12 国土资源电子政务平台的设计原则和方法.docx
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12国土资源电子政务平台的设计原则和方法
国土资源电子政务的设计原则和方法
1引言
2004年在贵州省贵阳市举行的“全国国土资源电子政务建设工作会议”上，国土资源部明确指出今后四年国土资源电子政务建设的总体目标是：
基本建成结构合理、功能完整、安全稳定、覆盖全局的国土资源电子政务系统；实现国土资源政务管理和决策支持的网络化运行，形成网上双向互动式的国土资源公众信息服务体系。
综观我国国土资源信息化建设的历程大致经历了数字制图与科学计算、数据库与单一系统建设等发展阶段，现已进入数据中心与电子政务建设时期。
国土资源电子政务系统的设计方法也从传统的面向主流业务的模式和面向业务科室的模式向着面向业务流程的多层电子政务设计方法过渡。
通过吸取传统电子政务设计模式的优点，并针对传统设计模式的弊端，目前提出了新的国土资源电子政务设计方法——面向业务流程的多层电子政务设计模式。
这种新的电子政务设计模式能很好的解决面向业务与面向科室这两种设计模式在一个体系中业务与科室难以协同工作的问题。
用这种新的设计方法只需要一个系统就能完成所有国土资源电子政务的内容，真正地实现了一站式服务。
采用B/S多层架构方式，在客户端就不用维护。
新的设计方法同时能够很好的支持业务流程的扩充性，即当增加一个业务流程，只需要相应的增加这个流程的模板，就能完成这个流程的任务，并不会影响其他的流程。
1.1设计原则和依据
1.1.1设计原则
（1）先进性
包括硬件设备、软件和技术方法的先进性：
硬件设备的先进性：
硬件设备应选用性能价格比高的设备，并有很高的可靠性和较长的使用寿命；
软件的先进性：
软件应当采用目前国际上通用并符合发展趋势的软件，为以后的功能扩充打下基础；
技术方法的先进性：
采用先进的技术方法和理论，设计实用、可靠、具有先进理论水平的分析模型和应用模型。
（2）稳定性
系统建设将采用先进和高度商品化的软硬件平台、网络设备和二次开发工具。
在进行系统设计、实现和测试时采用科学有效的技术和手段，确保系统交付使用后能持续稳定地运行。
（3）安全性
由于系统业务涉及不同权限的职能部门、不同类型的业务数据，系统的安全保密性是系统设计的重要原则。
系统应采用权限控制和网络控制两种方法，保证整个软件系统不会出现非法访问和各子功能的非法使用：
权限控制包括操作系统、数据库管理系统和按岗位权限设置功能三级控制；使系统本身对于数据库中数据存取进行控制，防止无关用户对数据的有意或无意破坏以及对数据的非法存取，并采用数据备份等技术，保证数据的安全性；
网络控制采用内网从物理上和外网分开，通过防火墙同外网进行隔离的网络建设方案；网上申报通过电子证书认证及用户名和密码的检验来保证安全。
（4）可维护性
维护方式：
系统提供对系统自身的集中操作维护的功能，真正做到使系统能在数据损坏、丢失等情况下将备份数据倒回，实现数据恢复。
维护工作量：
系统提供集中的、智能化的维护工具，尽可能减少手工维护工作量，确保系统的正常运行。
（5）易操作性
界面设计：
系统应提供美观实用、友好直观的中文图形化用户管理界面，充分考虑办公人员的习惯，方便易学、易于操作，含全菜单式处理和各种快捷键操作，保证多数功能一键到达。
系统应以图形化的方式提供各种操作手段，充分发挥GIS以图形面对用户的特点，信息的表现方式更直观，效率更高，摆脱过去那种面对大量枯燥的表格、文字信息进行数据挖掘的状况。
系统应提供即时在线联机帮助功能，随时对操作者遇到的疑难进行解答。
（6）可扩展性
功能扩展：
为了满足用户今后系统扩容和扩大应用范围的需求，系统应充分考虑从系统结构、功能设计、管理对象等各方面的功能扩展。
软硬件升级：
系统应充分考虑软硬件平台的可扩展性及软、硬件的负载平衡机制。
