土地能源網絡監管制度探討范文

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作者：劉婷祝煒平張豐劉仁義單位：杭州師范大學遙感與地球科學研究院浙江省城市濕地與區域變化研究重點實驗室浙江省資源與環境信息系統重點實驗室

多級區域組織尺度

土地資源數據通常表現為跨區域，大區域性的數據可以劃分成子區域，并以此作為數據組織的基本單位．例如，土地利用更新調查一般以縣（市、區）為基本單位進行開展，國家、省、市級土地資源管理則以此來進行管理．

觀測研究尺度

對于不同類型的土地資源對象，對其觀測研究的尺度也不同．一般土地權屬要素采用較大比例尺，土地利用要素采用較小比例尺．對于同一類型的土地資源對象的要素，不同區域的土地資源管理部門也會采用不同比例尺進行數據調查與采集．因而存在1∶500或1∶1000比例尺的土地權屬要素、1∶10000或1∶2000比例尺的土地利用要素．

時間多尺度

時間的多尺度反映在三個方面：一是數據表示的時間周期及數據形成周期有不同的長短．二是不同數據的時間尺度的不同．三是參與對比的不同數據集的時間先后順序不同．由于土地利用更新較快，要求能夠對時空數據提供準確、完善、高效的歷史回溯、變化監測和趨勢分析．

土地資源數據的多尺度特點構成了土地資源信息管理的“橫縱向多級”特征．橫向多級特征是指根據日常業務的分工，土地資源管理可以分為土地利用、土地產權產籍、土地利用規劃、基本農田保護、建設用地管理等幾個方面．土地管理部門內部各個業務之間相對獨立，同時又密切相關．縱向多級特征是指土地管理機構按國家、省、市、縣劃分的縱向垂直管理的分層特點．

土地資源多級網格服務模型LR－MGS

1土地資源信息多級網格

土地資源自身無論從自然現象還是社會管理角度都能以相應的多級網格形式進行劃分，劃分的層次越明確，對土地資源的管理就越精細．因此需要嘗試從多角度厘清土地資源信息的網格劃分方式，并利用網格技術將其動態生成．

（1）土地資源信息地理網格劃分

地理科學中網格是指對地理空間進行位置劃分的方法，其核心思想是：按不同經緯網格大小將全球、全國范圍劃分為不同粗細層次的網格（如四層），每個層次的網格在范圍上具有上下層涵蓋關系．根據該思想，把土地資源以網格單元為基礎進行相應的網格等級劃分，劃分單元盡可能面積大小相近，形狀以四邊形為宜；劃分單元無縫分割土地二維空間．劃分時首先按道路、河流及其它自然邊界對土地粗略劃分，形成多個封閉的多邊形；再在多邊形內，選擇次一級道路網進一步細分，形成若干面積大小相近的網格單元；最后按照一定的規則編碼對每個空間網格賦予標識符形成網格編碼．

（2）土地資源信息管理網格劃分

根據我國現行土地垂直管理體制，土地資源信息也垂直分布于各級土地管理部門．因而，土地資源信息管理網格可以從社會管理視角出發進行劃分，每級土地管理機構是網格結點部署的具體參與者．我國現行土地管理機構的設置分為四個層次：國家土地管理機構；省、自治區、直轄市土地管理機構；市（地區、縣）級土地管理機構；鄉鎮土地管理機構．網格結點必須由某一級別的土地管理機構管理．

（3）土地資源多級計算網格動態生成

網格技術通過統一支配和調度各結點大量閑置的計算資源、數據資源和存儲資源共同完成任務計劃，可以很好地解決土地資源密集計算和高性能處理問題．本研究引入網格技術進行土地資源海量數據的管理與高效處理．在網格計算中，虛擬組織的動態創建是網格任務處理的基礎，也是網格高效計算的核心．土地資源執法監查、土地利用規劃審批、土地資源數據匯總統計等業務均涉及到多個土地管理部門、多類土地資源數據．因而，在服務執行過程中，需要動態調配各級網格節點資源，綜合提取各級網格數據服務．

2土地資源多級網格服務分類

作為GIS領域的主要標準制定機構，國際標準化組織地理信息技術委員會（ISO／TC211Geographicinformation／Geomatics，ISO／TC211）和開放地理空間聯盟（OpenGeospatialConsortiumInc．，OGC），在其共同制定的開放地理空間信息服務架構中給出了地理信息服務分類規范．ISO／TC211根據擴展分布式系統環境（ExtendedOpenSystemsEnvironment，EOSE），基于服務的計算語義，將地理信息服務分為六個頂層類別，即人機交互服務、模型／信息管理服務、工作流／任務服務、處理服務、通訊服務、系統管理服務．OGC在其提出的網絡服務框架（OWSServiceFramework，OSF）中，給出了具體的OGC服務分類體系，其服務類別包括應用服務、描繪服務、注冊服務、數據服務、處理（流程）服務．

本文參考OGC服務分類法和ISO／TC211地理信息服務分類法，并結合土地資源管理實際業務需求，將土地資源Web服務按功能分成五大類，建立了土地資源網格服務分類體系（見表1）．土地資源網格服務采用7位數字編碼，依次為大類、小類、二級小類、三級小類四級目錄，首位表示五大分類服務，其余小類用2位數字表示，即“X＋XX＋XX＋XX”的形式．

