CN108964996A - 城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法，该城乡一体化信息栅格系统包括：基础设施层，用于实时收集基础数据；资源层，用于接收基础数据，并存储为子分类数据；聚集层，用于根据应用层的需求调取子分类数据，采用UUID算法对该子分类数据进行标准化处理，对标准化处理后的子分类数据进行聚合，并将聚合后的子分类数据存储为总分类数据，将每种总分类数据汇聚至各信息栅格中；应用层，用于供用户访问各信息栅格。本发明的城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法中，对子分类数据进行标准化处理、聚合，并汇聚至各信息栅格中供用户访问，因此，信息栅格数据按需聚合而成，使得用户能够进行精准抓取，抓取效率高。

Description

城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法

技术领域

本发明涉及智慧城市技术领域，尤其涉及城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法。

背景技术

智慧城市是一项系统工程，涵盖了城市的产业、交通、环境、民生、行政治理、资本配置、防灾减灾、信息共享、系统共生等诸多系统。智慧城市建设的过程也是不断深化行政管理职能改革的过程。以智慧系统为黏合剂，将贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念纳入城市建设的全过程，解决碎片化、信息孤岛、政府协同、综合服务等问题，真正实现管理创新，是提升国家治理能力和治理水平的有效途径。

目前智慧城市建设过程中存在的主要问题是：

1、顶层设计缺位，信息化水平参差不齐

由于缺乏自上而下的顶层设计，智慧城市信息化建设多由业务部门主导，不同的应用系统分散在各个部门，导致信息孤岛的产生，信息资源无法充分共享，尽管条块分割问题一直是信息化建设的顽疾，但是智慧城市发展规划对于如何解决系统和数据重复建设问题并没有提出行之有效的解决方案。

2、数据共享需求强烈，急需解决信息重复录入问题

以浙江省湖州市长兴县为例，目前县政府各部门拥有专网19个(包括公安、建设、房管、国土、国税、政法、统计、卫生、工商、地税、财政、港航、运管、运政、市管、人社、非税、安监、发改委等)，各部门应用的信息系统中约70％分别由国家、浙江省、湖州市统一建设，如“统计系统“由国家统计局统一建设；“重点投资项目监管平台”、“浙江省平安城市”等系统由省里统一建设；“工商五证联合办理业务系统”由湖州市统一建设，由于专网与政务内网和政务外网需要物理隔离，数据共享存在瓶颈，不仅增加了各委办局重复录入的工作量，而且数据也无法同步更新。

3、未形成有效的统筹协调机制，缺乏组织和资金保障

智慧城市发展规划中的重点推进项目，缺乏统一投资，统一建设和统一运维。各部门自己申请项目经费，自己建设，自己使用，往往因无法获得运维费用，而增加了系统的运行风险。

4、联动机制缺乏，共建共享亟待推进

各系统之间不能互联互通，应急系统松散，协同效率低。如行政审批还没有实现一口式办理，市民办事过程中，需要往返多个窗口，重复提交证明材料；众多部门设置多条热线，但主要受理本部门的业务咨询，涉及多部门的业务无法在部门间协同处理，服务效率不高；公安、综合治理、城管、交通、防汛都依据自身业务设立各自的应急指挥中心，但彼此之间几乎没有互联互通，应急办统管和协调的职能没有完全发挥，缺乏统一、联动的应急体系。

5、缺乏统一的数据建设与共享交换机制，数据融合十分困难

由于各系统采用的数据标准不同，导致同一个数据项在不同的系统中叫法不同；而工作流与信息流的脱节，往往是需要一套数据就建设一套系统；即便是同一个部门内部的系统也需要整合。

6、感知监控设备重叠、重复建设现象严重

公安、综治、水利、城管、交通、环保、安监、教育等部门都有自己的感知监控设备，缺乏统一的物联网管理平台，以实现感知监控设备的集成共享。

7、信息安全存在风险

核心信息系统安全主要依赖物理隔离的手段，此类手段在保证信息安全的同时，严重影响了系统的联通性和协同性。另一方面，部分业务系统由于经费和运维等原因，未部署相应的安全设备，也没有按照公安部等级保护的规范进行技术防护和管理控制，存在较大的信息安全风险。

8、信息化技术人才缺乏

各部门普遍存在信息化人才不足的情况，缺乏专业化的运维队伍。

航天智慧城市在建设过程中以实现城市治理体系和治理能力现代化为目标，以航天智慧方法论为指导，以体系架构设计为核心，以城市信息栅格为基础，以信息共享、协同服务为抓手，以城市平行系统为支撑，打造智慧城市3.0方法论和技术产品体系。

