云环境下浙江省数字城市一体化运维初探

赵鹏程

(浙江省地理信息中心，浙江 杭州 310012)

云环境下浙江省数字城市一体化运维初探

赵鹏程

(浙江省地理信息中心，浙江 杭州 310012)

随着浙江省全面完成数字城市建设，为保障各级数字城市运行稳定，解决当前基层运维的技术难题，本文提出了省、市、县数字城市一体化运维模式，提出了运维的整体框架，探讨了云计算环境下软件和数据运维平台的建设，为数字城市运维提供新的思路。

数字城市；一体化运维；云计算；数据运维；软件运维

2015年年底，浙江省11个设区市、63个县(市、区)的数字城市地理空间框架建设项目全部完成。建设成果在多领域、多部门及大众生活中得到广泛应用，有力提高了全省城市管理工作的科学化、精细化水平，真正成为各部门科学管理决策的重要工具，城市信息化建设的基础平台，提高人民生活质量的得力帮手[1-2]。数字城市地理空间框架项目建成并投入应用后，保持项目数据成果的现势性、平台软件的可靠性、运行支撑环境的稳定性及应用系统的可用性，则是后续项目运行维护工作的重中之重[3-5]。

然而，近期调研市县数字城市运行情况的结果却表明基层县市的运维工作不容乐观，普遍面临着运维管理体制落后、专业人才短缺、技术手段单一、运维经费匮乏等诸多问题。甚至，个别县市因缺乏维护人员和经费，一度关停了相应的服务器。数字城市的运行及应用的深化面临着巨大的挑战，不及时改变这一现状，将大大降低测绘保障服务水平。如何利用省级地理信息中心的技术与人才优势，与市县联动运维则成为解决上述问题的突破口。另外，云计算快速发展，云GIS技术也日益进步，大规模的计算能力、海量数据的储存能力、灵活的扩展能力及高可用性，意味着数据、软件、开发方面的壁垒逐渐被打破[6-9]。云计算让数字城市同步协调、整体运维成为可能[10-11]。当前，多位专家学者已针对不同的业务需求，从不同的角度，提出了数字城市运维的方式[12-15]。然后，鲜有将数字城市数据与软件看作整体统筹运维，较少涉及省、市、县三级联动运维机制。因此，本文以省、市、县数字城市为研究对象，探讨其在云计算环境下的一体化运维模式，为数字城市运维提供创新的思路、手段和技术方法。

1 省市县一体化运维的必要性

一是适应市县数字城市运维新形势，改善当前运维工作困局的迫切要求。在运维工作调研过程中，受困于运维的经费及机构等问题，大部分基层市县愿意将自己的数字城市成果托管到有建设和运维条件的上级地理信息中心，以改善当前的工作现状。鉴于此，为适应数字城市运维工作新形势，改善当前运维工作困局，一体化运维的建设显得既迫切，又意义重大。

二是集约资源，节约运维经费，提升运维水平的要求。基层市县测绘与地理信息的经费有限、专业人才短缺，特别是各县市独立建设数字城市地理空间框架项目，财政性经费支出较多，在一定程度上影响了县市财政对测绘的持续投入。此外，很多县市也没有专门的运维机构，专业技术人员更是有限。一体化运维通过集约资源，可有效节约运维经费，减少财政投入，并提高市县整体运维水平。

三是创新数字城市运维新方法的必然要求。当前数字城市运维工作普遍重视地理信息公共服务平台的软件能力、界面和易用性的建设，重视数字城市应用软件和系统的运维，却忽视数字城市纵向数据体系的内容更新，忽视数字城市横向数据体系的集中管理和联动更新。另一方面是数字城市数据运行维护思路的匮乏，专业的数字城市数据运维技术方法与软件的匮乏[3]。提出数字城市运维新理念、新方法是运维工作的必由之路。

四是推动数字城市稳定运行及深入应用的迫切要求。数字城市建设工作在国家、省级测绘地理信息行政主管部门和各市县人民政府的共同推动下，成绩斐然、成效显著，加快了城市信息化进程，提升了城市综合实力，促进了城市科学发展。2016年9月，经浙江省政府同意，浙江省测绘与地理信息局印发了《浙江省数字城市地理信息公共服务平台推广应用行动计划(2016—2020年)》，旨在进一步夯实浙江省数字城市建设成果，深入推广数字城市应用。然而受基层县市当前运维长效机制落实不到位、更新欠及时等问题所限，县市数字城市建设步伐缓慢，应用推广的深度与广度不够，严重制约了数字城市的成果效用。

