地理空间数据全生命周期管理模型与实践_刘曦.pdf

第 卷 第 期 年 月 北京测绘 引文格式：刘曦，李辉，刘延婷，等地理空间数据全生命周期管理模型与实践北京测绘，（）：，（）：收稿日期 基金项目 湖南省自然资源科技计划（）作者简介 刘曦（），男，硕士，工程师，从事地理信息数据管理与应用研究。：地理空间数据全生命周期管理模型与实践刘 曦 李 辉 刘延婷 张鸿儒（湖南省第三测绘院，湖南 长沙）摘 要 文章旨在明确地理空间数据全生命周期管理的概念内涵，运用该理论规范政府部门地理空间数据管理。文章运用案例研究方法，对湖南省地理空间数据管理现状进行研究，分析了不同部门在数据管理中扮演的角色和需求；在此基础上，通过梳理数据生命周期理论，构建了地理空间数据全生命周期管理模型。最后，文章以“湖南自然资源智慧平台”为例，基于该模型实现地理空间数据规划、采集、整合、保存、利用等各阶段有效管理，从而提升地理空间数据的管理水平、应用效率和服务保障能力。关键词 地理空间数据；数据生命周期；数据管理模型中图分类号 文献标识码 文章编号（）引言“全生命周期管理”蕴含了系统治理的理念，是做好工作的重要方法。对一些管理工作中的系统性难题，应当以“全生命周期管理”方式进行整治。数据生命周期是指从数据产生，经数据加工和发布，最终实现数据再利用的一个循环过程，它研究数据本身，考察其在生命周期中的阶段、状态和规律。地理空间数据有其自身的生命周期，根据生命周期理论，分析地理空间数据全生命周期的内在规律和系统结构，探讨其全生命周期管理方法，有助于规范管理、优化服务、提升价值，促进地理空间数据生态系统良性发展。（）地理空间数据管理需求本研究结合湖南省地理空间数据全周期管理制度建设，于 年 月至 年 月期间，采用发放调查问卷、会议讨论、实地调研等方式，先后向湖南省自然资源厅 个相关业务处室（局）及其直属事业单位、个地市（州）人民政府、个省直相关单位、个数据申领单位调研地理空间数据汇交、管理、共享等内容，共收到问卷 份，其中有效问卷 份。经过对问卷结果进行分析、比较与概括，确认不同主体在数据全周期管理过程中扮演的角色与需求（表）。（）数据生命周期研究现状据调研，目前国内外对数据生命周期管理研究和实践发展迅速。数据生命周期管理理论已广泛应用于政府部门、科研机构、数据管理机构。美国国家科学基金会地球数据观测网（）将数据生命周期模型分为规划、收集、确认、描述、保存、发现、整合、分析 个阶段；英国数字管理中心（）数据监管生命周期模型分为创造或汇集、评估与选择、整合、保存与存储、获取使用与重用、转换 个阶段；澳大利亚国家数据服务中心（）数据共享活动模型分为创建、存储、描述、识别、注册、发现、获取、开发等阶段。国内学者及政府部门也对不同数据生命周期管理进行了研究：文献对国外高校科学数据生命周期管理模型进行比较研究；文献构建了政府开放数据全生命周期概念模型；文献从数据管理者的角度，剖析基于数据生命周期模型的数据资源管理；文献基于生第 卷 第 期刘曦，李辉，刘延婷，等地理空间数据全生命周期管理模型与实践命周期对公共安全数据管理模型进行研究。表 不同主体的数据管理角色与需求主体角色需求业务主管部门制定数据标准规范和数据采集计划，利用数据辅助业务开展即时调用业务数据，定制数据分析应用，实时监督数据生产数据生产部门实施数据生产，管理项目过程数据，向数据管理部门汇交成果数据统一外部数据收集渠道，简化内部数据获取流程数据管理部门管理各类数据成果，建设数据管理平台，向用户提供数据服务统一数据标准，提高数据质量，减少冗余数据数据使用部门将数据用于某项具体工作，创造经济效益和社会效益，发挥数据价值统一数据获取渠道，提供数据使用指南，提高数据开放水平财务管理部门管理项目预算，开展绩效评价，利用数据辅助财务管理按需制定数据标准，避免数据二次处理，减少重复投入在测绘地理信息领域，研究人员利用地理信息技术实现对工程项目、土地管理全生命周期管理：如文献将 全生命周期理念应用于空间信息管理；文献建立面向建设工程全生命周期管理的在线集成框架。