随着关键软件和硬件的发展以及管理功能的增加，系统具有灵活和平滑的扩展能力。
（7）开放性
为了确保应用系统具有良好的互操作性和可移植性，系统的数据格式应该符合有关国家标准或行业标准。
1.1.2设计依据
一系统功能设计的技术依据
（1）《国土资源信息化“十五”规划和2010年远景目标（纲要）》，国土资源部
（2）《全国国土资源政务管理信息系统与信息服务系统建设总体方案》，国土资源部
（3）《国土资源信息系统建设规范》，国土资源部
（4）《县（市）级土地利用规划管理信息系统建设指南》，国土资源部
（5）《全国国土资源信息网络系统建设规范（试行）》，国土资源部
（6）《全国国土资源信息网络系统安全管理规定（试行）》，国土资源部
（7）《企业管理信息系统开发规范（试行）》，国务院电子信息系统推广应用办公室
（8）《土地利用现状调查技术规程》，全国农业区化委员会
（9）《城镇地籍调查规程》，国土资源部
（10）《县级土地利用总体规划规程》，国土资源部
（11）《城镇土地分等定级规程》，GB/T18507－2001
（12）《城镇土地估价规程》，GB/T18508－2001
（13）《国务院关于加强国有土地资产管理的通知》，国发[2001]15号
（14）《关于整顿和规范土地市场秩序的通知》，国土资发[2001]174号
（15）《关于进一步推行招标拍卖出让国有土地使用权的通知》，国土资发[1999]30号
（16）《关于切实做好耕地占补平衡工作的通知》，国土资发[1999]39号
（17）《关于印发试行<土地分类>的通知》，国土资发[2001]255号
（18）《关于建立建设用地信息发布制度的通知》，国土资发[1998]222号
（19）《国土资源行政复议规定》，国土资发[2001]8号
（20）《关于国土资源电子政务建设的指导意见》，国土资源部
二数据库建设方面的技术依据
（1）《中华人民共和国行政区划代码》，GB2260—2000
（2）《地球空间数据交换格式》，GB/T17798—1999
（3）《国土基础信息数据分类与代码》，GB/T13923－1992
（4）《城市地理要素—城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线，编码结构规则》，GB14395－93
（5）《国家基本比例尺地形图分幅和编号》，GB/T13989—1992
（6）《1∶50001∶10000地形图图式》，GB/T5791—1993
（7）《1∶5001∶10001∶2000，地形图要素分类与代码》，GB14804－1993
（8）《1∶5001∶10001∶2000，地形图图式》，GB/T7929-1995
（9）《1∶5001∶10001∶2000地形图数字化规范》，GB/T17160-1997
（10）《地籍测绘规范》，国家测绘局CH5002-1994
（11）《地籍图式规范》，国家测绘局CH5002-1994
（12）《大比例尺地形图机助成图规范》，GB14912-1994
（13）《城镇地籍数据库标准（试行）》，国土资源部
（14）《县（市）级土地利用数据库标准（试行）》，国土资源部
（15）《县（市）级土地利用规划数据库标准》，国土资源部
（16）《国土资源信息核心元数据库标准》，国土资源部
（17）《地质图空间数据库工作指南》，国土资源部
（18）《矿产地质数据库建设工作指南》，国土资源部
（19）《矿产资源规划数据库标准（试行）》，国土资源部
（20）《省级矿产资源规划数据库建设指南（试行）》，国土资源部
（21）《土地利用现状数据验收标准》，国土资源部
三软件工程管理中的技术依据
（1）《软件工程术语》，GB/T11457-1989
（2）《计算机软件开发规范》，GB/T8566-1988
（3）《计算机软件产品开发文件编制指南》，GB/T8567-1988
（4）《计算机软件需求说明编制指南》，GB/T9385-1988
