据体，包括属性表数据、空间数据；同时，用户能够下载到相应级别的数据资源；

信息服务模块，与安全认证模块连接，用于提供除数据内容服务之外的信息服务，包括新闻报告、知识窗、地学论坛、在线帮助模块；

数据分析模块，与安全认证模块连接，用于对注册用户、数据资源及使用、网站访问情况进行统计分析；掌握平台用户的基本情况、数据资源的使用倾向、系统平台的实用性。

进一步，安全认证模块的安全功能包括用户的安全认证和数据的安全认证；数据中心独立进行用户的注册和管理包括用户信息及权限，同时各数据中心的用户能够在分布式共享平台中进行单点登录。

进一步，数据集成与汇交模块的数据集成通过中间件将多源异构数据提供的统一数据访问接口；元数据汇交时可按两种方式，一是在线填写元数据表单，另一种是直接上传根据元数据标准XML Schema编写的元数据文件。

进一步，对于多源异构的空间数据应用平台提供的中间件技术实现统一接口形式访问，并修改元数据记录；举行数据表文件，需要整理入库，并将元数据修改成数据库服务。

本发明提供的区域资源环境数据共享和综合服务平台，设置数据资源层、业务逻辑层、Web服务层、Web网站层；较好的解决了适用性条件不能满足现代社会资源环境管理决策对资源环境数学模型的要求及结构日趋复杂的问题，能够兼容异构的集成，实现跨部门、跨操作系统的部署与运行，保证了同一平台下多个元数据标准的共存和使用，从而适应多学科数据资源汇交的需求。此外，本发明的方法简单，操作方便，为资源环境系统建模的发展注入了新的动力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的区域资源环境数据共享和综合服务平台的结构示意图；

图中：1、数据资源层；2、业务逻辑层；3、Web服务层；4、Web网站层；

图2是本发明实施例提供的区域资源环境数据共享和综合服务平台功能体系结构示意图；

图3是本发明实施例提供的安全认证模块、数据汇交模块、数据管理模块结构示意图；

图中：5、安全认证模块；6、数据汇交模块；7、数据管理模块；8、数据获取模块；9、信息服务模块；10、数据分析模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如图1所示，本发明实施例的区域资源环境数据共享和综合服务平台主要由：安数据资源层1、业务逻辑层2、Web服务层3、Web网站层4组成；

数据资源层1，用于存放提供给用户共享的所有数据资源，数据资源不仅仅包含用户汇交到共享平台上的数据体及其元数据，还包含仅提交元数据，但数据体还在数据拥有者那边的数据资源；数据资源的形式多种多样，可以是已经入库的属性数据库表，也可以是以稳健形式存放的数据文件，FTP文件或地理信息服务等；数据类型可以是矢量数据、栅格数据、遥感数据，也可以是统计图表、文字报告等；

业务逻辑层2，与数据资源层1连接，是整个平台的核心，是Web网站层4、Web服务层3与底层的数据资源层1通信的纽带，完用于成各种具体的业务逻辑处理，包括元数据的汇交、审查发布与管理，数据体的入库管理，元数据的查询、浏览与下载，系统管理等；

Web服务层3，与业务逻辑层2连接，基于业务逻辑层2，由一系列的核心Web服务组成，包括用户注册与单点登录服务、元数据推送与查询服务、数据访问服务、统计分析服务等，Web服务对外提供远程调用接口，当客户端调用该Web服务时，Web服务接口客户端参数，通过业务逻辑层执行具体的操作，并将操作结果返回客户端；

Web网站层4，与Web服务层3连接，是数据生产者、管理者与使用者与平台交流的场所，通过该层用户向平台发出各种请求，该层将用户请求转发给Web服务层或业务逻辑层，同时向用户显示系统的处理结果，该层分为前台数据共享服务和后台系统管理两部分，其中前台数据共享服务主要面向用户，为他们提供数据汇交与数据查询、访问、信息服务等的界面；后台管理主要面向管理员，为他们提供数据管理与系统管理的界面。

本发明实施例的区域资源环境数据共享和综合服务平台从横向功能上分为两大部分，即用户服务功能体系和系统管理功能体系，分别对应于前台共享服务系统和后台管理系统，如图2所示：

前台共享服务系统面向用户，是数据生产者汇交数据，数据使用者获取数据的服务平台，主要功能包括：用户注册登录、目录服务、元数据汇交(包括数据体上传)、元数据查询、数据浏览、数据下载、个人空间管理、信息服务等；