整个的建设思路是：

(1)提出了航天智慧城市3.0模式。

(2)研究智慧城市系统性技术与智慧产业发展问题。

(3)研发航天智慧城市3.0方法论与技术产品体系。

(4)通过在典型城市的应用示范，形成可面向全国推广的航天智慧城市3.0模式。

(5)建立航天技术应用服务及成果转化平台，助推智慧产业发展。

智慧城市的发展经历了三个阶段，如表1所示：

表1

综上所述，智慧城市3.0是未来智慧城市发展的方向，开展智慧城市3.0关键技术研究、产品研发及应用示范势在必行。城乡一体化信息栅格作为智慧城市3.0的核心技术，是智慧城市3.0的研究重点。

随着智慧城市的建设，数据共享需求越来越突出，出现了一批数据共享平台项目，目前市级、省级建设了大量的数据交换共享平台，各委办局、各单位将自己的开放共享数据和元数据推送至交换共享平台，最终数据交换共享平台将会按照目录的形式将这些数据分门别类的展示出来供各委办局、企业、社会公众共享。

现有的数据共享平台主要集中在完善分类目录上，所有的数据根据来源单位不同，进行了彻底的学术分类，忽视了数据之间内在的联系，这样虽然数据提供方满足了政务数据公开的要求，但是面对已经割裂的独立的数据，数据需求方需要的是多个部分融合清洗后的数据服务；现有数据共享平台以阶段性数据共享为主，即时性、准确性差，在大量需要使用实时数据的场景下无法发挥作用。覆盖性差，空间数据、视频数据、GPS数据、物联网数据等富于表现力的数据仅目录或服务的形式共享无法满足应用上的需求。

现有数据共享提供单条数据服务或全部数据查询服务，准确率低，缺少了对块状数据的整理与清洗，实际治理需要按照块状数据如信息栅格的方式，抓取整个区域的所有信息，这时不仅没有信息栅格可用于过滤，而且即使有某种块状数据也会出现信息栅格标准不统一，无法精准抓取数据，增加大量的数据使用成本。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种城乡一体化信息栅格系统，包括：

基础设施层，包括多种基础数据收集装置，每种基础数据服务器包括多个基础数据收集装置，每个基础数据收集装置均用于实时收集基础数据，并将基础数据上传至资源层中相应种类的数据子服务器；

资源层，包括多种数据子服务器，每种数据子服务器包括多个数据子服务器，每个数据子服务器与基础设施层中相应种类的多个基础数据收集装置电连接，每个数据子服务器均用于接收对应种类的基础数据，并存储为子分类数据；

聚集层，包括多种数据总服务器，每种数据总服务器包括多个数据总服务器，每个数据总服务器与资源层中相应种类的多个数据子服务器电连接，每个数据总服务器均用于根据应用层的需求从相应种类的多个数据子服务器中调取子分类数据，采用UUID算法对该子分类数据进行标准化处理，对标准化处理后的子分类数据进行聚合，并将聚合后的子分类数据存储为总分类数据，将每种总分类数据汇聚至各信息栅格中；

应用层，包括多种查询服务器，每种查询服务器包括多个查询服务器，每个查询服务器分别与各信息栅格链接，每个查询服务器均用于供用户访问各信息栅格。

进一步地，上述城乡一体化信息栅格系统，还包括：连通层，包括多个网络传输装置，每个网络传输装置均用于建立基础设施层、资源层、聚集层和应用层之间的链路。

进一步地，资源层包括空间信息总服务器、动态信息总服务器、公共信息总服务器、政务信息总服务器、社会信息总服务器。

进一步地，信息栅格包括空间信息栅格、流程控制栅格、融合分析栅格和协同服务栅格。

进一步地，聚集层中各数据总服务器还用于根据调取的子分类数据实时更新空间信息栅格。

根据本发明的一个方面，提供了基于上述城乡一体化信息栅格系统的信息共享方法，包括以下步骤：

基础数据收集装置实时收集基础数据，并将基础数据上传至资源层中相应种类的数据子服务器；

数据子服务器接收对应种类的基础数据，并存储为子分类数据；

数据总服务器根据应用层的需求从相应种类的多个数据子服务器中调取子分类数据，采用UUID算法对该子分类数据进行标准化处理，对标准化处理后的子分类数据进行聚合，并将聚合后的子分类数据存储为总分类数据，将每种总分类数据汇聚至各空间信息栅格中；

查询服务器分别与各空间信息栅格链接，每个查询服务器供用户访问各空间信息栅格。

进一步地，上述信息共享方法，还包括：网络传输装置建立基础设施层、资源层、聚集层和应用层之间的链路。

进一步地，资源层包括空间信息总服务器、动态信息总服务器、公共信息总服务器、政务信息总服务器、社会信息总服务器。

进一步地，信息栅格包括空间信息栅格、流程控制栅格、融合分析栅格和协同服务栅格。

进一步地，上述信息共享方法，还包括：聚集层中各数据总服务器根据调取的子分类数据实时更新空间信息栅格。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明的城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法中，对子分类数据进行标准化处理、聚合，并汇聚至各信息栅格中供用户访问，实现资源共享，该空间信息栅格的标准统一，并且信息栅格数据按需聚合而成，使得用户能够对信息栅格数据进行精准抓取，准确率高，抓取效率高。