（5）《信息技术软件生存期过程》，GB/T8566-1995
（6）《软件文档管理指南》，GB/T16680-1996
（7）《计算机质量保证计划规范》，GB/T12504-1990
（8）《计算机配置管理计划规范》，GB/T12505-1990
1.2传统的电子政务设计方法
1.2.1传统的国土资源电子政务设计模式
传统的国土资源电子政务设计模式主要是从两个方面来考虑：
要么是面向各主流业务或者是面向各业务科室。
对于这两种设计模式都是采用开发一套与之功能相对应的系统，来满足各主流业务或者各科室的需要。
1.2.1.1面向主流业务的模式
这种模式主要是从国土部门整个业务的角度来考虑，把国土部门目前所涉及到的最为广泛使用的各业务流程提炼出来，针对每个主业务流程开发一套系统。
典型的案例如：
城镇地籍管理系统主要是面向土地登记业务，包括“收件”、“申请”、“地籍调查”、“初审”、“审核”、“审批”、“登记卡”、“发证”、“归档”等多个子业务，对于这些子业务就涉及到“窗口”、“地籍科”、“主管局长”、“信息中心”、“档案室”等多个业务科室及领导办公。
可以采用图4-1来表示该模式的设计思想，先把主流业务根据实际工作情况划分为各个小的且功能独立的子业务流程，每个子业务能在一个业务科室单独完成其功能，这样一个业务科室可能分管了多个子业务功能。
这种模式的设计开发方法是以这个主要业务流程为对象，了解该业务需求、选定业务实现方案、进行业务流程设计、数据库设计然后开发一个该业务的管理信息系统，以C/S或者B/S方式运行在国土部门办公网络环境内，对于每个业务科室使用相同的系统，只是根据不同的权限来进行不同的操作，系统作为各个科室进行这个主要业务的一个工具来使用。
设想如果采用面向主流业务模式的方法来架构整个国土资源电子政务系统，由于目前国土部门的业务多达几十个流程，那么就应该建立几十个与之相对应的业务系统，而这些业务系统又分布在各个业务科室之间，可以设想对于管理较多业务的科室只有安装多达几十个的业务系统才能完成该科室的业务工作，其工作人员的劳动强度是难以想象的，并且对于这么多的系统维护的工作量也是不难想象的繁重。
那么利用电子政务来提高工作及管理效率也就失去了它原有的意义。
图4-1面向主流业务模式结构图
1.2.1.2面向业务科室的模式
这种模式主要是从国土部门每个业务科室的职能角度来考虑，以国土部门各个业务科室所负责的业务为主线，针对每个业务科室所管理的实际工作来开发系统。
典型的案例如：
土地利用规划管理系统主要是面向规划科室的，把规划业务日常所涉及的最主要的：
“规划编制”、“规划实施”、“规划成果管理”这三个方面的工作内容通过系统管理起来，使规划科室的工作人员能在这个系统中一次性的完成工作。
可以采用图4-2来表示该模式的设计思想，先把业务科室的工作职能进行分解，划分为各个功能独立的模块，可能各个模块实现的功能就是主业务流程里面的一个小的功能。
一个科室只要在一个系统中就能完成所有的业务工作。
这种模式的设计开发方法是以该业务科室为对象，在了解该业务科室所负责的业务工作之后，把该科室的职能进行功能上的划分，然后进行功能模块设计、数据库设计，最后开发一个专门针对该科室业务的管理信息系统，以C/S或者B/S方式运行在国土部门办公网络环境内。
每个科室都运行与之工作内容相对应的系统。
如果采用面向业务科室模式的方法来架构整个国土资源电子政务系统，由于目前国土部门各个业务科室划分非常细，那么就必须针对每个科室来设计系统，而且各个科室所涉及的职责随着情况会有一定的调整，这种情况下就必须改动程序才能适应科室当前的业务，可以预见改动程序以及系统维护的工作量是非常大的。
同时怎样让一个要办理的主要业务流程顺利的在各个科室之间传递，这也是在这种设计模式中必须重点考虑的问题，如果一个业务不
能从头到尾顺利的流转下来，那么与实施电子政务以提高工作效率的初衷就大相径庭。
图4-2面向业务科室模式结构图