后台管理系统面向管理员，提供用户级别管理(用户级别是指用户访问数据资源的级别，不同级别的用户具有访问不同安全级别数据的权限)、权限及角色管理(权限是指对系统操作的权限，如数据审查权限、用户管理权限、新闻发布权限等)、元数据审查发布、元数据及数据体管理、日志管理、统计分析、信息服务管理等；

在区域资源环境数据总中心，数据生产者和管理者可以在线提交元数据和数据集实体；入库的数据集实体及其元数据信息通过数据审查和安全控制后，从中间库迁移到发布库中，进而提供数据共享；用户可以通过多种数据查询方式发现和了解总中心的数据资源；不同类型的数据资源可以在线进行显示和浏览，并允许用户对需要的数据集进行在线下载。为了保障平台系统的安全，所有的用户行为日志都被保存和记录下来并在后台管理。

本发明实施例的区域资源环境数据共享和综合服务平台体现了“以数据流为核心，满足数据共享过程三个主体活动需要”的设计思想，明确反映出生产者、管理者和使用者三个共享主体在数据共享中从数据汇交、数据审查发布、数据管理到数据的查询、数据浏览、数据获取这样的一个完整的互动过程，通过Web服务的形式为用户提供“一站式”的分布式数据共享服务。

本发明实施例的区域资源环境数据共享和综合服务平台进一步包括：安全认证模块5、数据汇交模块6、数据管理模块7、数据获取模块8、信息服务模块9、数据分析模块10；

安全认证模块5；

安全功能包括用户的安全认证和数据的安全认证；

用户安全认证时对分布式数据共享平台的用户及其权限进行统一的认证。由于分布式区域区域资源环境数据共享和综合服务平台是由若干个相互独立又紧密联系得数据中心组成的，因此，要求各个数据中心能够独立进行用户的注册和管理(包括用户信息及权限)，同时各数据中心的用户能够在分布式共享平台中进行单点登录。

数据集成与汇交模块6，与安全认证模块5连接：

数据汇交功能直接面向用户，为他们提供发布数据资源的功能。用户通过系统提供的中间件技术将多源异构空间数据统一访问接口访问。分布式区域区域资源环境数据共享和综合服务平台要求每个数据中心都提供数据汇交功能。数据汇交时既能汇交元数据也能直接在线汇交数据实体。元数据汇交时可按两种方式，一是在线填写元数据表单，另一种是直接上传根据元数据标准XMLSchema编写的元数据文件。

数据管理模块7，与安全认证模块5和数据集成与汇交模块6连接：

数据管理包括两方面的功能，一是对元数据的审查发布于管理；二是对数据体的入库管理。数据共享平台要求各数据中心能够对汇交到本数据中心的元数据及其数据实体进行独立的管理。

用户汇交上来的元数据，经过管理员审查后才能正式对外发布。各分中心在发布元数据时，一方面对该元数据发布到本地数据中心，同时需要将该元数据推送到总中心。各数据分中心修改或删除已发布元数据时，也需要同步更新总中心相应的元数据记录。

用户上传的数据实体，数据中心管理员需要根据不同的数据类型进行相应的标准化处理，并修改元数据记录。如上举行数据表文件，需要整理入库，并将元数据修改成数据库服务；空间数据根据中间件技术提供统一访问接口，并修改相应的元数据记录等。事实上，通过这样的一种管理，目的是想让用户通过元数据能够很方便地在线浏览和下载数据实体。

数据获取模块8，与安全认证模块5连接：

数据获取功能包括数据查询、在线数据浏览与下载。基于任何一个数据中心，用户需要能够查询到整个共享平台所有数据中心的数据，并能在线游览元数据及其对应的数据体，包括属性表数据、空间数据等。同时，用户能够下载到相应级别的数据资源。

信息服务模块9，与安全认证模块5连接：

信息服务包括除数据内容服务之外的信息服务，包括新闻报告、知识窗、地学论坛、在线帮助等模块。

数据分析模块10，与安全认证模块5连接：

统计分析功能是指能够对注册用户、数据资源及其使用、网站访问等情况进行统计分析。掌握平台用户的基本情况、数据资源的使用倾向、系统平台的实用性等，从而为提供共享平台的服务质量提供科学依据。

本发明实施例的系统总体架构

(1)一站式的用户认证，一站式的用户认证是指用户可以在区域资源环境数据共享中心任何一个节点网站上进行注册，注册成功的用户可以在任何一个节点上实现单点登录，而无须多次输入用户名和密码进行登录验证，一站式用户认证，除了提供单点登录的功能外，还可以将用户某一个数据中心的级别信息反馈回来，共访问有安全设置的数据资源时使用；