（1）土地資源描繪服務，提供了按照土地業務成果圖示標準及自定義的樣式規范，對土地資源信息進行可視化的功能．

（2）土地資源數據服務，提供了對多源、異構的分布式土地資源數據的訪問能力．包括矢量數據服務和影像柵格數據服務．

（3）土地資源處理服務，包含各種與土地資源信息處理相關的服務，可進一步分為土地業務處理服務、業務流程處理服務、專題處理服務、時態處理服務以及通用處理服務．土地業務處理服務和業務流程處理服務主要面向土地業務應用邏輯，涉及到土地資源信息空間、時間、屬性的操作；專題處理服務主要針對土地業務共有的專題統計、疊加等功能；時態處理服務主要滿足土地資源時空數據歷史回溯查詢等；通用處理服務完成常用的、與業務邏輯無關的處理操作，如格式轉換、投影變換等．

（4）土地資源元數據服務，提供了土地資源數據、功能服務的元數據查看、編輯等功能．

（5）土地資源網格管理服務，方便對土地資源網格中的數據資源、計算資源、方法資源進行統一的管理，包括服務注冊、資源管理、服務管理和用戶管理等．

3土地資源多級網格服務模型體系架構

根據前文分析的土地資源多級網格管理機制和土地資源多級網格服務分類體系，設計了土地資源網格服務模型，如圖1所示，土地資源網格服務模型體系架構在邏輯上可分為網格設施層、服務組件層、服務層、應用層四個層次．

（1）網格設施層

是對現有土地資源數據與應用系統資源的整合與管理．包括各級土地資源空間數據與業務數據、支撐數據的各類業務系統，提供數據和處理計算的計算機、網絡和存儲設備等資源．采用網絡技術實現上述資源的共享共用．在土地資源數據、應用系統與服務組件層之間，引入了網格安全基礎設施（GSI），從而保證各種資源得到最大限度的安全訪問．

（2）服務組件層

是對網格設施中數據資源和功能資源的封裝與提取，該層還可以通過網格平臺的中間件構建用戶所需的網格服務組件．

（3）服務層

體現了土地資源網格橫縱向多尺度的特征．從左側來看，代表了土地資源網格的縱向管理特征，體現了網格結點的縱向多級和網格服務的分級策略．從右側看，代表了面向服務體系結構的多級網格服務分類，顯示了按照功能語義分類的各種網絡服務，這些服務類別與上文所述服務分類相同．此外，通過服務發現、服務監控、資源調度等網格管理技術，對整個服務層和服務組件層進行統一管理，從而保障服務的穩定和資源的有效利用．

（4）應用層即土地資源管理門戶，由若干具有特定應用功能的模塊構成，為終端管理用戶提供具有圖形界面的訪問接口，通過該接口，具有特定權限的用戶能夠統一地在門戶中直接訪問或操作土地資源，這種操作在體系架構中是透明的，架構中各層次屏蔽了土地資源網格數據的分布式特點．

4土地資源多級網格資源調度與管理

土地資源多級網格是一個松散耦合的土地資源服務節點集合，每個節點都是土地資源數據和處理服務的一個集合，涉及多層級的分布式土地資源信息的管理以及土地資源服務的共享和協作，例如縣市數據的匯交統計、跨地區的建設用地審批管理等，因此有必要對土地資源多級網格中的數據服務資源、功能服務資源和計算服務資源進行監控和協調管理，在土地資源信息充分得到共享的基礎上，滿足多用戶、多層次、多樣化的土地業務應用需求．

（1）網格資源調度與管理中心

作為網格管理門戶的入口，網格資源調度與管理中心面向應用客戶端提供服務注冊、任務提交、服務調用等接口．同時，又對提交的任務進行分解和服務分級調用，調配網格環境中的服務資源、計算資源．

（2）土地資源服務目錄

是土地資源多級網格服務分類的具體實現，它是一個分布式部署的目錄結構，各級部門部署自己管轄的土地資源信息服務，上級土地管理機構對下級部門的目錄服務進行收割管理，從而方便各級用戶調用其所需要的服務．

（3）網格節點監控

對網格環境中的計算資源和服務資源進行監控，獲取網格節點的運行負荷信息，包括節點計算資源的CPU占用率、內存開銷、網絡開銷等，獲取網格服務的運行狀態信息，以便網格資源調度服務管理和使用節點資源．

原型系統———土地資源網格管理原型系統LandGrid

本文以土地資源多級網格服務模型為基礎，綜合考慮了浙江省土地資源信息管理和業務集成需要，設計了一個浙江省市縣的土地資源網格管理原型系統LandGrid．系統采用UDDI分類架構實現多級多類土地資源網格服務的管理與檢索，并基于OGCWMS／WFS／WPS規范與WebServicesResourceFrame－work（WSRF）標準，編碼實現土地資源網格服務功能．該系統部署在多臺服務器搭建的分布式網絡環境中，每臺服務器作為一個網格節點，提供了大量的土地資源信息服務、土地管理功能服務等．通過統一的訪問接口（即圖2所示系統主界面），本系統為用戶提供了網格服務目錄管理、網格節點監控管理、土地空間信息網格服務訪問、土地利用調查業務集成等基本功能．圖3、圖4分別為網格計算資源管理以及網格節點監控頁面．

結束語

本研究針對土地資源多源數據管理及土地管理業務集成的要求，設計了土地資源多級網格服務模型，探討了多級網格資源調度與管理機制．該模型對土地資源管理進行了多級網格劃分，并對多源異構的土地資源數據設計了服務分類體系．該服務模型采用SOA架構思想，具有很好的擴展性和開放性，可以實現多源異構土地資源數據的共享與協同調用，便于集成多樣化的土地資源管理業務．原型系統的實現也表明該服務模型能夠滿足“一張圖”數據管理與服務平臺建設需求．下一步工作將進一步驗證該土地資源多級網格服務模型，與其他數據組織和服務集成模型進行對比測試，對土地資源多級網格劃分粒度進行優化．