五是精细化、服务化运维管理的要求。随着数字城市应用规模不断扩大，各种不同的应用和业务系统运行越来越多，对平台的依赖性逐步增强，平台的网络管理、性能管理、应用管理、使用管理、安全系统等问题也逐渐突显。用户对各种服务实时性、安全性、可靠性等的要求最终将内化为对运维管理的要求。这就迫切要求对平台的使用和维护建立统一、规范、体系化、层次化、精细化的管理流程。通过集中化的管理，进行智能化的分析、统计得出有利于平台管理和维护的数据，进而更有效、快捷地解决问题。另外，信息的安全性面临的威胁逐年增加，对于承载用户信息运行的运维管理系统而言，保障信息安全也是运维管理的重要要求。

2 省市县一体化运维的可行性

(1) 数字城市建设成果为一体化运维奠定了坚实的基础。数字城市建设期间除了数据与软件成果外，运行支撑环境的建设也成效显著。按照数字城市建设要求，各建设单位购置了相应的软、硬件及网络设备，并建立了标准化的机房。与浙江省地理空间数据交换和共享平台的互联互通，也使得省、市、县相关节点间形成了高性能网络通道。可以说，数字城市省市县三级联动、一体化运维已具备了坚实的基础。

(2) 省级地理信息中心为一体化运维的实施提供了强有力的保障。在数字城市地理空间框架项目建设过程中，作为浙江省数字城市建设的技术支持单位，浙江省地理信息中心对数字城市中诸多关键技术进行了研发，拥有多项自主知识产权，承担了地理信息公共服务平台软件的开发，形成了一套完整的解决方案。同时，为了保障项目的开展，浙江省地理信息中心引进和配备了专业技术人员，积累了丰富的项目管理和实施经验，为数字城市的稳定运行及深入应用发挥了重要作用。从技术及管理上，省级平台为一体化运维实施提供强有力的保障。

(3) 云计算等新一代信息技术为一体化运维建设提供了技术支撑。当前云计算、大数据等各类相关技术已经比较成熟，足以支撑本项目的建设。在网络方面，无论从技术实现方法、性价比，还是网络可覆盖性等方面看，都能保证云模式下应用系统的可持续性。在计算能力、存储能力及数据库与应用开发等方面也不存在特别的制约性问题，因此基于云计算环境，开展一体化运维建设在技术上是可行的。

3 省市县一体化运维模式

一体化运维依托浙江省地理信息中心的云计算环境及技术与人才优势，在集中管理市县数字城市数据及软件成果的基础上，通过加强同市县的合作与互联互通，为全省数字城市的数据更新、平台运行、应用开发提供与运行维护相关的标准规范、技术手段与软件工具，进而推动数字城市的良性可持续发展。当前，市、县数字城市建设仍旧采用传统的独立部署、运行的模式，市级与下属县(市)间数字城市呈现“孤岛”现象，各自运维、各自发展。与市县独立运维相比，一体化运维不是简单地将县市数字城市成果迁移至省级中心，更不是数字城市的另起炉灶、重新开发，而是通过集约资源和节约资源的方式，彻底解决以往独立运维的各种问题。

一体化运维平台中，省级节点专职顶层设计，统一发布数字城市相关软件，统一监控软件、数据运维情况。省级节点建设运维数据中心汇聚全省数据，通过数据运维平台监控全省数据更新变化情况；建设运维云中心面向全省提供计算、存储资源，通过软件运维平台监测全省软件运维情况。市级节点在一体化运维中起着关键作用，通过运维平台、数据分中心，汇聚管理辖区内县级数据，与县级节点紧密结合，监控县级节点数据、软件的情况。在一体化的运维模式下，县级节点无需关心软件、数据配置环境，只需通过运维客户端进行日常数字城市公共服务平台管理及数据更新维护，在确保完成基础测绘任务的同时，可有精力进行数字城市相关应用的建设。