2.本发明的城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法中，对子分类数据进行标准化处理使得共享资源数据均具有唯一标识，能够解决信息重复录入问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明的城乡一体化信息栅格系统的结构示意图；

图2为本发明的城乡一体化信息栅格系统的具体结构示意图；

图3为本发明的信息共享方法的步骤图；

图4为本发明的城乡一体化信息栅格系统的具体化实施例示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参见图1，本发明提供的城乡一体化信息栅格系统，包括：基础设施层，包括多种基础数据收集装置，每种基础数据服务器包括多个基础数据收集装置，每个基础数据收集装置均用于实时收集基础数据，并将基础数据上传至资源层中相应种类的数据子服务器；资源层，包括多种数据子服务器，每种数据子服务器包括多个数据子服务器，每个数据子服务器与基础设施层中相应种类的多个基础数据收集装置电连接，每个数据子服务器均用于接收对应种类的基础数据，并存储为子分类数据；聚集层，包括多种数据总服务器，每种数据总服务器包括多个数据总服务器，每个数据总服务器与资源层中相应种类的多个数据子服务器电连接，每个数据总服务器均用于根据应用层的需求从相应种类的多个数据子服务器中调取子分类数据，采用UUID算法对该子分类数据进行标准化处理，对标准化处理后的子分类数据进行聚合，并将聚合后的子分类数据存储为总分类数据，将每种总分类数据汇聚至各信息栅格中；应用层，包括多种查询服务器，每种查询服务器包括多个查询服务器，每个查询服务器分别与各信息栅格链接，每个查询服务器均用于供用户访问各信息栅格。本发明实施例的城乡一体化信息栅格系统相当于一个数据共享平台，在该数据共享平台上，开发者以模块形式聚集数据或服务，用户可以搜索和使用任何现有的数据和服务，开发者可以利用已有的服务或模块，以提高效率。

上述城乡一体化信息栅格系统，还包括：连通层，包括多个网络传输装置，每个网络传输装置均用于建立基础设施层、资源层、聚集层和应用层之间的链路。连通层主要功能是为城乡一体化信息栅格系统建立各种安全可靠的链路连接，实现顺利安全的通信。提供面向各种栅格，例如信息栅格、计算资源栅格、城市管理栅格、传感器栅格等的通信事务处理，特别是有关通信和授权控制的核心协议的实现。基础结构层递交的各种态势感知信息的数据交换都在这一层的控制下实现，并实现各种态势感知信息间的授权验证、安全控制，即连通层定义栅格中专门的态势感知信息所需要的核心通信和认证许可协议，通信协议使得能在基础结构层之间交换态势感知信息。认可协议建立在通信服务之上，以便隐形的提供关于用户验证和态势感知信息标识的安全机制。值得注意的是，城乡一体化信息栅格系统要求有可靠的网络安全性解决方案，如在保护程序的控制下对非可靠协议的独立数据进行单元保护，对TCP以外的可靠传输协议提供安全支持等。在智慧城市的具体实践中，城乡一体化信息栅格系统的连通层的网络按保密级别分为保密专网、政务内网、政务外网和互联网。其中保密专网传输机密级的城市信息，政务内网承担秘密级的城市信息，保密专网一般为部门专网，是独立的网络系统甚至是单机，其中传输的机密信息一般不允许通过拷贝等形式传输。政务内网和政务外网之间是物理隔绝，其数据传输需经过严格审批和脱密处理后与政务外网产生联系。互联网承载的数据均为可公开的数据。

参见图2，空间信息栅格管理平台实现的是聚集层的功能，聚集层实现服务调度、服务聚合与协同引擎，这也是空间信息栅格管理平台的功能。

基础设施层是物理或逻辑层，其作用是为城市管理单元、服务单元或者用户及向上提供共享的物理资源，基础结构层提供的基本资源可以是计算资源、存储系统、网络资源、管理控制资源及各种传感器等，“资源”也可以是逻辑的，如一个分布式文件系统、计算机簇、分布计算机池或者云平台中的某个计算资源。在城市中，基础设施层通常表现为机房设施、监控传感器设施、三网融合设施等。

为提高硬件基础设施的访问速度，在机房设施中，可以构建高速缓存架构，为WEB服务集群另外设置缓存集群，以实现缓存的动态管理以及负载均衡。

资源层建立在连通层的通信和认可协议之上，实现单个资源的共享，并定义资源的安全协商、建立、监控、记录及共享操作的管理能力。资源层调用、控制城市中的各种资源。但资源层协议仅关注单个城乡资源，跨分布的城乡资源其上层聚集层来实现，其主要是获取、使用、存储、分发等城市中广泛存在的资源的。

资源层为服务提供底层的实现支持，包括各种计算、存储、数据、网络等资源，CIG资源管理具有以下特点：分布性、异构性、动态性、自治性(资源分布在异构平台上，由不同的部门拥有，具有自身的规则和策略)、二分性(同时供用户和资源拥有者使用)；