该类研究一般将地理空间数据作为业务管理的辅助资料，而不是研究地理空间数据本身。鲜有研究人员对地理空间数据其自身的全生命周期管理进行研究。综上所述，本文基于湖南省地理空间数据管理现状，从地理空间数据管理机构的角度出发，提出“地理空间数据全生命周期”（，）的概念，即指从地理空间数据的计划、采集，到价值消失得完整、动态的全过程。管理模型湖南省地理空间数据管理办法将地理空间数据的管理分为采集和生产、汇集和整理、共享使用、安全保障、监督管理 个部分。实践中，地理空间数据的管理与利用是一个动态的、复杂的过程，其生命周期各阶段之间互相联系，并存在一定的反馈，共同构成一个动态循环的环状结构。循环周期中，可能派生出新的数据，并跃迁到另一个生命周期。本文针对地理空间数据的上述特征，构造其全生命周期管理概念模型与结构图，如图 所示。该模型分为数据规划期、采集生产期、汇集整合期、数据保存期、共享利用期 个阶段，呈现出迭代循环的环状模型结构，各个阶段存在一定的反馈，共同组成一个完整的系统。现将各个时期详细内容分别阐述，见图。图 地理空间数据全生命周期管理模型（）数据规划期。为规范数据管理，事先做好规划必不可少，并在各个管理环节确保该规划有效实施。该阶段包括以下内容：业务情景分析。分析某项业务，明确具体业务情景下对地理空间数据的需求和管理目标；已有数据分析。结合业务需求，分析已有数据能否满足业务需求；开展规划设计。根据需求制定具体的数据标准、采集计划、质量控制措施等，形成规范性文档。（）采集生产期。地理空间数据的来源主要有三种：外部收集。从上下级单位、其他政府部门、互联网收集数据；测绘生产。依托专项任务利用“”技术获取数据，如基础测绘、调查北京测绘第 卷 第 期监测、国土空间规划、地质灾害调查等；业务采集。通过信息平台办理某项业务生成数据，如农用地转用、土地征收、采矿权登记等。采集生产期的数据源数量和质量将影响生命周期中后续各时期的数据状态，因而其质量控制至关重要。（）汇集整合期。全面汇集各部门和单位数据，实现数据统筹管理，主要包括以下子阶段：数据汇交。数据采集生产单位向数据管理机构提交数据进行汇集；质量核查。数据管理机构对有关部门和单位提交的数据进行质量核查，不符合质量要求的退回修改；数据整合。数据管理机构进行数据的集成和整合，以便数据分析应用。（）数据保存期。将有价值的数据根据使用需要和类型差异进行分类存储和长期保存，主要包括以下子阶段：分类分级。根据数据来源、应用情景、安全等级、数据体量，明确数据分类分级，制定保存策略；数据存储。依策略选择不同的保存方式、保存期限、存储介质，将数据存入对应介质；数据备份。为确保数据安全，及时开展数据备份，按相关要求开展异地容灾备份。（）共享利用期。数据管理机构依托交换共享平台，向用户提供数据共享服务。主要包括以下子阶段：发布数据目录。发布数据成果目录，明确数据共享范围，在安全政策允许范围内发布在线地图服务；发现与获取。用户通过门户网站、小程序等方式，通过检索数据目录和元数据了解感兴趣的数据，在权限范围内依程序获取；应用与反馈。收集数据应用情况和用户意见，开展需求分析，指导下阶段数据规划。以上各阶段在理想状态下形成线性循环，实践中可能产生非线性回路，或仅聚焦于几个特定阶段。此外，因地理空间数据涉及国家安全，数据的安全监管应贯穿整个生命周期。应用实践本文结合“湖南自然资源智慧平台”实现地理空间数据全生命周期管理。“智慧平台”整合基础信息平台、政务办公平台、公共服务平台三大板块，实现自然资源业务智慧升级。其中，地理空间数据全生命周期涉及项目管理、汇交管理、数据管理、分发服务、安全控制 个子系统，功能结构如图 所示。