摘要:在南极地理信息公共服务平台开发过程中，针对地理信息数据提供共享交换服务的方法进行研究和总结，提高了地理信息数据的利用率，可为经济和社会发展提供服务。
关键词:南极;共享;交换
0引言
我国的南极极地科学考察工作从1984年开始到2018年截止，已经开展了34期科学考察活动，获取了丰富的科研数据和成果资料，我国测绘部门也多次参与了南极科学考察活动，采集和生产了大量地理信息数据成果，高校及科研机构在参与南极科考活动的同时进行了大量的科学研究，取得了很多科研成果，同时国际南极科学考察组织也通过互联网公布了大量的国际共享南极数据资源，这些资源和成果对我国的南极科学考察、极地科学研究以及南极资源调查等具有重大的意义。目前，通过调研发现，我国的南极数据成果和研究成果保存在不同的部门或科研单位，包括原始数据成果、派生数据成果及科研成果等，部门之间沟通不畅，缺乏具体的资源和成果信息，导致成果的利用率大大降低，不能及时地服务于各行各业，不能为我国的经济和社会发展做出贡献，这也是测绘行业以及国土、农业、林业等其他行业面临的一个现实问题。本文在南极地理信息公共服务平台研究的过程中针对地理信息资源共享交换的方法进行思考和总结，提出信息集成共享、资源交换和成果服务共享的解决思路。
1现状分析
对我国现有的南极地理信息数据资源和国际南极共享资源进行调研和分析，发现如下特点:一是成果属于不同的管理单位，包括海洋管理部门、测绘部门、高校及相关科研单位等，数据成果多种多样，包括原始成果、派生产品、研究成果、历史馆藏资料以及不同国家发布的南极共享数据成果;二是不同部门之间缺乏信息沟通渠道和共享合作机制，造成信息闭塞，成果得不到充分利用，即使存在数据共享和交换的情况其范围也很小，基本上仅限于同一行政管辖范围内的局本级和下属科研机构之间的共享和交换;三是成果标准多种多样，由于横跨几十年的国际南极科考和我国三十多年的南极科考工作，不同时期的技术发展水平和产品要求不同，国际上不同国家之间和我国不同年代对地理信息产品和数据成果从空间参考、投影方式、产品类型、数据格式、采集标准等都存在差异，各种成果不能直接使用，必须进行统一标准和规范化处理;四是随着当今世界计算机技术和网络技术的飞速发展，信息化测绘取得了很大的进步，在这种发展形势下，不同行业和部门开发了独立的地理信息平台和系统，采用不同的网络协议和开放接口，平台和平台之间以及系统和系统之间存在着普遍的不兼容性，互相之间无法互连和进行数据交换。综上所述，为了提高地理信息成果的利用率，激发各类数据资源服务于南极科学考察和学科研究的活力，消除地理信息资源共享的屏障，地理信息事业从业人员应进行思考，建设和谐、包容和开放的地理信息事业。
2基本思路
在南极地理信息公共服务平台的研究过程中，地理信息资源共享交换研究选择了一个典型的示范圈，以开展南极测绘地理信息应用服务关键技术研究课题为契机，开展海洋部门、测绘部门和高校部门之间的地理信息共享交换示范，本文在此基础上结合多年来对地理信息数据成果共享交换模式的思考，提出了信息集成共享、资源交换和成果服务共享的解决方案。
信息集成共享方式的主要思路是建设一个地理信息共享交换门户网站，各个合作单位搭建各自独立的共享交换子网站，采用统一的规范化信息元数据标准，子网站完成本单位的成果资源元数据的录入和维护工作，子网站定期向门户网站推送更新数据，门户网站完成各子网站推送数据的更新工作，构成星形逻辑结构的集成信息共享模式，各自维护+集成共享的方式保证了信息资源的及时更新和维护，用户在门户网站可以查询获取示范圈内所有的资源和成果的详细信息，解决成果资源“在哪里、有什么、怎么用”的问题。
资源交换是数据成果或资料实体的获取过程，可分为公开使用、内部使用和授权使用3种情况，公开使用是允许注册用户直接下载的公开性数据成果或资料，成果管理单位在产品元数据信息中提供下载链接，或者通过网站购物车办理邮寄;内部使用是特定角色的用户可以直接下载的限制性数据成果或资料;授权使用是网络在线申请审核和窗口办理的涉密成果或资料的分发，遵循相关成果和数据提供使用许可管理规定。
