省級國土資源檔案云平臺的研究與設(shè)計省級國土資源檔案云平臺的研究與設(shè)計

國土資源檔案是指國土資源主管單位及下屬單位在發(fā)展各項專業(yè)工作中直接形成的、具有保留價值的各種文字材料、圖紙、圖表、聲像等原始記錄。同時，國土資源檔案涵蓋了土地、地質(zhì)、礦產(chǎn)、測繪等各類具有地理位置特征的空間數(shù)據(jù)檔案，數(shù)據(jù)形式呈現(xiàn)海量多源異構(gòu)的特點。國土資源檔案承載著國家的土地、礦產(chǎn)等國家根底資源信息，在社會開展中發(fā)揮著重要的根底作用。目前，信息化建設(shè)已成為國土資源檔案建設(shè)的關(guān)鍵和核心，許多國土資源檔案部門的信息化建設(shè)年度預(yù)算已到達數(shù)百萬元至數(shù)千萬元。

以廣東省為例，省級國土資源檔案館和市縣級國土資源檔案保管部門，都是以單個檔案部門為單位進行信息化建設(shè)的。各單位都投入了大量的資金進行數(shù)字檔案館信息化建設(shè)，從機房設(shè)施〔數(shù)據(jù)中心〕建設(shè)、購買大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)平安等設(shè)備，到海量空間數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)資源整合、檔案網(wǎng)站建設(shè)、開發(fā)國土資源檔案信息管理系統(tǒng)等，雖然極大地推動了本部門的國土資源檔案信息化進程，提升了信息化水平，但同時也看到，由于每個地方經(jīng)濟開展水平不同，檔案信息化建設(shè)水平參差不齊，存在著檔案信息資源整合困難、共享程度低，檔案信息知識管理與效勞伎倆落后等一系列的問題。方昀、郭偉認為，在信息時代有大量的數(shù)據(jù)存儲需求并且要求能快速獲得，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)中心的大量增加。[1]如何使海量國土資源數(shù)據(jù)得到更好的應(yīng)用，如何破解以上這些問題，云計算技術(shù)給我們提供了嶄新的思路。

1云計算典型層級介紹

經(jīng)過近幾年的大力開展，云計算技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用已較為廣泛，云計算技術(shù)的概念也深入人心。簡而言之，所謂云計算，是指基于互聯(lián)網(wǎng)、通過虛擬化方式共享信息資源的新型計算模式，使計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、軟件等資源，按照用戶的動態(tài)需要，以效勞的方式提供。SUN公司在?云計算架構(gòu)介紹白皮書》中也提到：云計算把虛擬化、按需部署、網(wǎng)上效勞提供和開放源軟件融合在一起。[2]

近年來，云計算技術(shù)的迅速開展對檔案信息化進程產(chǎn)生了越來越重要的影響。運用云計算機技術(shù)，搭建省級和市級兩級檔案的溝通橋梁，加速現(xiàn)代檔案理念與新信息技術(shù)的融合，是本文研究的目的。

云計算可以按照用戶對資源和計算能力的需求動態(tài)部署虛擬資源，不受物理資源的限制。用戶基于云的計算和應(yīng)用工作全部在虛擬化的資源上，不需要關(guān)懷資源部署在哪些物理資源上，用戶可以方便地變更對計算資源的需求。云計算統(tǒng)一管理大量的物理資源，并將這些資源虛擬化，形成一個巨大的虛擬化資源池。云計算可以分為三種類型的云，亦即表述為根底設(shè)施即效勞〔InfrastructureasaService，“IaaS〞〕、平臺設(shè)施即效勞〔PlatformasaService，“PaaS〞〕和軟件即效勞〔SoftwareasaService，“SaaS〞〕，構(gòu)建一個完整的云平臺，如圖1：

第一層次〔“IaaS〞〕搭建根底設(shè)施云：對分布在大量計算機和存儲設(shè)備〔包括本地或遠程設(shè)備〕上的計算資源和存儲資源〔包括內(nèi)存、I/0設(shè)備、計算能力CPU、帶寬、存儲等〕集中起來形成一個虛擬的資源池，采用虛擬化技術(shù)整合設(shè)備資源，構(gòu)建根底數(shù)據(jù)中心。