(2)一站式的数据汇交，一站式数据汇交让数据生产者可以在区域资源环境数据中心任何一个节点网站上汇交自己的数据资源，一旦该数据被管理员审查发布后，用户就可以在所有节点网站上查询到该数据资源，而无须在多个网站上发布该数据资源；

(3)一站式的数据获取，数据使用者只需在任意一个节点网站上就能够查询到整个数据共享平台所有节点发布的数据资源，查询到的元数据记录可能是本地数据中心的，也肯那个是其他数据中心的，不管元数据位于哪个数据中心，用户都可以在线浏览以及下载该数据；

(4)一站式的个人空间管理，用户可以在数据中心任意一个节点网站上进行个人信息修改以及个人数据管理，个人数据管理主要是指用户能够在任意一个节点网站上查看自己发布的数据资源状态、已发布数据资源的使用情况，对已发布数据资源进行修改、请求删除等，同时，能够查看并管理历史查询和下载过的数据资源列表；

(5)一站式的服务质量分析，总数据中心管理员能够基于总中心网站直接对所有数据中心共享服务质量进行统计分析，主要包括：注册用户的统计分析，数据资源及其使用情况的统计分析，网站访问情况的统计分析等；

(6)一站式的多源异构数据源集成。用户可以在数据中心任意一个节点网站上都可以将自己的多源异构数据源，通过平台提供的中间件技术集成到平台来，并不需要通过其他工具进行转换就可以通过平台提供的统一服务接口对进行访问和互操作。

本发明实施例的区域资源环境数据共享系统是一种典型的基于互联网上的分布式网络平台，该平台最大的特点是能够兼容异构的集成，实现跨部门、跨操作系统的部署与运行，根据前文对分布式的区域区域资源环境数据共享和综合服务平台技术的分析，在原型系统实践中采用以下主要的技术路线：

(1)基于“总中心-分中心”架构的数据集成共享技术

区域资源环境数据共享和综合服务平台是一个由总中心、认证中心和若干个分中心共同构成的数据集成和共享网络体系，采用集中开发、统一部署的策略进行整个平台的构建和部署，集中完成平台三部分的开发(前台集成与共享服务系统、后台管理系统、Web服务)，完成分布式数据的汇交、查询与访问，其他专业服务功能可由各数据中心单独开发；构建总中心数据集成与共享部署系统、分中心数据集成与共享部署系统和Web服务中间件系统。在各数据中心均由各种数据集成交换的中心，采用面向服务的架构体系，集基础与应用于一体，采用中间件技术对数据进行集成，包括GIS中间件、数据库中间件、文件驱动三类中间件，基本涵盖了所有可访问数据的驱动。基于中间件方式，平台屏蔽了各个数据源的异构性，通过平台数据中心提供的统一数据访问接口，用户无需关系数据的位置、格式、驱动，可以统一、透明、一致的访问各类数据，做到数据的无缝集成，实现多源异构数据的混合分析。

(2)基于元数据的数据汇交发布技术

数据汇交发布是指数据生产者或数据拥有者将自己的数据资源汇交到科学数据共享平台，然后由数据管理者审查发布。数据汇交发布过程是以元数据为核心的，主要表现在两方面：一是用户在汇交数据资源时，只需要填写该数据资源的元数据，数据资源实体可以上传到共享平台中也可以仍然放在自己的服务器上；二是管理员审查发布该数据资源时也是基于元数据进行的，即管理员通过元数据了解该数据资源的基本情况、对外服务形式、质量状况等，按照元数据进一步对数据资源进行管理，对于满足质量要求的数据资源给予发布、否则不予发布。基于元数据的数据汇交发布流程包括三大步骤：数据汇交、数据审查和数据发布。

(3)面向SOA的体系架构

为了更好地重用已有模块、加快软件开发速度，使这种重用可以不用考虑各自运行平台和开发环境的差异，并使重用的莫开可以方便地将旧系统纳入新系统，面向服务的替下结构SOA软件设计方法被提了出来，SOA是一种松散耦合的软件体系结构，它的本质是一些系列服务的集合，在这种体系结构中，由各自独立可复用的服务去构成系统功能，这些服务对外分布有意义的明确的接口，软件的开发时通过调用服务的接口完成；

