政务大数据基础支撑平台设计方案.docx
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政务大数据基础支撑平台设计方案
政务大数据基础支撑平台设计方案
基础支撑平台是支撑应用系统的软件运行环境，包括服务器虚拟化软件、操作系统、数据库软件、GIS地理信息引擎软件、应用服务器中间件软件、企业服务总线等。
基础支撑平台软件的逻辑关系如下图：
一.1.1服务器虚拟化软件
虚拟化软件将物理机设备进行虚拟化，以提高资源的利用率，提高设备的扩展性，同时节约了能源等消耗，节约场地等配套设施，并便于设备的集中管理。
虚拟化平台建成后，利用云服务管理能力就可以实现从服务申请到虚拟化部署、从系统标准化安装到软件部署等。
服务器的整合在保持原有的服务器平台硬件和软件的前提下，在服务器裸设备上安装虚拟化管理软件，再虚拟化出来若干系统环境，相当于多个云主机。
具体功能如下：
（1）虚拟平台的管理中心应能够实现集中的对虚拟平台本身和其上工作的所有虚拟机进行自动的升级和更新；
（2）支持在线的虚拟机迁移动能；
（3）支持将多个物理机组成集群，同时支持动态资源分配功能；
（4）当一台物理机发生故障时，虚拟机可以实现在集群之内的其它物理机上重新启动；
（5）提供备份功能，备份功能支持重复数据删除技术；
（6）具有智能的电源管理功能。
一.1.2操作系统
操作系统是管理计算机硬件资源，控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。
操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。
桌面操作系统主要用于个人计算机上。
个人计算机从硬件架构上来说主要分为两大阵营，PC机与Mac机，从软件上可主要分为两大类，分别为类Unix操作系统和Windows操作系统。
服务器操作系统一般指的是安装在大型计算机上的操作系统，如Web服务器、应用服务器和数据库服务器等。
服务器操作系统主要集中在三大类：
、Unix系列、Linux系列和Windows系列。
一.1.3数据库软件
数据库管理软件采用业界领先的以高级结构化查询语言（SQL）为基础的大型关系数据库，作为用方便逻辑管理的语言操纵大量有规律数据的集合，可以运行在各种计算机硬件和各种操作系统上。
基本要求如下：
Ø支持大容量数据库存储；
Ø支持面向对象的设计；
Ø支持多媒体数据类型；
Ø响应时间快、数据单位时间吞吐量大；
Ø具有并行处理能力，支持多CPU模式的系统；
Ø提供数据的正确性和一致性保护，包括实体完整性、参照完整性、复杂的事务规则；
Ø安全保密机制完善，提供账户管理、用户权限、网络安全控制、数据约束。
Ø支持分布式应用，具有数据透明度与网络透明度；
Ø具有可移植性和可扩展性；
Ø具有较强的容错能力，有磁盘镜象处理功能。
一.1.4WEB中间件软件
应用服务器中间件是位于操作系统与上层应用之间的中间支撑软件，具有标准的程序接口和协议，对于不同的平台具有符合标准接口和协议规范的具体体现，提供跨平台的应用、服务解决方案。
它可保证事务在异构环境下正常运行，对事务进行安全性、完整性控制，提高应用处理的并发性、吞吐量，对应用事务进行协调管理。
数据交换中间件确保平台可以方便的在不同的操作系统和硬件平台上运行。
能够实现各异构数据库之间的数据集成，保证异构数据库之间的数据交换与共享，支持结构化文件与非结构化文件的读写，对XML、EXCEL、TXT等结构化文件提供文件内容解析功能，支持大数据文件的读取。
应该保证数据的可靠安全的传输，数据交换中间件支持HTTP/HTTPS传输协议，支持消息传输（消息主动发送、请求/应答、订阅/发布、消息路由）与文件（特别是大文件）传输。
具有数据转换的功能，支持数据格式转换、数据内容转换，提供图形化数据转换规则生成工具，提供对交换结点状态监控要求、交换服务状态监控要求、交换过程监控要求、交换日志管理要求、远程部署要求等多个方面。
具体参数如下：
（1）支持多种标准，包括EJB、JSB、JMS、JDBC、XML和WML，支持J2EE。
（2）高可扩展性，支持客户机连接的共享、资源pooling以及动态网页和EJB组件群集。
（3）跨平台兼容性，支持与主流数据库、操作系统的紧密集成。
（4）支持命令行远程控制应用服务器，支持通过命令行远程调整中间件平台运行参数，获取中间件平台运行状态。
远程控制命令需要通过用户认证。
（5）支持集群技术：
集群可跨越防火墙，可跨越多网段。
集群技术底层支持基于TCP和UDP的单播或组播。
支持GossipRouter技术。
在集群中支持Farm部署方式，即一个节点的应用部署可自动复制到集群其他节点。
支持集群节点可选择节点数范围的复制（如集群中有n个节点，支持1个节点到少至1，多至n-1个节点的状态复制）。