4 省市县一体化运维云设计与实现

4.1 运维云总体框架

数字城市一体化运维云总体框架可具体分为基础设施即服务、数据即服务、平台即服务、软件即服务4层结构。基础设施即服务层(IaaS)通过虚拟化、云服务管理等关键技术将计算、存储、网络等资源进行整合，为一体化运维云项目提供安全、高效的基础设施服务。数据即服务层(DaaS)将数据资源进行整理、聚合，集中化管理，再将数据提供给不同的系统和用户，用户则无需再考虑数据来源。从数据内容上来看包含数字城市的运维基础数据、运维空间数据及运维业务数据。平台即服务层(PaaS)介于软件即服务与基础设施即服务之间，用户通过平台即服务层无需管理与控制网络、服务器等基础设施，即可实施、部署应用程序，监控系统及用户的使用情况。用户通过软件即服务层(SaaS)实施、部署应用系统。

图1 数字城市一体化运维云总体框架

4.2 云管理平台

云管理平台作为运维云核心的部分基于B/S架构，扩展当前主流IaaS解决方案(OpenStack)的资源池化能力，实现了云计算资源的管理，将平台资源与底层的基础设施资源(计算、存储和网络等)进行深度整合，通过预定义的镜像模板、虚拟机配置实现对GIS资源池中GIS站点的自动化管理，从而达到降低用户安装、维护基础设施的成本和节约GIS平台资源的目的。并在此基础上构建一套在线的地图数据展示系统，实现资源目录、资源列表、在线服务、在线制图、摄像头数据、GPS数据、叠加ShapeFile、叠加Excel、查询、统计、打印、我的地图、用户登录等功能。

4.3 数据运维平台

区别于传统的数据库运维概念，数字城市的数据运维以基础地理信息数据、影像数据、电子地图数据、地名地址数据、专题地理信息数据等框架数据资源体系中各种类型数据的更新为基础，以提高数据更新效率和质量为目标，通过数据集中管理及联动更新的关键技术方法，重点实现数据变化发现、数据库变更和数据服务更新的一体化、自动化流程。以数据更新为主线，由数据管理子系统、变化管理子系统、数据更新子系统、地图切片子系统、数据分析子系统组成，系统实时监控各数据源的数据变更，记录变化要素，推送各关联服务及数据的更新提示，并完成其局部更新。满足市、县数字城市项目管理人员独立开展数据运维的需求，极大地提高数据运维的效率和质量。

4.4 软件运维平台

软件运维系统是指对数字城市公共服务平台软件进行运维，即在平台软件再部署的基础上，抽取相应数据，形成运维门户、实时监测、运行分析及平台管理4个子系统。满足各种空间数据服务、运行维护、资源管理、状态监控、日志管理、用户权限管理等功能需求。软件运维系统将所有与平台运行维护相关的内容进行统一管理，对地理信息公共服务平台的服务、安全、运行等各环节进行实时监控，对各系统运行的关键信息进行记录，对突发事件进行报警处理，及时通知管理人员进行问题排查，从而保证地理信息公共服务平台的稳定性、安全性。

5 结 语

数字城市省市县一体化运维建设既是顺应数字城市应用与推广工作发展的需要，也是结合浙江省实际情况，提升数字城市运维工作水平的需要。面向数字城市建设成果，必将涉及众多机构、用户和信息资源的整合工作，加之各县数字城市项目通过验收时间不长，统一思想认识，总体布局、统筹各方、协同发展则显得极为重要。一体化运维建设不仅能基本解决当前数字城市运维中管理体制落后、专业人才短缺、运维经费匮乏等问题，而且对浙江省当前数字城市运维中工作量大、方法单一、自动化程度不高、重软件轻数据等技术问题也有较强的现实意义。

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The Preliminary Exploration of Integrated Operation for Digital City in Zhejiang Province Based on Cloud Environment

ZHAO Pengcheng

(Geomatic Center of Zhejiang, Hangzhou 310012, China)

With full implementation of digital city in Zhejiang Province, to guarantee the stable operation of digital cities at all levels and solve the technical problems of the current grass-roots operation, this paper proposes the integrated operation model of provincial, city and county digital cities and puts forward the overall framework of operation and maintenance. What’s more, the paper discusses the construction of software and data operation and maintenance platform in cloud computing environment, and provides novel ideas for digital city operation and maintenance.

digital city; integrated operation; cloud computing; data operation; software operation

赵鹏程.云环境下浙江省数字城市一体化运维初探[J].测绘通报，2017(8)：117-120.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0267.

2016-12-28；

2017-03-15

赵鹏程(1979—)，男，高程工程师，主要研究方向为GIS开发、数字城市建设、基础地理信息数据建库及测绘项目管理。E-mail：curly_zpc@163.com

P208

A

0494-0911(2017)08-0117-04