根据资源的类型不同，各个资源的能力特征也不相同，按全球信息栅格中的定义，资源层有以下两类基本的协议。

(1)信息协议。用于获得关于资源结构、状态等方面的信息，如，如果有一台计算机，我们可能有兴趣去了解它的CPU负荷、可用内存、进程运行的数目等。

(2)管理协议。用于协商访问和共享资源。根据权限允许当前用户控制管理一些资源。

聚集层的功能由空间信息栅格管理平台完成。空间信息栅格管理平台根据应用的需求匹配相应的信息资源，将资源以功能形式封装，通过标准的服务协议向用户和程序提供服务，在城乡一体化信息栅格系统中，通过为各类异构资源提供统一的访问接口，资源提供者将服务封装并部署到服务器中，实现服务聚合，即将一组服务按照一定的业务逻辑进行检查和组合，构建执行流程，形成新的复杂的服务，支持基于服务的信息应用。

根据应用层的需求从资源层调取相应种类的共享资源进行聚合，城乡一体化信息栅格系统的基础是数据，建立一套数据标准是实施智慧城市的基础。城乡一体化信息栅格系统的信息资源整合以建设城市集约化为目标，实现数据资源的可视化、服务个性化、决策科学化、业务协同化和治理现代。建立城乡一体化信息栅格系统的信息资源库。

城乡一体化信息栅格系统以信息融合、流程定制和协同服务为基础，对空间信息栅格数据进行整合，梳理各委办局业务流程，为城市信息栅格服务。城乡一体化信息栅格系统的信息资源整合的方式如下：首先，利用空间信息栅格进行人口、经济、案事件等各类数据的整合，即信息融合；然后，从一站式行政审批入手梳理各委办局业务流程，即流程定制；之后，为政府、企业、民众提供各类协同服务，即协同服务；最后，将信息融合、流程定制和协同服务结合起来形成空间信息栅格。

资源层通过资源封装器，以能力为牵引、按需聚合到空间信息栅格管理平台，在协同服务引擎的流程驱动下，实现系统互联互通、协同管理决策和按需泛在服务，该层包括计算资源、网络资源、感知资源、存储资源和数据资源，具体包括计算设备、存储设备、文件系统、空间数据库、业务数据库、传感器网络、贵重仪器以及其他设备。该层的功能是向上提供网络中可共享使用的资源接口，空间信息栅格通过支持设备共享的协议来访问本地设备，栅格管理软件中有相应组建检测可用资源的特性、当前负荷、状态等信息，并将这些信息提供给上层使用。

应用层是所有用户访问城市信息栅格的唯一入口，可实现一般的应用访问和栅格的管理功能，如资源、应用和用户权限管理等，应用层可实现一般的应用访问和栅格的管理功能，如资源、应用和用户权限管理等，门户的工作流程是：城乡一体化信息栅格系统将用户的所有操作通过门户发送到底层资源执行，执行后的最终结果通过服务层的相关模块返回给用户，再由门户通过Webservice提供给用户。WebService能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件，就可相互交换数据或集成。依据WebService规范实施的应用之间，无论它们所使用的语言、平台或内部协议是什么，都可以相互交换数据。WebService是自描述、自包含的可用网络模块，可以执行具体的业务功能。WebService也很容易部署，因为它们基于一些常规的产业标准以及已有的一些技术，诸如标准通用标记语言下的子集XML、HTTP。WebService减少了应用接口的花费。WebService为整个企业甚至多个组织之间的业务流程的集成提供了一个通用机制。

图2所示的空间信息栅格数据管理平台主要管理城市的基础信息、业务信息等结构化数据以及空间数据，按地理栅格、功能栅格等不同视角的栅格将城市基础信息进行逻辑归类及存储管理。信息栅格后台通过各种数据适配器、数据抓取器从不同数据来源中获取数据，并按标准规范转化为栅格进行存储管理。据不完全统计，80％的信息栅格数据与空间位置有关。因此后台集成了二维地理信息引擎，对空间信息数据：栅格数据、矢量数据、城市部件等进行管理，具体功能包括数据分布式存储、图层管理、图层组管理、分布式切片、图层样式管理、空间栅格管理等。基础信息由数据获取、数据存储、数据索引、数据服务发布等功能，主要对城市的基础信息、业务流转等动态信息进行管理。空间信息栅格管理平台由资源层、服务层和门户层构成，其主要功能包括信息资源的管理与发布、信息融合集成与交换、信息栅格管理服务、资源封装服务、聚合协调服务、权限管理、流程管理、服务监控等。门户分为空间信息栅格门户、流程控制栅格门户、融合分析栅格门户、协同服务栅格门户，主要按分类及栅格间相互关系展示空间信息栅格。