数据管理系统分布式对象存储安全控制系统分发服务系统项目管理系统汇交管理系统项目立项管理预期成果管理项目进度监控绩效考核管理汇交任务下达汇交信息填报数据核验反馈发放汇交凭证数据申请审批分发台账管理数据应用统计用户需求收集数字水印管理访问控制管理用户授权管理违规联网报警对象属性管理对象存储桶管理对象上传管理对象下载管理自然资源“一张图”时间序列图形发布地图浏览服务共享对象链接分享对象权限管理数据版本管理数据目录管理空间分析三维模拟元数据管理数据分类编码数据备份管理数据库管理政务办公公共服务交换共享图 “湖南自然资源智慧平台”数据全生命周期管理功能结构图各子系统主要功能如下：（）项目管理系统。综合项目预算管理和项目实施管理，实现项目立项到验收全周期监管。设定预期成果和数据标准，从源头上规范数据生产考核指标。管理项目实施过程，控制项目实施进度和数据成果质量。数据生产完成后进入成果汇交环节，将汇交凭证作为项目验收的条件。该子系统依托办公内控平台实现，主要面向各个预算单位，通过内控平台加强的财政投资项目管理。（）汇交管理系统。采用“线下汇交、线上审核”的方式实现地理空间数据汇交管理。系统主要管理汇交台账、元数据、文档资料等内容，不保存实体数据，而是通过编码与其建立关联。接收第 卷 第 期刘曦，李辉，刘延婷，等地理空间数据全生命周期管理模型与实践人员根据项目预期成果和数据标准对汇交成果进行核验，核验通过后由系统发放汇交凭证。通过汇交信息报送，实现数据溯源和版本管理，区分外部收集数据、测绘生产数据、业务采集数据等不同来源，对汇交成果进行分类管理。（）数据管理系统。含文件型数据管理、空间数据库管理两大部分，分别基于分布式对象存储和空间数据库实现。文件型数据主要指外部汇交的原始数据，经检查合格、分类整理后，存入对象存储系统，利用元数据进行管理；原始数据经整合处理后形成空间数据库，以自然资源“一张图”形式展示。实体数据存储于内部网络，通过发布地图服务，形成自然资源“一张图”，满足业务工作和数据共享的需要。对外提供数据目录和元数据，用于数据分发服务。（）分发服务系统。面向社会提供数据分发服务，含数据申请、审核、登记、统计等功能。与数据管理系统共用数据目录，分权限向不同对象展示，供用户查询选择。实现按项目类型、申请范围、应用领域、数据类型等要素进行统计分析，掌握用户数据需求情况、数据分类应用情况、不同地区数据使用情况等，指导生产单位按需采集数据，提升数据应用价值。（）安全控制系统。对外发数据进行安全控制，含数据加解密、授权管理和访问控制等功能。分为服务端与客户端两部分，服务端用于数据加密，控制数据的使用设备、使用平台、使用期限，客户端用于按权限访问数据。利用客户端实现违规联网监控，对违规用户实行黑名单管理。通过与分发服务系统结合，可详细记录违规单位、设备、人员、用途等信息，为数据安全现场抽查提供有效线索。以上 个子系统既相互依存、又相互影响，共同实现地理空间数据全生命周期管理。结束语本文结合现状需求与相关理论，对地理空间数据全生命周期管理进行了系统、深入的研究，并结合“湖南自然资源智慧平台”予以实践，为湖南省自然资源厅地理空间数据全流程管理工作规则的发布奠定基础。鉴于地理空间数据全生命周期各阶段影响因素众多，本文选取的模型和方法有待进一步加以验证，须在实践过程中继续考察和不断完善，以期取得更好的成效。参考文献 桂从路牢固树立“全周期管理”意识人民日报，（）师荣华，刘细文基于数据生命周期的图书馆科学数据服务研究图书情报工作，（）：丁宁，马浩琴国外高校科学数据生命周期管理模型比较研究及借鉴图书情报工作，（）：邱春艳科学数据元数据记录复用研究武汉：武汉大学，秦岭英国政府数据的开放与监管：政策法规、组织机制及对我国的启示广东通信技术，（）：董明，陈海鹏，甄一男，等澳大利亚测绘地理信息数据共享服务模式研究北京测绘，（）：冉连，张曦地方政府数据开放全生命周期安全管理政策研究情报杂志，（）：林焱，周志峰基于数据生命周期模型的数据资源管理剖析图书馆学研究，（）：，陆莉，沙勇忠，徐雪峰基于生命周期的公共安全数据管理模型研究图书与情报，（）：鲍文月，曹峰 全生命周期理念在空间信息管理中的应用研究测绘通报，（）：薛梅，李锋面向建设工程全生命周期应用的 在线集成框架地理与地理信息科学，（）：湖南省人民政府湖南省地理空间数据管理办法 ，（，）：，：；