1.2.2传统的国土资源电子政务设计模式的解决方案和弊端
目前国内进行国土部门信息化时通常采用这两种设计方法，的确能够在一定程度上快速的解决国土部门对部分信息化工作的需要，而且投资不多，市场上可选择的同类软件也相当多，因此当某个国土部门只打算对极小部分工作实现信息化时，诚然它是一个理想而便捷的选择。
但是必须注意到，上面所描述的两种传统电子政务设计模式要么只解决了主要业务流程在办理过程中的畅通性而忽略了各个业务科室工作的完整性，要么只解决了各个业务科室工作办理的完整性而忽略了业务流转的畅通性，针对这两种设计模式所存在的问题，目前也提出了解决方案，无论是面向主流业务的设计模式由于一个业务科室要安装多个系统才能完成本职工作的问题，还是面向业务科室的设计模式由于一个主流业务在多个科室之间不能很好流转的问题，都借用了目前流行的“一站式”服务思想，把各个系统集成在一个统一的服务入口，无论是采用面向业务还是面向科室的设计模式的国土资源电子政务系统，业务人员都能在这个统一的入口完成所有的事情。
但是这只是一种权宜之计，其实这种“一站式”服务并没有真正的实现一种整合的无缝集成的“一站式”服务，它只是在这个服务入口提供了各个系统的连接功能，由于在国土电子政务设计之前过分着重于局部功能上的设计而忽视了从整个国土行业全局上的考虑，因而在各个系统建成之后无论再想尽任何办法，各个系统还是各个独自开发的应用软件和用户界面、各自的数据库、各自的操作系统，彼此之间仍然是完全独立的体系。
由于这些独立的体系之间缺乏统一的规划和标准，使得各自建设的系统与网络最终成为一个个“信息孤岛”，即信息被封存在不同的应用平台和数据库中，大量有用信息分散在各个“死角”，无法在一个统一的平台上高度共享信息、协同完成各种复杂的业务处理，同时各个业务系统相互独立、管理分散，信息不能共享，必须花大量的人力、物力、财力在不同的应用系统之间切换，造成资源浪费和重复劳动。
1.2.3国土资源“一站式”服务
“一站式”服务一词最早来源于英文的“One-Stop”，所谓一站式服务是指以最方便快捷的方式，为客户提供一切必须的服务，即用户只需访问相应的门户网站，便能方便地获得所需的各种信息资源。
国土资源电子政务的发展趋势之一就是整合国土政府部门的各种服务功能，为公民、企业和其他社会单位提供一个统一的服务入口，即通过国土政府部门信息门户提供"一站式"（onestop）服务。
国土资源“一站式”服务主要是弄清国土部门的功能与业务流之间的关系，以及国土部门各个业务流之间的逻辑依赖关系。
图4-3国土部门电子政务一站式服务信息参考模型
图4-3是采用“一站式”服务思想来设计的国土部门电子政务信息参考模型。
我们可以从中看出，只要客户从国土资源门户网站进入之后，任何想办理的事情或者查询的信息都会在这个门户中获得，而不需要在从别的地方找寻所需要的东西。
通过国土政府信息门户提出服务申请最大的好处在于不受时间、地点的限制，不用排队，不用担心政府的官僚主义作风。
我国国土政府信息门户可以提供以公文流转、土地规划、土地登记、建设用地项目审批、土地收购储备、地价评估、地价确认、耕地保护等业务流程的服务，以及提供国土资源决策支持、国土资源信息发布、国土资源信息查询、国土资源导航与搜索引擎、国土资源多媒体演示等功能。
1.3基于GIS网络的工作流
GIS网络模型仿真社会生活中的流程化工作环境，可以把复杂的工作流程抽象成高度数学模型化的GIS网络，并且通过GIS使其可视化；运用GIS的空间拓扑技术来解决工作流中的诸多业务逻辑控制问题，如：
流转、安全、历史等；运用GIS的图形编辑工具直接完成工作流的可视化编辑。
1.3.1目前工作流技术发展的现状
目前的工作流引擎主要是基于关系的，它的数据模型直接的通过关系结构来表达；控制工作流引擎运作的各种程序逻辑（即控制模型）也是直接通过常规关系数据库管理系统中所提供的存储过程、包以及触发器等机制来实现；同时，事务的并发控制也通过数据库系统所提供的机制来实现。