第二層次〔“PaaS〞〕需要搭建一整套平臺運行環(huán)境，包括開發(fā)環(huán)境、應(yīng)用程序運行環(huán)境、數(shù)據(jù)庫環(huán)境等，作為一個綜合環(huán)境平臺，以效勞方式提供應(yīng)用戶，由后者在該環(huán)境中開發(fā)和部署自己的應(yīng)用程序，再通過互聯(lián)網(wǎng)提供效勞。

第三層次〔“SaaS〞〕就是通過網(wǎng)絡(luò)〔Internet〕提供給用軟件的效勞模式。其特點是：供給商將應(yīng)用軟件部署在自己的效勞器上，通過Internet提供應(yīng)用戶。用戶不用再購置或者重新開發(fā)應(yīng)用軟件，而通過一些協(xié)議，可直接在網(wǎng)絡(luò)上使用這些應(yīng)用軟件。目前網(wǎng)絡(luò)上多數(shù)是按租用的效勞類型和時間付費使用軟件。

2構(gòu)建省級國土資源檔案云平臺

本文以廣東省國土資源檔案云平臺為例進行研究。關(guān)于檔案云平臺方面的研究，祝慶軒等認為，“云檔案館〞作為一新生事物，可以作如下定義：以互聯(lián)網(wǎng)為平臺，運用云計算技術(shù)和理念，向用戶提供效勞的虛擬檔案館。[3]廣東省國土資源檔案館保管省級國土資源檔案數(shù)據(jù)，對省內(nèi)各地市的國土資源檔案業(yè)務(wù)進行指導(dǎo)，省級與市級的檔案保管職能屬于上級與下級的關(guān)系，以省館為中心，輻射各市。

網(wǎng)絡(luò)方面，廣東省國土資源政務(wù)網(wǎng)絡(luò)已開通，省館與市館的業(yè)務(wù)可以直接在政務(wù)網(wǎng)絡(luò)上進行；硬件資源方面，省館已建成網(wǎng)絡(luò)機房，有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和存儲設(shè)備假設(shè)干臺，具有一定的規(guī)模；軟件資源方面，網(wǎng)絡(luò)平安軟件、效勞器運行環(huán)境軟件、數(shù)據(jù)庫管理平臺、檔案管理平臺和各類應(yīng)用系統(tǒng)都已具備；而市館那么因各地經(jīng)濟開展水平不一致，信息化水平差異較大，但總體來說都屬于較低水平，有些地方由于人才不足、經(jīng)費緊張，基本就沒有信息化成果。在這些情況下，依托省館現(xiàn)有的信息化設(shè)備和各類資源，構(gòu)建區(qū)域性的省級國土資源檔案云平臺〔包括云存儲平臺〕，其他市館可以利用省級云平臺提供的各類資源，實現(xiàn)對本單位的檔案數(shù)據(jù)在云存儲平臺上管理，直接應(yīng)用云平臺的應(yīng)用系統(tǒng)而無需重新開發(fā)，到達快速提升檔案信息化水平的目的。

通過對云平臺根本原理的理解，省級國土資源檔案云平臺應(yīng)屬于區(qū)域性的私有云，搭建該平臺，可以從“三朵云〞的部署著手，即根底架構(gòu)云〔InfrastructureCloud〕、平臺云〔PlatformCloud〕和應(yīng)用云〔ApplicationCloud〕。

2.1省級國土資源檔案根底架構(gòu)云。首先要摸清省館與市館〔包括本地或遠程設(shè)備〕機房設(shè)備的硬件資源〔計算資源和存儲資源〕，了解各類設(shè)備上的資源信息〔包括內(nèi)存、I/0設(shè)備、計算能力CPU、帶寬、存儲等〕，采用硬件虛擬化技術(shù)，對列入云平臺的計算機或操作系統(tǒng)進行虛擬化，形成一個虛擬的資源池，構(gòu)建硬件虛擬平臺。如圖2：通過虛擬化技術(shù)構(gòu)建的省級國土資源檔案根底架構(gòu)云是以虛擬機的形式，安裝在基于政務(wù)網(wǎng)絡(luò)的虛擬機上。根據(jù)百度百科的介紹，虛擬化技術(shù)可以同時運行多個操作系統(tǒng)，而且每一個操作系統(tǒng)中都有多個程序運行，每一個操作系統(tǒng)都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上。[4]構(gòu)建國土資源檔案根底架構(gòu)云，主要形成下列四種虛擬效果：