空间信息栅格数据管理平台包括信息栅格门户和信息栅格后台，信息栅格门户包括基础信息查询、基础信息统计和空间信息展示，基础信息查询包括人口信息查询、三权三证查询、法人信息查询、物的信息查询、事的信息查询和栅格信息查询等，基础信息统计包括人口信息统计、三权三证统计、法人信息统计、物的信息统计、事的信息统计和栅格信息统计等，空间信息展示包括图层控制、标注和地图浏览；信息栅格后台包括二维地理信息引擎和基础信息管理，二维地理信息引擎包括图层组管理、数据管理、图层管理、切片管理、样式管理和API管理等，基础信息管理包括分类目录管理、扩展表管理、基础信息配置、统计信息配置和栅格信息管理。

图2所示的协同服务栅格数据管理平台中，协同服务栅格基于空间信息栅格服务、实现流程优化控制、信息按需聚合、协同和服务。协同服务栅格作为城乡一体化信息栅格系统的城市运营智慧中心的基础平台是各委办局协同办公的工作平台，是实现流程转人不转、县-乡-村多级联动的行政审批综合服务平台，也是政府的应急决策指挥平台。

协同服务栅格管理平台是集成了工作流引擎的中间件平台，系统实现空间信息栅格按业务流程聚合与服务发布。主要分为如下几个功能模块：工作流引擎，工作流引擎采用BPMN2.0标准规范、插件式可插拔的先进技术架构构建，支持流程自定义与动态加载、表单自定义与动态加载，同时工作流引擎还支持栅格计算的规范，能实现栅格计算的业务流程驱动，同时支持工作流运转中的信息流动态加载与配置；信息栅格服务总线，其满足协议转换、路由转发、栅格格式转换、异常处理、日志管理等功能，主要目的是实现信息栅格的通讯，支持同步、异步消息的转发，支持栅格计算的规范；信息栅格统一鉴权认证系统，主要实现各信息栅格应用的一站式登陆，实现用户数据权限、应用权限的微粒度控制，系统围绕栅格信息服务和认证服务，为所有的栅格信息应用建立统一的用户管理、授权管理和身份认证体系，将组织信息、用户信息统一存储，进行分级授权和集中身份认证，规范应用系统的用户认证方式。提高应用系统的安全性和用户使用的方便性，实现全部应用的单点登录；信息栅格数据交换与共享平台，信息栅格的数据交换与共享与类似系统最大的区别在于支持信息栅格，能实现信息栅格的栅格计算、信息流的传输，通过信息栅格目录服务的建立，实现原有各业务系统在数据级集成，保证异构数据库、不同应用之间的通过信息栅格实现数据共享。

协同服务栅格管理平台包括通用服务管理、权限管理、流程管理和系统配置，通用服务管理包括信息服务注册、信息服务融合、信息服务发布、信息服务鉴权、信息服务审批、信息服务监控和服务日志；权限管理包括人员管理、组织管理、菜单权限维护、数据权限维护、统一登陆鉴权、角色管理和日志管理；流程管理包括流程引擎、流程融合和流程服务发布；系统配置包括数据源管理、应用管理和通用变量管理。

栅格服务平台(Grid Service Platform,GSP)以微服务架构为基础，基于GlobusToolkit 6工具开发，采用信息门户技术(Portal)和基于语义的数据集成技术等，严格遵守开放网格体系(OGSA)的标准规范，为WEB服务开发方法，构造在异构网络及计算机系统中运行的资源共享与协同工作环境，实现遗留系统的集成与应用的挂接，形成具有栅格化特征的应用系统，为建立栅格应用提供开发与运行支撑能力。栅格服务平台是采用栅格体系结构标准的服务集合，它们用来支撑栅格开发和栅格应用。在基础结构层和连接层采用栅格协议和资源层协议接口，具有发现不同的公共资源类型的结构和状态信息的软件。其中，微服务架构是一项在云中部署应用和服务的新技术。大部分围绕微服务的争论都集中在容器或其他技术是否能很好的实施微服务，而红帽说API应该是重点。微服务可以在“自己的程序”中运行，并通过“轻量级设备与HTTP型API进行沟通”。关键在于该服务可以在自己的程序中运行。通过这一点我们就可以将服务公开与微服务架构(在现有系统中分布一个API)区分开来。在服务公开中，许多服务都可以被内部独立进程所限制。如果其中任何一个服务需要增加某种功能，那么就必须缩小进程范围。在微服务架构中，只需要在特定的某种服务中增加所需功能，而不影响整体进程。

图2所示的融合分析栅格管理平台是集成了工作流引擎的中间件平台，系统实现空间信息栅格按业务流汇聚，并通过知识聚类、知识分类等技术，完成栅格按特定业务需求的聚合，形成新的信息栅格后对外发布服务。其中，信息栅格融合模块基于过滤(Filter)、钻取(Drill)、刷取(Brush)、关联(Associate)、变换(Transform)、动态计算(DynamicCalculation)等技术，实现信息栅格的融合。信息栅格聚类与分类分系统挖掘、有标准分类、无标准聚类信息栅格。

