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摘 要：随着云计算时代的到来，我国的国土信息监管平台的发展也迎来了新的机遇。本文就目前国土信息监管平台建设中存在的一些问题进行了研究，找到问题的症结所在。同时对这些问题进行了改进，建设了一个省级的国土信息监管云平台，取得了一定的效果，得到了将云计算技术融入到国土信息监管平台中的新思路。
关键词：云计算；国土信息；监管平台；GIS
中图分类号：TP315
1 当前国土信息监管平台中存在的主要问题
近年来，我国的国土信息监管平台建设工作取得了重大成就，但同时也存在一些问题，主要表现在以下几个方面：
1.1 单机服务器模式性能不足
面对日益增长的土地数据和更多的用户，传统的单机服务模式因不具备分布式处理能力，而无法满足目前多用户同时访问海量数据时的性能要求。
1.2 影像数据存储成本高
每年的影像数据分别存储到不同的数据库，其中大部分地区的影像基本没有变化，造成数据库中存储了大量的重复数据，造成资源浪费。
1.3 单机存储模式可靠性低
所有数据存储在一台计算机的磁盘阵列上，一旦该计算机上的磁盘阵列中超过2块磁盘发生故障时没有及时更换磁盘，数据将无法修复。
1.4 国土信息监管功能较少
目前的国土信息监管平台受制于单机性能所限，只能实现简单的数据查询，汇总，报表分析等功能，无法实现多元数据叠加显示，网页及移动客户端浏览[1]等功能，因而难以满足未来用户全方位的应用需要。
2 采用云计算提升国土信息监管平台性能的思路
云计算包括虚拟化、存储资源池、分布式计算等技术，目前在世界范围内得到广泛的应用[2]，受到广大用户的好评。本文利用云计算的技术特点来解决我国国土信息监管平台当前存在的问题。
2.1 分布式计算提升平台性能
当多用户同时请求获取数据时，利用云计算的分布式计算能力，将用户请求分散到几十台服务器上去处理，这样就避免了单机模式下所有请求拥挤在一个时刻而无法得到及时处理的不利局面，既减轻了网络传输压力，也减轻了单台服务器的计算压力，从而提升了整个平台的性能。
2.2 虚拟化技术降低平台成本
平台采用多台服务器构成集群，对服务器集群进行底层虚拟化，虚拟化技术能够将现有硬件设备模拟成更多的计算机设备，这样做充分利用了所有的硬件资源，减少了设备的浪费，降低了平台成本。
2.3 资源池化存储提升平台可靠性
所有数据分别存储在不同的资源池中，当某台服务器的磁盘A损坏时，其他服务器资源池的磁盘中仍然会有磁盘A上的数据备份，除非所有服务器同时发生磁盘故障，否则数据不会丢失，平台可靠性得到提高。
2.4 强大的云端WEB化，移动化应用
所有数据按照影像数据、矢量数据等分成不同的图层发布到云端上。其中影像数据分成每年一个图层，土地规划类数据分成建设用地管制区、土地用途区、基本农田保护区等图层，土地利用类数据分为地类图斑、线状地物等图层，行政区划分为省、市、县、乡、村五级。图层间可单独或叠加显示，将云端WEB化后就能让用户在网页及移动设备端上看到灵活丰富的国土信息[3]。
3 国土信息监管云平台建设过程
3.1 云平台总体架构设计
国土信息监管云平台分为数据存储端，GIS服务端和GIS客户端。存储端与服务端之间采用万兆光纤模块连接，使得服务端存取数据的速率达到了万兆。服务端和客户端之间用千兆光纤交换机连接，保证每个客户端都能达到千兆带宽。系统间充足的带宽大大提升了海量数据并发传输时的传输速率。
国土信息监管云平台总体架构如图1所示。
3.2 国土信息监管云平台建设步骤
（1）数据整理阶段：首先对数据进行清洗、转换，使用镶嵌数据集管理栅格化的影像数据，对所有数据制作GIS Catalog（GIS索引）。
（2）数据存储阶段：数据存储到数据库集群中，对所有存储服务器都进行虚拟化并配置负载均衡后建立几个存储资源池，数据最终可由资源池管理。
（3）数据发布阶段：建立一个GIS服务器云，所有服务器都进行虚拟化并进行网页适配，服务器统一安装GIS SERVER软件，影像数据都经过切片处理后发布到GIS SERVER云上。
（4）数据应用阶段：云平台所有数据包括影像数据，矢量数据及属性数据发布后，用户可通过GIS客户端包括PC，移动设备及网页等访问云服务器上的所有资源及应用服务[4]。