从技术角度来说，使用关系结构来表达工作流引擎中的数据模型可以部分的降低工作流引擎开发过程中的技术难度和工作量，但是也存在着一些难以克服的困难，具体表现在：
与工作流引擎相关的各种控制数据（包括业务活动的状态数据）存储在数据库系统中，造成数据库中表结构、表之间的关系相当复杂不利于开发和日常维护；与此相关的数据的完整性由数据库管理系统来维护，利用数据库管理系统提供的各种DML语句来操纵工作流引擎所需的各种数据，这种方式造成流程定义维护复杂，业务逻辑控制容易出错，而且对维护人员素质要求高，同时由于没有一个良好的可视化环境，不能很好的表现当前的业务逻辑。
从开发应用系统的角度来看，轻量级的信息化建设一般是同一数据库环境，在这个条件下为开发者提供一个基于关系结构的工作流引擎，并且这个工作流引擎所提供的功能方便地嵌入到应用的开发环境中，则可以降低开发应用的难度；但是大型的应用平台（政府政务平台），尤其是国土部门的政务办公环境往往比较复杂，业务部门是GIS＋ORACLE，办公自动化（OA）又是MIS＋SQLServer，不同部门之间经常存在使用不同的数据库环境，系统存在着所谓异构现象（即不同数据库之间存储过程、触发器等的不兼容），对于完全基于关系结构的轻量级工作流引擎，必然存在着开发与维护的困难。
基于GIS网络的工作流模型提供给开发与应用者的是一个完全可视化的网络工作环境，用户的开发应用完全是基于GIS的，GIS所使用的数据库或者文件方式对用户是透明的，有关数据库的支持完全由GIS完成，不必考虑数据库的异构问题，用户只需要专注于了解整个业务逻辑，将自己的逻辑图通过GIS绘制在计算机上，就可以完成工作流模板（业务逻辑模型）的定制，GIS会按照空间拓扑自动进行对控制逻辑的解释。
通过引入GIS的处理方式，将抽象的业务逻辑图具体化，把它变为实际的GIS网络模型，用GIS网络的思想来理解它、实现它，把业务逻辑可视化，用户在进行业务逻辑设计时，可以摆脱烦杂的与数据库有关的操作，专心于业务逻辑的分析。
基于GIS网络的工作流模型整体架构具体如下：
图4-4基于GIS网络的工作流模型整体架构
1.3.2基于GIS网络的工作流模型
网络是地理信息系统中一类独特的数据实体，它由若干线性实体通过结点连结而成。
网络分析是空间分析的一个重要方面，是依据网络拓扑关系（线性实体之间，线性实体与结点之间，结点与结点之间的连结、连通关系），并通过考察网络元素的空间、属性数据，对网络的性能特征进行多方面的分析计算，“连通关系”可以解决工作流的控制问题，“结点”可以解决工作流中角色的问题，结点之间连接上的“权重”能解决工作流控制中突发事件及“特事特办”的处理问题。
1.3.2.1网络模型与工作流引擎
1.3.2.2GIS网络模型
为了了解工作流的机制，有必要清楚GIS网络模型的概念。
网络是由若干线性实体互连而成的一个系统，资源经由网络来传输，实体间的联络也经由网络来达成。
构成网络的最基本元素是线性实体以及这些实体的连接交汇点，前者称为网线，后者称为结点。
网络元素间的拓扑关系是网络的重要特性。
在网络中，结点是和网线紧密联系的，网线两端是结点，结点与一条或多条网线相联系。
在MAPGIS网络的空间数据库中，每条网线都有其拓扑数据，记录着与它相联系的前后结点；每个结点也有其拓扑数据，记录着与它相联系的全部网线。
GIS网络数据模型是真实世界中网络系统的抽象表示，具体的如：
交通网、通讯网、自来水管网、煤气管网等，这些是日常生活中可以看见的网络；另外，社会生活中的流程化工作环境也能够构成一个看不见的社会工作网络，从“工作流”的角度看，它实际上就是环境内多个业务工作流的交叉、融合。
1.3.2.3运用GIS网络技术构建工作流模型
通过对GIS网络数据模型和工作流需求的深入研究，我们概括出一个抽象的、普遍适用的工作流模型。
在这一模型中，“结点”代表了工作流中的不同角色（如：
业务科室），“网线”代表了工作流中角色之间的联系（如：