数据集成。数据集成是使用两个或更多个数据库(信息源)中的数据，从这些信息源中构建一个大数据库(可能是虚的)，包含来自所有这些数据源的信息，从而使这些数据可作为一个单元来访问。集成方式有三种：联邦数据库方式、数据仓库方式和Mediation方式。其中，只有Mediation方式是通过建立一个软体组件将用户的查询翻译成一个或多个对数据源的查询，而自身并不存储任何数据，从而实现了应用与数据的彻底分离。

空间信息融合。空间信息共享技术是空间信息栅格中的一个主要功能和关键技术，目的是对各种分布式异构空间数据组成的数据集合进行集成，实现有效的访问与共享，解决空间数据一致性访问和共享困难、难以进行大规模空间数据分析与处理的问题。由于历史原因，目前各部门所使用的数据在数据格式、坐标系统等方面存在差异，使得原始数据不能直接相互操作，因此实现不同数据格式的转换是实现空间信息共享的一项重要内容。

基础面向网络中心环境的数据共享机制就是通过网络和分布式计算技术，形成一个虚拟共享空间，通过共享空间在数据消费者和数据生产者之间进行数据的交换。共享空间主要由三部分构成：元数据注册管理、数据资源目录服务、共享数据空间。其中，元数据注册管理用于存储管理有关各类数据资源的数据模型、格式及定义(包括知识本体)的元数据；数据资源目录服务只要用于存储在网络上进行搜索/发现的元数据(其中包括数据资源的内容描述元数据)，为基于内容的搜索提供支持；共享数据空间用来存储管理共享，该空间既可以是物理的，也可以是虚拟的。

融合分析栅格管理平台包括数据管理、数据分析和数据采集，数据管理包括元数据管理、规则库管理、中文分词、结构化管理、语义提取、索引管理和编目管理，数据分析包括数据聚类、数据分类、数据检索、异常分析、关联分析、趋势分析和数据统计，数据采集包括HTTP抓取器、文本抓取器、JDBC抓取器、ODBC抓取器、空间数据抓取器、网页抓取器和XML抓取器。

本发明的城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法中，对子分类数据进行标准化处理、聚合，并汇聚至各信息栅格中供用户访问，实现资源共享，该空间信息栅格的标准统一，并且信息栅格数据按需聚合而成，使得用户能够对信息栅格数据进行精准抓取，准确率高，抓取效率高。本发明的城乡一体化信息栅格系统及基于其的信息共享方法中，对子分类数据进行标准化处理使得共享资源数据均具有唯一标识，能够解决信息重复录入问题。

资源层包括空间信息总服务器、动态信息总服务器、公共信息总服务器、政务信息总服务器、社会信息总服务器。

空间信息包括基础地理数据、专业地理数据等。其中，基础地理数据包括基础地形要素矢量数据(DLG)、数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、导航图、缓存数据，详细内容如表2。专业地理数据包括地表部件信息、地下管线信息、地下空间信息等，详细内容如表3。

表2

表3

数据名称	几何特征
		加油站	点
充电桩	点
		线杆	点
……	……
		道路	线
地下水管线	线
		地下气管线	线
输电线	线
		配电线	线
……	……
		湖泊	面
学校	面
		医院	面
……	……

动态信息包括视频监控信息、网站监测信息、位置服务信息、数字传感信息等。

公共信息包括人口信息、法人信息、证照信息、地名地址信息等。

政务信息包括政务管理信息、行政管理信息等。

社会信息包括企业管理信息、民生服务信息等。

由各委办局生产数据库、备份数据库或数据服务提供的地理数据，经处理转换为空间数据库。在空间数据库基础上，增加业务流和信息流信息，形成一个城乡一体化信息栅格系统的空间数据库，为城乡一体化信息栅格系统提供空间数据支持。

利用联邦政府总体架构框架(FEAF)为城乡一体化信息栅格系统建立架构。

对共享资源中数据采用UUID算法进行标准化处理。UDDI(Universal DescriptionDiscovery and Integration，通用描述、发现与集成服务)。UDDI提供了一个机制，以一种有效的方式来浏览、发现WebServices以及它们之间的相互作用。

信息栅格包括空间信息栅格、流程控制栅格、融合分析栅格和协同服务栅格。

聚集层中各数据总服务器还用于根据调取的子分类数据实时更新空间信息栅格。

本发明的城乡一体化信息栅格系统中的安全保障包括数据安全、服务安全、用户安全和网络安全等。另外，本发明的城乡一体化信息栅格系统中的标准规范包括空间数据标准、应用服务标准、开发规范、接口规范和技术标准性能指标等。

图3为本发明实施例的信息共享方法的步骤图，如图3所示，基于上述城乡一体化信息栅格系统的信息共享方法，包括以下步骤：

基础数据收集装置实时收集基础数据，并将基础数据上传至资源层中相应种类的数据子服务器；

数据子服务器接收对应种类的基础数据，并存储为子分类数据；

数据总服务器根据应用层的需求从相应种类的多个数据子服务器中调取子分类数据，采用UUID算法对该子分类数据进行标准化处理，对标准化处理后的子分类数据进行聚合，并将聚合后的子分类数据存储为总分类数据，将每种总分类数据汇聚至各空间信息栅格中；