3.3 国土信息监管云平台技术特点
国土信息监管云平台相比传统的单机平台，具有以下四个特点：
（1）所有数据“一张图”
传统平台上用户一次只能浏览一个城市的地图，而在云平台上，全省各地市数据通过拼接整合成为一张图，用户可以一次性浏览全省范围内的土地数据，提高了浏览的效率。
（2）历年数据易分析
传统平台上各年数据分别存储在各自的数据库中，对几年内数据分析时需要遍历各年所有数据才能统计出差异。云平台将各年的数据增量式存储到一个数据库中，每年的土地数据变化非常明显，方便用户进行数据分析。
（3）影像数据切片化处理
全省一年的影像数据容量有3T左右，用户在访问平台时的瞬时数据量是非常大的。为此本文对所有影像数据进行了切片处理，即将11个常用比例尺的影像数据提前切片存储在数据库集群上，大大减少了数据传输量和系统处理时间，用户就能最快的获取所需影像数据。
（4）数据安全性高
所有影像数据都经过光栅化处理，数据不易泄露。普通用户只有打印、查询及授权后编辑的权限，没有随意导出数据的权限，系统日志会记录所有人员的使用情况。这些措施都提高了数据的安全性。 4 国土信息监管云平台功能
国土信息监管云平台目前实现了土地规划辅助设计、地籍管理辅助分析、执法监察辅助分析等功能，其他如数据汇总表格输出，专题图制作等功能还在开发中。
4.1 土地规划辅助设计
用户通过客户端能在线进行土地规划利用时所需信息的查询分析。查询界面如图2所示。
4.2 地籍管理辅助分析
以往地籍工作人员需要长途跋涉去某地区实地查看以获取地籍信息，现在通过云平台[5]，他们在办公室就能查看某年某月某地区的地籍信息，减少了实地查看所耗费的时间，提高了工作效率。
地籍管理界面如图3，图4所示。
4.3 执法监察辅助分析
在国土信息监管云平台上，用户通过卷帘式对比技术，可以直观的看到不同年份某地区的地理变化，再对比其中差异可以分析该地的实际土地使用情况[6]。土地执法监察人员无需前往某地就能获取监察所需的土地信息，提高了他们的工作效率。执法检查界面如图5，图6所示。
5 结束语
我国的国土资源信息化建设正经历着质的飞跃，与此同时，国土信息监管工作必然也面临着一个从量变到质变的新跨越。而随着大数据时代的到来，云计算技术对国土信息监管平台建设的推动将愈加强烈。因此，新世纪的国土信息监管工作要善于抓住这一历史性的变革，提升其工作效果，以保证国土资源监管工作与社会公平、效率和生态环境保护之间的最佳平衡。本文设计实施的国土信息监管云平台通过引入云计算技术并结合GIS平台[7]，实现了更多监管功能，同时提升了国土信息监管平台的整体性能，具有很好的推广应用价值。
参考文献：
[1]林喜庆，朱岩，唐韵.国土资源信息化中应用WebGIS技术[J].科技传播，2012（15）.
[2]陈斌，艾浩军，李京生.物联网在国土资源管理中的研究与应用[J].电信科学，2013（07）.
[3]彭建斌，何贞铭，王勇.基于ArcGIS的省级国土资源电子政务系统设计[J].地理空间信息，2011（02）.
[4]廖一兰，王亚华，孙在宏.基于GIS系统的土地利用数据建库模型研究[J].农机化研究，2006（02）.
[5]Permanent committee on cadastrein the European Union. Cadastral information system[EB/OL].Http：//www.moi.gov.cy/dls，2009-05-12/2009-05-18.
[6]陈志刚，蔡辉.RS和GIS技术在土地例行督察实践中的应用[J].中国国土资源经济，2011（12）.
[7]Bhat，Muzafar Ahmad，Shah， Razeef Mohd，Ahmad， Bashir.Cloud Computing：A solution to Geographical Information Systems（GIS）.International Journal on Computer Science & Engineering . 2011，Vol.3 Issue 2，p594-600.7p.1 Diagram.