数据中心为了能够实现各数据中心之间的互操作，同时为了能够兼容部分节点上已有的数据共享服务系统，整个平台基于SOA体系架构进行设计，并利用Web服务技术设计了一系列数据共享核心服务。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种区域资源环境数据共享和综合服务平台，其特征在于，该区域资源环境数据共享和综合服务平台包括：数据资源层、业务逻辑层、Web服务层、Web网站层；

数据资源层，用于存放提供给用户共享的所有数据资源，数据资源包含用户汇交到共享平台上的数据体及元数据，还包含仅提交元数据，但数据体还在数据拥有者那边的数据资源；

业务逻辑层，与数据资源层连接，用于完用于成具体的业务逻辑处理，包括元数据的汇交、审查发布与管理，数据体的入库管理，元数据的查询、浏览与下载，系统管理；

Web服务层，与业务逻辑层连接，包括用户注册与单点登录服务、元数据推送与查询服务、数据访问服务、统计分析服务，用于对外提供远程调用接口，当客户端调用Web服务时，Web服务接口客户端参数，通过业务逻辑层执行具体的操作，并将操作结果返回客户端；

Web网站层，与Web服务层连接，用于实现用户向平台发出请求，将用户请求转发给Web服务层或业务逻辑层，同时向用户显示系统的处理结果，分为前台数据共享服务和后台系统管理两部分，前台数据共享服务面向用户，提供数据汇交与数据查询、访问、信息服务的界面；后台管理面向管理员，提供数据管理与系统管理的界面。

2.如权利要求1所述的区域资源环境数据共享和综合服务平台，其特征在于，数据资源的形式多种多样，是已经入库的属性数据库表、存放的数据文件，FTP文件或地理信息服务；数据类型是矢量数据、栅格数据、遥感数据、统计图表、文字报告。

3.如权利要求1所述的区域资源环境数据共享和综合服务平台，其特征在于，该区域资源环境数据共享和综合服务平台从横向功能上分为两大部分，即用户服务功能体系和系统管理功能体系，分别对应于前台共享服务系统和后台管理系统：

前台共享服务系统面向用户，是数据生产者汇交数据，数据使用者获取数据的服务平台，包括：用户注册登录、目录服务、元数据汇交、元数据查询、数据浏览、数据下载、个人空间管理、信息服务；

后台管理系统面向管理员，提供用户级别管理、权限及角色管理、元数据审查发布、元数据及数据体管理、日志管理、统计分析、信息服务管理。

4.如权利要求1所述的区域资源环境数据共享和综合服务平台，其特征在于，该区域资源环境数据共享和综合服务平台进一步包括：安全认证模块、数据汇交模块、数据管理模块、数据获取模块、信息服务模块、数据分析模块；

安全认证模块，用于用户安全认证时对分布式数据共享平台的用户及权限进行统一的认证；

数据集成与汇交模块，与安全认证模块连接，用于提供发布数据资源；

数据管理模块，与安全认证模块和数据汇交模块连接，用于对元数据的审查发布于管理和对数据体的入库管理；

数据获取模块，与安全认证模块连接，数据获取功能包括数据查询、在线数据浏览与下载，用于为用户需要能够查询到整个共享平台所有数据中心的数据，并能在线游览元数据及其对应的数据体，包括属性表数据、空间数据；同时，用户能够下载到相应级别的数据资源；

信息服务模块，与安全认证模块连接，用于提供除数据内容服务之外的信息服务，包括新闻报告、知识窗、地学论坛、在线帮助模块；

数据分析模块，与安全认证模块连接，用于对注册用户、数据资源及使用、网站访问情况进行统计分析；掌握平台用户的基本情况、数据资源的使用倾向、系统平台的实用性。

5.如权利要求4所述的区域资源环境数据共享和综合服务平台，其特征在于，安全认证模块的安全功能包括用户的安全认证和数据的安全认证；数据中心独立进行用户的注册和管理包括用户信息及权限，同时各数据中心的用户能够在分布式共享平台中进行单点登录。

6.如权利要求4所述的区域资源环境数据共享和综合服务平台，其特征在于，数据集成与汇交模块的数据集成通过中间件将多源异构数据提供的统一数据访问接口；元数据汇交时按两种方式，一是在线填写元数据表单，另一种是直接上传根据元数据标准XML Schema编写的元数据文件。

7.如权利要求4所述的区域资源环境数据共享和综合服务平台，其特征在于，对于多源异构的空间数据应用平台提供的中间件技术实现统一接口形式访问，并修改元数据记录；举行数据表文件，需要整理入库，并将元数据修改成数据库服务。