不需要部署额外的集群管理节点，集群节点间为“点对点”的对称关系。
支持集群节点的动态组成，实时加入和移除集群成员。
（6）支持多种应用部署模式：
Ø支持应用热部署/反部署
Ø支持定制部署目录。
Ø支持应用程序打包部署和展开式部署。
Ø支持基于web控制台的部署上传和直接拷贝部署两种模式。
一.1.5GIS引擎软件
地理信息服务为社会治理大数据平台提供基于空间的查询、定位、分析和态势推演等地理信息综合服务，以满足信息管理的空间可视化需求。
一.1.5.1功能设计
（1）空间数据管理
空间数据管理是GIS平台的数据底层，为GIS应用提供必须的数据支撑。
Ø数据模型
空间数据管理应该遵循主流的行业标准和规范，保证良好的互操作性和开放式架构是实现面向服务架构的基础。
同时，标准的数据模型可以很容易地适应不断变化的要求，方便未来系统的升级和迁移。
除能够利用GIS产品自身空间数据库引擎外，还能够支持利用主流通用数据库管理空间数据，并支持通过对关系型数据库的面向对象数据类型的扩展，实现空间数据以及属性数据的一体化存储，并支持通过一致的数据接口实现空间数据以及属性数据的访问和操作。
Ø数据维护
数据维护主要包括权限控制、历史数据管理、数据管理、用户管理、数据备份与恢复、日志管理与系统监控等。
Ø数据导入导出
提供优秀的空间ETL工具，帮助数据采集、分析或管理人员完成异构数据格式的导入和导出。
支持主流的数据文件格式标准。
Ø数据离线编辑
离线编辑是指能够将数据库中的某个兴趣区域的指定数据输出成数据文件，例如支持将某个沿线缓冲区范围的周边数据剪切输出成数据文件，该数据可作为数据库中的部分数据的工作版本。
Ø空间元数据管理
空间元数据在地理空间信息中用于描述地理数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，从而实现地理空间信息共享。
目前，空间元数据标准主要有：
ISO/TC211元数据标准，FGDC元数据标准，以及国家基础地理信息系统（NFGIS）元数据标准。
通过建立元数据术语、定义及扩展的公用集合，支持用户根据具体需求创建多种复杂的元数据模型。
同时提供基于同时提供基于ISO,FGDC，NFGIS标准的元数据模板，使用户可以基于各种标准的模板进行扩展以创建用户自定义的数据模型。
Ø数据质量控制
在GIS系统中，数据是一个极为重要的因素。
GIS中数据质量的优劣，决定着系统分析质量以及整个应用的成败。
数据质量主要包括如下内容：
准确性、精度、空间分辨率、比例尺、误差等。
（2）GIS基础功能管理
图层管理：
Ø支持自定义图层；
Ø展示当前所打开地图的所有图层的详细信息；
Ø可以对每个对象的每个几何属性分别设定显示效果，譬如可以设置每个几何属性在每个显示比例尺下设置该对象是否可显示、可选择、可捕捉；
Ø可以根据特定分析的需要，自定义任意图层，该图层可包含任意感兴趣的对象，并可以集中设置该图层的显示效果，并且，该图层也可作为一些查询或分析的单元；
Ø可以方便的设定图层显示规则，譬如，能够根据图形所属对象的状态/类型等对象属性信息设置该对象在各种显示比例尺下是否可显示、可选择、可捕捉；
Ø可以根据最佳的图形分析和显示效果方便的定义不同图层的叠放次序；
Ø可以在整体数据库范围内根据需要进行图层群组设置。
渲染管理：
可以对图元进行渲染，渲染的颜色、方式可以设置。
主要包括：
点状渲染、线状渲染、面状渲染、注记渲染。
专题图管理
Ø支持业务的基本专题图功能，支持专题如下：
Ø单一专题或多专题；
Ø专题差异来自用户定义的颜色、样式；
Ø自动生成专题图的图例；
Ø用中文显示注记或图例和打印；
Ø按数量制作专题图：
渐变的颜色、渐变的符号、按比例的符号、点密度；
Ø制作图表专题图：
饼图、条形/柱状图、堆积柱状图；
Ø支持专题图的发布和管理。
地名管理：
地名管理可以将区域内的主要地名、地域、地点等，利用数据库管理起来，并且要和电子地图上的实际位置进行关联。
充分利用地图处理软件对地图的直观、精确、强大的数据分析能力，使实际电子地图的位置和数据库中的地址相匹配。
地名数据库是实现地名管理和应用的基础，各类地名管理功能都必须建立在地名数据库之上。
地名数据库是一个空间定位型的关系数据库，是将国家基本比例尺地形图上各类地名注记名称，连同其汉语拼音及属性特征建成的数据库。
地名信息数据按其内容可以分为地址门牌（包含地名/路名、门牌号、楼栋号、室牌号），外加行政区划、界线及其它地名（包括居民点、建筑物、单位、道路、河流、湖泊、山峰、山脉、旅游景点等）的空间信息和属性信息。
地图制作：
地图制作主要包括：
绘制对象、定制标注、编辑对象、修改属性、删除对象等。
地图输出：
Ø支持将地图输出到各种绘图仪或普通打印机；
Ø支持给定范围打印；