作者简介：张得震（1983-），男，甘肃白银人，科员，初级职称，工学硕士学位，研究方向：云计算、GIS、国土资源信息化；吕宏（1979-），男，甘肃酒泉人，主任，中级职称，工学硕士学位，研究方向：环境保护、土地调查、国土资源信息化；王骏翔（1981-），男，甘肃酒泉人，软件设计师，研究方向：GIS开发、系统分析、软件项目管理；那刚（1986-），男，甘肃敦煌人，科员，初级职称，工学学士学位，研究方向：网络安全、数据安全、国土资源信息化。
作者单位：甘肃省国土资源规划研究院，兰州 730000；甘肃华地信息技术科技有限公司，兰州 730000
关键词：云计算；国土信息；监管平台；GIS
中图分类号：TP315
1 当前国土信息监管平台中存在的主要问题
近年来，我国的国土信息监管平台建设工作取得了重大成就，但同时也存在一些问题，主要表现在以下几个方面：
1.1 单机服务器模式性能不足
面对日益增长的土地数据和更多的用户，传统的单机服务模式因不具备分布式处理能力，而无法满足目前多用户同时访问海量数据时的性能要求。
1.2 影像数据存储成本高
每年的影像数据分别存储到不同的数据库，其中大部分地区的影像基本没有变化，造成数据库中存储了大量的重复数据，造成资源浪费。
1.3 单机存储模式可靠性低
所有数据存储在一台计算机的磁盘阵列上，一旦该计算机上的磁盘阵列中超过2块磁盘发生故障时没有及时更换磁盘，数据将无法修复。
1.4 国土信息监管功能较少
目前的国土信息监管平台受制于单机性能所限，只能实现简单的数据查询，汇总，报表分析等功能，无法实现多元数据叠加显示，网页及移动客户端浏览[1]等功能，因而难以满足未来用户全方位的应用需要。
2 采用云计算提升国土信息监管平台性能的思路
云计算包括虚拟化、存储资源池、分布式计算等技术，目前在世界范围内得到广泛的应用[2]，受到广大用户的好评。本文利用云计算的技术特点来解决我国国土信息监管平台当前存在的问题。
2.1 分布式计算提升平台性能
当多用户同时请求获取数据时，利用云计算的分布式计算能力，将用户请求分散到几十台服务器上去处理，这样就避免了单机模式下所有请求拥挤在一个时刻而无法得到及时处理的不利局面，既减轻了网络传输压力，也减轻了单台服务器的计算压力，从而提升了整个平台的性能。
2.2 虚拟化技术降低平台成本
平台采用多台服务器构成集群，对服务器集群进行底层虚拟化，虚拟化技术能够将现有硬件设备模拟成更多的计算机设备，这样做充分利用了所有的硬件资源，减少了设备的浪费，降低了平台成本。
2.3 资源池化存储提升平台可靠性
所有数据分别存储在不同的资源池中，当某台服务器的磁盘A损坏时，其他服务器资源池的磁盘中仍然会有磁盘A上的数据备份，除非所有服务器同时发生磁盘故障，否则数据不会丢失，平台可靠性得到提高。
2.4 强大的云端WEB化，移动化应用
所有数据按照影像数据、矢量数据等分成不同的图层发布到云端上。其中影像数据分成每年一个图层，土地规划类数据分成建设用地管制区、土地用途区、基本农田保护区等图层，土地利用类数据分为地类图斑、线状地物等图层，行政区划分为省、市、县、乡、村五级。图层间可单独或叠加显示，将云端WEB化后就能让用户在网页及移动设备端上看到灵活丰富的国土信息[3]。
3 国土信息监管云平台建设过程
3.1 云平台总体架构设计
国土信息监管云平台分为数据存储端，GIS服务端和GIS客户端。存储端与服务端之间采用万兆光纤模块连接，使得服务端存取数据的速率达到了万兆。服务端和客户端之间用千兆光纤交换机连接，保证每个客户端都能达到千兆带宽。系统间充足的带宽大大提升了海量数据并发传输时的传输速率。
国土信息监管云平台总体架构如图1所示。
3.2 国土信息监管云平台建设步骤
（1）数据整理阶段：首先对数据进行清洗、转换，使用镶嵌数据集管理栅格化的影像数据，对所有数据制作GIS Catalog（GIS索引）。
（2）数据存储阶段：数据存储到数据库集群中，对所有存储服务器都进行虚拟化并配置负载均衡后建立几个存储资源池，数据最终可由资源池管理。
（3）数据发布阶段：建立一个GIS服务器云，所有服务器都进行虚拟化并进行网页适配，服务器统一安装GIS SERVER软件，影像数据都经过切片处理后发布到GIS SERVER云上。
（4）数据应用阶段：云平台所有数据包括影像数据，矢量数据及属性数据发布后，用户可通过GIS客户端包括PC，移动设备及网页等访问云服务器上的所有资源及应用服务[4]。
3.3 国土信息监管云平台技术特点
国土信息监管云平台相比传统的单机平台，具有以下四个特点：
（1）所有数据“一张图”