查询服务器分别与各空间信息栅格链接，每个查询服务器供用户访问各空间信息栅格。

上述信息共享方法，还包括：利用网络传输装置建立基础设施层、资源层、聚集层和应用层之间的链路。

资源层包括空间信息总服务器、动态信息总服务器、公共信息总服务器、政务信息总服务器、社会信息总服务器。

信息栅格包括空间信息栅格、流程控制栅格、融合分析栅格和协同服务栅格。

上述信息共享方法，还包括：聚集层中各数据总服务器根据调取的子分类数据实时更新空间信息栅格。

实施例一

城乡一体化信息栅格系统是根据城市业务规则和管理需求建设的集城市信息资源规划、建设、管理、集成、共享、分发、服务的一体化平台，通过云计算数据中心，为信息资源管理、政务服务提供数据交换共享平台，通过栅格服务，为政务内部系统和外部系统提供应用。具体建设内容如图4所示，城乡一体化信息栅格系统采集外部多种来源的数据，对这些数据进行分类存储，并进行标准化处理，然后将标准化处理的数据供给应用端。

城乡一体化信息栅格系统的具体实现形式是城乡一体化信息栅格(CityInformation Grid，CIG)，是实现城乡全面互联的、端到端的智慧城市最核心的信息基础设施。

CIG采用新一代信息技术构建的信息资源开发与管理平台，集数据、流程、分析、协同与服务为一体，通过物物互联、人物互联、人人互联实现政府、企业、居民的实时互动，形成人人参与的泛在服务模式，如一站式政务服务、按需定制服务等方式，实现系统间的互联互通和泛在服务。

CIG包含空间信息栅格、流程控制栅格、融合分析栅格和协同服务栅格。解决问题的途径是充分利用现有的信息资源，整合已经建立的人口、法人、地理信息、社会经济数据库等资源建立空间信息栅格；通过流程控制栅格将用户需要的信息从其他业务应用系统中按需聚合到CIG平台上，并以专题服务的形式提供给不同的用户；通过集成信息资源管理平台、政务大数据中心、数据交换共享平台建立融合分析栅格和协同服务栅格。

城乡一体化信息栅格平台设计的核心是通过空间栅格集成各类信息资源，按需动态分配给需要的用户，这种集约化设计，可有效降低城市信息资源建设和管理的费用，节省大量数据转换、清洗、入库的工作，最大限度地降低数据冗余，解决各委办局的信息无法同步更新的问题，同时城乡一体化信息栅格平台还是实现智慧城市顶层设计和城市综合运营管理中心的基础，通过仿真分析评估，不断优化城市治理体系，提高城市管理与服务水平，实现城市协同管理、决策、城市监测预警、联动应急指挥能力和互联互通互操作的能力。

实施例二

智慧城市建设离不开导航遥感通讯技术，将“感、传、智、用”和智慧城市建设项目相结合，以遥感卫星、导航卫星、无人机、通信卫星等为手段，整合空间信息资源和动态信息资源，建立空间信息数据库、动态信息数据库和公共信息数据库，搭建云服务平台，通过政府内网和外网，提供行政审批和决策辅助能力，为企业和公众服务的。

城乡一体化信息栅格技术是航天智慧城市的关键技术，能够有效解决城市信息孤岛、系统重复建设、信息资源无法充分共享，部门协同困难等难题，具有广泛的市场前景，是五院智慧产业发展的核心驱动力。

以智慧城市发展为导向，通过城乡一体化信息栅格系统平台的建设，对城市相关数据资源、感知资源、网络资源、存储资源、计算资源等各类信息资源进行统一规划、建设和管理，采用集约化的设计方法。集成相关行业及区域信息化系统，进一步夯实和拓展智慧城市建设市场的产品基础，打造智慧产业板块总体平台，统筹内部资源，与内部相关单位通过资本纽带和产业配套形式进行合作，构建产业链，打造生态圈，引领航天智慧产业的发展。对外做智慧城市领域领先的规划咨询服务商、应用系统集成商、系统级产品制造商和城市数据运营服务商。

实施例三

数据实时汇聚算法，在对数据进行汇聚时，采用实时计算的方式，数据源根据元数据确定的更新频率实时更新数据，在数据实时汇聚计算到达的时刻为此时内存中的数据实体模型拥有的数据做一个切片，此切片为对数据组的映射(保障计算结果的稳定性)，根据切片进行计算。彻底屏蔽数据实体模型和数据源的差异，将数据的更新推送与数据的汇聚拉取实时解耦。数据实时汇聚算法可以分解为以下几个部分：数据实时汇聚＝多源数据分类处理+数据更新+数据栅格，以户籍人口数据的实时汇聚来举例说明。