Ø支持输出不同格式，如BMP、PNG、PDF、SVG、EPS、TIF、KML等多种格式；
Ø支持所见即所得的打印。
地图浏览：
地图浏览主要包括：
基础地图展示、移动目标跟踪、历史数据展现等。
分析功能：
分析功能主要包括：
地理空间数据拓扑分析、空间分析、插值分析等。
（3）服务管理
服务管理主要提供对GIS服务从定制到发布、服务监控、服务日志、以及安全等方面的管理，并通过GIS的自管理能力，方便应用的实施。
主要包括：
服务装配、服务发布、服务定制、服务目录、服务日志、服务注册、服务监控、服务安全等。
一.1.5.2对外接口
一.1.5.2.1空间数据接口
（1）文件数据接口
（2）数据库接口
对于数据库，根据数据源的不同、数据类型的不同，采取相应的数据库接口和访问方案。
结合现有数据库的成熟技术，为各应用系统提供一致统一的数据库访问接口。
标准空间数据库访问接口
支持通过标准的数据接口实现空间数据以及属性数据的访问和操作。
一致的数据访问接口
支持常用的数据库接口技术：
开放式数据库连接，如ODBC，JDBC，OLEDB等，这些接口都用SQL作为查询语言对数据库进行操作。
一.1.5.2.2对外服务接口类型和能力
综合GIS服务平台中的信息共享系统和信息应用服务系统提供了诸多的Web服务。
这些Web服务承担了不同的角色，满足不同的用户需要。
从而形成了GIS服务平台中服务多样性这样一个特色。
基于GIS平台软件提供的技术支撑，服务平台可以提供OGC标准服务和基于标准Webservices的各种高级GIS服务以及REST服务等。
（1）OGC服务接口
OGC服务主要包括带SLD支持的WMS、事务性的WFS-T、WCS、元数据目录服务CAT、KML服务等。
CAT服务是元数据目录管理和发布的标准服务。
而KML由Google公司创建，最近纳入OGC标准的一个服务标准。
（2）WebServices服务接口
标准的Webservices指的是提供WSDL服务接口描述文档，能够向企业服务总线注册的Web服务。
标准的Webservices接口支持有：
WSDL服务接口描述协议：
负责描述Webservices的接口，WSDL其实是一个XML形式的文档。
UDDI：
用来管理Webservices。
提供服务的注册和查找功能。
当服务使用者已知一个Webservices的访问途径时，服务目录并不是必须的。
SOAP协议（SimpleObjectAccessProtocal,简单对象访问协议）：
它是一个用于分散和分布式环境下网络信息交换的基于XML的通讯协议。
在此协议下，软件组件或应用程序能够通过标准的HTTP协议进行通讯。
标准的Webservices指的是提供WSDL服务接口描述文档，能够向企业服务总线注册的Web服务。
GIS服务平台可以发布2D和3D、地图分析、目录、地理编码服务等多种服务方式，通过GIS服务平台能够提供如下一些GIS的Webservices能力：
地图显示、地图量算、地图查询、地图输出、地图编辑、地图分析、地理编码服务、目录服务、专题服务。
一.1.5.2.3GIS组件接口
通过GIS组件的接口，可以实现基本的GIS功能：
地图显示、浏览、查询统计、地图分析、地图打印等。
GIS组件接口可以通过流行的开发语言曝露出来,包括：
Java、.NET、C++、COM等等。
（1）访问服务接口：
访问OGC服务能力
访问WebServices能力
访问REST能力（可选）
（2）鼠标事件接口
暴露鼠标点击、双击、右键等事件接口，调用者可以决定是否执行缺省操作，或执行外部的逻辑。
（3）GIS基本功能接口：
显示、渲染、分析、查询、编辑、输出。
一.1.6ESB服务总线
XXX社会治理大数据平台将基于SOA架构理念设计，通过ESB服务总线，实现松耦合、易扩展的技术架构。
ESB企业服务总线提供了事件驱动和文档导向的处理模式，以及分布式的运行管理机制，它支持基于内容的路由和过滤，具备了复杂数据的传输能力，并可以提供一系列的标准接口。
具体要求如下：
（1）ESB支持松耦合、可扩展的SOA架构；
（2）支持开放式标准的ESB提供服务的定义、开发、注册、检索、寻址、认证、路由、安全、监控等功能；
（3）支持同步/异步、单向/双向等多种服务调用及通讯方式；
（4）支持JMS、HTTP等标准通讯协议和消息格式，能够实现分布式异构系统间的松耦合，可以灵活地应对不断增加的应用集成需求。
一.1.7支撑平台建设内容
序号
名称
产品描述
单位
数量
1
操作系统
服务器套与虚拟机套
套
2
服务器虚拟化
5台*4颗CPU授权
许可
3
数据库软件
1CPU集群
套
1
4
GIS引擎与地图数据
2D/2.5D与专题图层
套
1
5
WEB中间件软件
套
1
6
ESB服务总线
套
1
升级会员 