传统平台上用户一次只能浏览一个城市的地图，而在云平台上，全省各地市数据通过拼接整合成为一张图，用户可以一次性浏览全省范围内的土地数据，提高了浏览的效率。
（2）历年数据易分析
传统平台上各年数据分别存储在各自的数据库中，对几年内数据分析时需要遍历各年所有数据才能统计出差异。云平台将各年的数据增量式存储到一个数据库中，每年的土地数据变化非常明显，方便用户进行数据分析。
（3）影像数据切片化处理
全省一年的影像数据容量有3T左右，用户在访问平台时的瞬时数据量是非常大的。为此本文对所有影像数据进行了切片处理，即将11个常用比例尺的影像数据提前切片存储在数据库集群上，大大减少了数据传输量和系统处理时间，用户就能最快的获取所需影像数据。
（4）数据安全性高
所有影像数据都经过光栅化处理，数据不易泄露。普通用户只有打印、查询及授权后编辑的权限，没有随意导出数据的权限，系统日志会记录所有人员的使用情况。这些措施都提高了数据的安全性。 4 国土信息监管云平台功能
国土信息监管云平台目前实现了土地规划辅助设计、地籍管理辅助分析、执法监察辅助分析等功能，其他如数据汇总表格输出，专题图制作等功能还在开发中。
4.1 土地规划辅助设计
用户通过客户端能在线进行土地规划利用时所需信息的查询分析。查询界面如图2所示。
4.2 地籍管理辅助分析
以往地籍工作人员需要长途跋涉去某地区实地查看以获取地籍信息，现在通过云平台[5]，他们在办公室就能查看某年某月某地区的地籍信息，减少了实地查看所耗费的时间，提高了工作效率。
地籍管理界面如图3，图4所示。
4.3 执法监察辅助分析
在国土信息监管云平台上，用户通过卷帘式对比技术，可以直观的看到不同年份某地区的地理变化，再对比其中差异可以分析该地的实际土地使用情况[6]。土地执法监察人员无需前往某地就能获取监察所需的土地信息，提高了他们的工作效率。执法检查界面如图5，图6所示。
5 结束语
我国的国土资源信息化建设正经历着质的飞跃，与此同时，国土信息监管工作必然也面临着一个从量变到质变的新跨越。而随着大数据时代的到来，云计算技术对国土信息监管平台建设的推动将愈加强烈。因此，新世纪的国土信息监管工作要善于抓住这一历史性的变革，提升其工作效果，以保证国土资源监管工作与社会公平、效率和生态环境保护之间的最佳平衡。本文设计实施的国土信息监管云平台通过引入云计算技术并结合GIS平台[7]，实现了更多监管功能，同时提升了国土信息监管平台的整体性能，具有很好的推广应用价值。
参考文献：
[1]林喜庆，朱岩，唐韵.国土资源信息化中应用WebGIS技术[J].科技传播，2012（15）.
[2]陈斌，艾浩军，李京生.物联网在国土资源管理中的研究与应用[J].电信科学，2013（07）.
[3]彭建斌，何贞铭，王勇.基于ArcGIS的省级国土资源电子政务系统设计[J].地理空间信息，2011（02）.
[4]廖一兰，王亚华，孙在宏.基于GIS系统的土地利用数据建库模型研究[J].农机化研究，2006（02）.
[5]Permanent committee on cadastrein the European Union. Cadastral information system[EB/OL].Http：//www.moi.gov.cy/dls，2009-05-12/2009-05-18.
[6]陈志刚，蔡辉.RS和GIS技术在土地例行督察实践中的应用[J].中国国土资源经济，2011（12）.
[7]Bhat，Muzafar Ahmad，Shah， Razeef Mohd，Ahmad， Bashir.Cloud Computing：A solution to Geographical Information Systems（GIS）.International Journal on Computer Science & Engineering . 2011，Vol.3 Issue 2，p594-600.7p.1 Diagram.
作者简介：张得震（1983-），男，甘肃白银人，科员，初级职称，工学硕士学位，研究方向：云计算、GIS、国土资源信息化；吕宏（1979-），男，甘肃酒泉人，主任，中级职称，工学硕士学位，研究方向：环境保护、土地调查、国土资源信息化；王骏翔（1981-），男，甘肃酒泉人，软件设计师，研究方向：GIS开发、系统分析、软件项目管理；那刚（1986-），男，甘肃敦煌人，科员，初级职称，工学学士学位，研究方向：网络安全、数据安全、国土资源信息化。
作者单位：甘肃省国土资源规划研究院，兰州 730000；甘肃华地信息技术科技有限公司，兰州 730000