户籍人口数据来源于人口基础信息、户籍关系信息、房屋信息、五权信息等。多源数据分类处理算法，是将这些不同来源的数据使用映射关系算法映射至数据实体，为追踪数据来源采用UUID(Universally Unique Identifier，通用唯一识别码，是一种软件构建标准，其目的是让分布式系统中的所有元素，都能有唯一的辨识信息，而不需要通过中央控制端来做辨识信息的指定)算法计算数据的唯一标识，将数据实体的唯一标识与主键分开进行设计，数据的主键为业务进行服务，分为唯一主键(如身份证号码，房产证标号等)，联合主键(如姓名+地址，姓名+手机号)，为此确保多源数据映射至唯一实体，同时保证去掉重复数据；

数据更新算法有元数据更新算法和权重更新算法。户籍人口数据随着人口基础信息、户籍关系信息、房屋信息、五权信息等的变化将实时更新，在每一次拉取数据时将产生数据的元数据，描述对应数据的来源、更新时间和生产时间。聚合服务时，在需要数据去重的计算过程中以数据生产时间对失效数据一票否决，这是元数据更新算法；然而大量政务数据缺少生产时间这个重要的去重依据，因此需要将数据实体的字段和数据来源的元数据建立权重模型，根据实时的权重模型决定数据清洗的结果，这就是数据权重更新算法；

数据栅格算法，为数据建立空间栅格，将空间栅格与地址结合起来，例如，为户籍人口数据实体新建栅格字段，通过数据栅格算法能对地址与栅格进行编码正反向计算，为户籍人口数据建立一个栅格索引。据统计，政务类数据基于栅格索引的查询统计可以优化效率50％以上。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种城乡一体化信息栅格系统，其特征在于，包括：

基础设施层，包括多种基础数据收集装置，每种基础数据服务器包括多个基础数据收集装置，每个基础数据收集装置均用于实时收集基础数据，并将基础数据上传至资源层中相应种类的数据子服务器；

资源层，包括多种数据子服务器，每种数据子服务器包括多个数据子服务器，每个数据子服务器与基础设施层中相应种类的多个基础数据收集装置电连接，每个数据子服务器均用于接收对应种类的基础数据，并存储为子分类数据；

聚集层，包括多种数据总服务器，每种数据总服务器包括多个数据总服务器，每个数据总服务器与资源层中相应种类的多个数据子服务器电连接，每个数据总服务器均用于根据应用层的需求从相应种类的多个数据子服务器中调取子分类数据，采用UUID算法对该子分类数据进行标准化处理，对标准化处理后的子分类数据进行聚合，并将聚合后的子分类数据存储为总分类数据，将每种总分类数据汇聚至各信息栅格中；

应用层，包括多种查询服务器，每种查询服务器包括多个查询服务器，每个查询服务器分别与各信息栅格链接，每个查询服务器均用于供用户访问各信息栅格。

2.根据权利要求1所述的城乡一体化信息栅格系统，其特征在于，还包括：连通层，包括多个网络传输装置，每个网络传输装置均用于建立基础设施层、资源层、聚集层和应用层之间的链路。

3.根据权利要求2所述的城乡一体化信息栅格系统，其特征在于，资源层包括空间信息总服务器、动态信息总服务器、公共信息总服务器、政务信息总服务器、社会信息总服务器。

4.根据权利要求3所述的城乡一体化信息栅格系统，其特征在于，信息栅格包括空间信息栅格、流程控制栅格、融合分析栅格和协同服务栅格。

5.根据权利要求4所述的城乡一体化信息栅格系统，其特征在于，聚集层中各数据总服务器还用于根据调取的子分类数据实时更新空间信息栅格。

6.一种基于权利要求1所述城乡一体化信息栅格系统的信息共享方法，其特征在于，包括以下步骤：

基础数据收集装置实时收集基础数据，并将基础数据上传至资源层中相应种类的数据子服务器；

数据子服务器接收对应种类的基础数据，并存储为子分类数据；

数据总服务器根据应用层的需求从相应种类的多个数据子服务器中调取子分类数据，采用UUID算法对该子分类数据进行标准化处理，对标准化处理后的子分类数据进行聚合，并将聚合后的子分类数据存储为总分类数据，将每种总分类数据汇聚至各空间信息栅格中；

查询服务器分别与各空间信息栅格链接，每个查询服务器供用户访问各空间信息栅格。

7.根据权利要求6所述的信息共享方法，其特征在于，还包括：利用网络传输装置建立基础设施层、资源层、聚集层和应用层之间的链路。

8.根据权利要求7所述的信息共享方法，其特征在于，资源层包括空间信息总服务器、动态信息总服务器、公共信息总服务器、政务信息总服务器、社会信息总服务器。

9.根据权利要求8所述的信息共享方法，其特征在于，信息栅格包括空间信息栅格、流程控制栅格、融合分析栅格和协同服务栅格。

10.根据权利要求9所述的信息共享方法，其特征在于，还包括：聚集层中各数据总服务器根据调取的子分类数据实时更新空间信息栅格。