局长办公室与地籍科之间的联系），这样工作流中的流转发送就转化为了网络中的资源流动，工作流控制也就变成了网络控制，实现了将现实生活中的社会运动数学模型化，不仅简化而且可视化了业务逻辑，使业务逻辑的控制更加简便、快捷和准确，在这个基础上，使我们能更好地分析解决业务逻辑控制问题。
作为工作流中的基本元素，角色具有角色名称、事件号列表、事件名称列表等属性，“角色名称”可以和商用数据库中的角色一一对应，事件号可以和动态表单关联，用来触发表单，使用户能在“恰当”的时候使用；角色之间的联系主要具有顺权、逆权这两个从GIS网络中引入的两个概念，“顺权”表示从起始角色到终点角色的权重，反之为“逆权”，通过顺权、逆权的设置以及网络拓扑关系的控制，可以实现对案件流向特别是“特事特办”的控制。
工作流模型相关的模块包括工作流定义程序、工作流控制与监控组件（图4-5），工作流定义和实例数据与工作流相关数据（信息系统数据）统一存放在关系数据库中，实行一体化管理。
MAPGIS城镇地籍管理系统使用了这种工作流技术，既实现了业务的可调整和可定制，同时也成功解决了GIS应用系统和办公自动化系统的无缝集成。
图4-5MAPGIS城镇地籍管理系统工作流的应用示意图
1.3.2.4工作流模板的建立及案件流转
通过下面一个实际的省部级建设用地审批业务逻辑图的一部分，以及其对应工作流的构建过程，可以更好地理解“基于GIS网络的工作流模型”的运做方式，具体如下：
第一步，将图中的方框部分作为角色，图中的箭头连接线作为“联接”。
第二步，在网络工作流模板编辑器中，按业务流程图进行绘制，“联接”的绘制方向与业务逻辑图上的同向，由于利用了GIS工具，绘制过程中，角色会自动加入，并且自动维护角色与联接之间的业务逻辑（拓扑关系）。
第三步，设定角色名称、事件号列表，编辑联接的权重。
第四步，选择将角色全部添加入数据库，为每个角色分别添加用户。
图4-6业务逻辑图
至此，网络工作流模型的业务逻辑控制部分（见图4-6业务逻辑对应的工作流模板图）就全部完成了，它已经可以在“网络工作流模拟器”上，按照真实情况进行仿真运行，处理案件在不同角色和用户之间的流转了。
这里我们可以注意到，前面所有的操作过程都是在GIS的支持下“可视化”方式建立的，它的建立过程的简便性和“可视化”程度，是采用传统工作流模型时无法达到的，而且由于采用了GIS技术，提高了可视化程度，使业务流程转变为计算机控制的工作流过程得到很大简化，也降低了逻辑控制出错的可能性。
图4-7业务逻辑对应的工作流模板图
图4-7中“P2”角色记录了a，b，c三条进入连接，d一条出去连接，以及b连接是由角色“P1”到角色“P2”等信息，这些信息是在GIS上绘制工作流模板时自动形成的，案件就会按照它的定义进行流转。
1.3.2.5案件历史
工作流的案件历史是通过“一个模板多个实例”和“多个实例统一存储”的机制实现的，所谓“一个模板多个实例”就是所有相同类型的案件都是参照同一个模板而建立起来的不同实例，实例之间相互隔绝；“多个实例统一存储”是指，多个按同一或不同模板建立的实例在数据库中统一存储，这样便于不同业务流程之间的交叉，能够有力的促进不同业务系统间的必要融合。
在案件的办理过程中，案件的流向始终是由“工作流模板”和用户自身的权重控制的，实例库只是忠实地记录案件的每个办理过程和办理状态，案件办结后，可以归入历史库，历史案件的办理过程不受任何模板变化的影响。
在案件办理过程中，如果出现“工作流模板”（业务逻辑）发生变化，案件库能够不受影响的按新逻辑办理，并且能把这种业务逻辑变化记录到案件库中，以备将来查阅。
1.3.2.6工作流的安全机制
“工作流模板”（业务逻辑）和案件的安全是通过商用数据库来控制的，办理过程的安全是通过“工作流模板”（业务逻辑）控制，因此，基于
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