服务共享通过Web发布电子地图产品，以服务的形式实现产品共享使用。在当今计算机技术和互联网技术飞速发展的时代，基于Web服务的电子地图与其他行业专题电子地图相结合开展应用具有广阔的前景，通过将地图数据产品以符合OGC标准的服务形式对外提供使用，用户根据服务授权将服务接入到本地平台或系统中，提供浏览、查询和分析服务，达到“各自维护、共享使用”的目的，解决不同行业数据共享的壁垒。
3规范处理
为了实现数据成果的信息集成共享、交换和服务共享，必须进行信息规范化、数据规范化和服务规范化工作，方便共享成果的使用。
1)信息规范化
对示范圈内所有单位待共享的数字成果和模拟成果进行整理，基本上包括数据集、地图产品、档案、软件等几大类，建立产品信息目录分类体系，编制产品元数据规范，确定元数据项类型，为元数据项设置约束条件，指定每个元数据项是否为必填项、可填项或条件必填项;开发元数据采集系统，使用统一工具采集信息，元数据采集系统具备录入、浏览、查询、修改、删除、更新、导出等基本功能，并可导入已有产品的元数据信息，建立项与项之间的映射关系，避免元数据信息重复采集。
2)数据规范化
数据规范化是资源交换的必要条件，为了使共享交换的数据成果兼容当前的数据标准和主流软件工具，数据管理部门应按共享交换平台统一的数据规范化要求进行处理，便于数据成果使用。数据规范化主要包括格式规范化、空间参考规范化、元数据文件规范化3个方面，文件格式和空间参考信息支持当前主流文件格式和空间参考，数据处理时不能损害数据内容和精度。
3)服务规范化
成果管理单位将数据成果以符合OGC标准的服务形式发布，服务信息在子网站的服务目录中发布。目前，由于服务发布单位采用不同的软件平台，存在不兼容的问题，给服务使用者造成麻烦，因此，要求服务发布单位按统一的标准发布服务及填写服务共享信息。在GIS领域，OGC标准是被广泛使用和认可的标准，具有一定的权威性，因此，在网站发布的地理信息服务统一采用OGC标准的服务，包括WCS、WFS、WMS和WMTS等服务标准。
4信息共享
把示范圈内所有单位待共享的成果资源信息集成到一起，实现成果资源“各自维护、集成共享”的目的，主要技术路线是建设一个地理信息共享交换门户网站，作为所有单位信息共享总站，各个单位建设独立的信息发布子网站，录入和维护本单位的成果资源信息并在网站上发布，通过建立OGC的OWS规范的服务，采用XML协议，实现子网站自动向服务总站推送成果资源信息，服务总站通过定期收集来自子网站的成果信息实现总站的信息录入和更新，使服务总站始终保持最新最全的成果资源信息，用户在服务总站查询到所有成果资源的详细信息，订购下载成果资源或办理涉密成果网上申请。信息共享逻辑结构如图1所示。
1)信息共享以OGC发布的CSW2.0.2实现，主要使用GML、OWS和OGC三类规范。
2)门户总站和子网站的产品目录服务体系结构一致，主要包括数字地图产品、影像产品、模拟地图产品、各类出版物、档案资料等。
3)网站主要功能包括用户管理、登录校验、网站注册、浏览查询、信息录入、信息更新和下载订购等，用户管理包括用户审批和权限控制。
4)信息共享采用C/S和B/S相结合的模式，后台管理通过C/S模式实现，网站采用B/S模式实现，信息共享的核心功能是通过WebService服务自动推送和获取信息，实现门户总站和各单位的子网站之间的数据协同。
5资源交换
资源交换是数据成果或资料实体的获取和上传过程，获取过程是用户根据分发单位在门户网站发布的成果或资料信息，通过下载、邮寄或窗口办理获取成果的过程。成果分发单位一般采用两种分发方式:一是通过网站提供下载链接或邮寄;二是通过网站提交申请，审批后通过单位窗口分发。上传过程是分发单位首先更新网站产品目录信息，提供网络下载、订购或获取流程，向网站上传供用户下载的数据成果的过程。具体的资源交换步骤如下:
1)信息发布:成果发布单位在本单位的子网站发布产品成果信息，提供下载链接并上传成果，对不支持下载的产品提供获取流程，通过网站后台服务将信息推送到门户总站，门户总站定期收取推送数据完成信息更新;
2)用户登录:用户在网站上注册并审批通过后，根据申请获得相应的权限，登录子网站或门户总站;
3)成果查询:用户在网站的成果目录列表中查询，浏览产品详细信息，其中包括是否可直接下载或需用户办理申购的详细说明;
4)成果下载:对于可公开下载的非涉密数据成果网站提供了下载链接地址，注册用户点击后直接下载，非公开的下载链接网站需要核对用户角色及权限，通过后方可下载;
5)邮寄办理:不适合下载的非涉密成果需通过网站订购，加入购物车，审核通过后由用户完成支付，由成果分发单位办理邮寄;
6)窗口办理:采用网络在线申请与实地窗口办理相结合的产品分发方式，对涉密成果或特定成果由用户根据网站提供的产品信息获取流程，在线提交申请，上传所需材料复印件，分发单位在线审核通过后由用户到分发单位窗口办理成果交接。
相关期刊推荐：《测绘与空间地理信息》本刊是黑龙江测绘局主管、黑龙江省测绘学会主办的反映测绘学科及地理空间信息科学前沿理论和技术并指导地理信息工作者从事科研、开发、生产的技术性、知识性刊物，主要刊载测绘高新技术、地球空间信息和地理信息系统的前沿理论与技术;地理信息系统工程建设的技术总结与经验交流;测绘行业管理与改革的先进经验;测绘生产技术交流、科研成果推广及教学经验介绍等。
6服务共享
服务共享目的是把各单位的电子地图产品以国际标准的OCG服务形式对外提供服务，由成果管理单位负责数据更新和维护，保证成果的可用性和现势性，用户通过服务申请获得服务的使用权，在用户的平台或系统中接入共享的服务，达到数据成果跨行业、跨机构和政府间数据共享的目的。服务共享的核心主要是3点:一是成果管理单位把地理信息数据按OGC标准发布成服务，按数据类型可发布为WCS、WFS、WMS和WMTS等服务;二是在子网站上发布服务的共享信息，由网站后台服务完成子网站到门户总站的信息同步;三是用户在网站上查询已发布服务的元数据信息，办理服务接入申请，获审批后完成服务共享。网站需要开发如下几项服务共享功能:
1)在线采集:服务发布单位通过子网站填写发布服务的信息，包括服务名称、类别、目的、图层、发布单位、服务地址、审批用户等信息，提交给网站服务管理员审批。
2)发布审批:服务发布单位提交在线采集的服务信息后，由网站服务管理人员对发布申请进行审批，通过后服务信息出现在网站的服务目录列表中，供用户查询和接入申请办理。
3)服务申请:用户登录网站在线填写服务接入申请表，填写用户单位信息、申请接入服务信息以及服务使用期限等，提交给服务发布单位审批。
4)调用审批:服务发布单位收到用户接入申请后进行在线审批，通过后通知用户打印材料并盖章后将相关材料通过窗口或邮寄的方式提交给服务发布单位。
5)服务管理:管理发布服务和服务用户，提供信息查询、删除、日志、统计、提醒以及服务开启或关闭等功能。
6)订阅与推送:门户总站向子网站订阅发布服务信息，子网站定期向门户网站推送服务新增或变更信息，实现子网站与门户总站之间服务信息的协同一致。
7结束语
地理信息数据的共享和交换是跨行业、跨机构和政府间信息互通和加强合作共享的重要措施，促进地理信息数据成果的充分利用，本文提出的问题同样是当今测绘行业与其他行业之间、测绘行业内部之间以及省市县测绘管理部门之间面临的问题，通过对南极地理信息数据成果在不同合作单位之间共享和交换进行研究和总结，提出信息集成共享、资源交换和成果服务共享的解决思路，不仅适用于南极地理信息数据成果共享和交换，也为其他行业、部门和政府间共享和交换工作提供了借鉴。为了更好推进共享交换工作，建议制定合作共享机制，保证不同合作部门之间协调一致，共享交换措施得到彻底执行。