虛擬內(nèi)存：將不相鄰的內(nèi)存區(qū)，甚至硬盤空間虛擬成統(tǒng)一連續(xù)的內(nèi)存地址。

存儲虛擬化：將實體存儲空間〔如硬盤〕分隔成不同的邏輯存儲空間。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化：將不同網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件資源結(jié)合成一個虛擬的整體。

存儲器虛擬化：將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的隨機存儲器聚合起來，形成統(tǒng)一的虛擬內(nèi)存池。

這樣，省級國土資源檔案根底架構(gòu)云通過網(wǎng)絡(luò)就可以提供CPU、網(wǎng)絡(luò)和存儲等計算效勞，市級館的用戶可以將操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序安裝在省級國土資源檔案根底架構(gòu)云上。同時還可以實現(xiàn)基于IP的廣域網(wǎng)及通訊效勞，所有虛擬客戶端的用戶都可以通過網(wǎng)絡(luò)接口來管理自己的虛擬資源。

2.2省級國土資源檔案平臺云。平臺云也就是平臺即效勞〔PaaS〕。從網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用系統(tǒng)宿主環(huán)境的視角出發(fā)，平臺云是撐持網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用/效勞開發(fā)、部署、運行和管理的一系列中間件系統(tǒng)的合體平臺。省級國土資源檔案平臺云是在根底架構(gòu)云的根底上進行搭建的，它提供了一個位于云架構(gòu)上的硬件和軟件匯合，從而為檔案管理的用戶提供檔案業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，以及相應(yīng)的檔案管理系統(tǒng)建設(shè)所需的主機環(huán)境及檔案管理系統(tǒng)根底架構(gòu)。主要包括操作系統(tǒng)、平臺數(shù)據(jù)庫、檔案應(yīng)用開發(fā)環(huán)境和檔案業(yè)務(wù)管理架構(gòu)四種類型的平臺云匯合，如圖3：

操作系統(tǒng)：共享的操作系統(tǒng)虛擬化允許多個不同應(yīng)用在一份操作系統(tǒng)拷貝的控制下隔離運行。在省級國土資源檔案云平臺建立的根操作系統(tǒng)，或稱為宿主操作系統(tǒng)，通過劃分其特定局部，成為一個個隔離的操作執(zhí)行環(huán)境，供程序運行。將操作系統(tǒng)資源訪問虛擬化，對省級館而言，它是運行于自己的獨立的操作系統(tǒng)實例中；對市級館而言，又可以提供上層應(yīng)用的命名空間、資源進程需求等，使不同級別的用戶存在于一個操作系統(tǒng)內(nèi)核和硬件資源中。

數(shù)據(jù)庫：在省級國土資源檔案云平臺上創(chuàng)立云數(shù)據(jù)庫平臺，使各級用戶可以快速使用和管理數(shù)據(jù)庫，無需再對效勞器安裝數(shù)據(jù)庫軟件，在平臺云上，市級館的用戶只需要選擇自己想要的數(shù)據(jù)庫軟件，點擊安裝，就能把數(shù)據(jù)庫安裝到效勞器中。

檔案應(yīng)用開發(fā)環(huán)境：在省級國土資源檔案云平臺上，統(tǒng)一配置國土資源檔案開發(fā)與應(yīng)用的環(huán)境，其他用戶只需在平臺上直接使用該環(huán)境，而無需自己構(gòu)建開發(fā)環(huán)境。

檔案業(yè)務(wù)管理架構(gòu)：對于國土資源檔案而言，省級和市級館的業(yè)務(wù)根本上是一致的，只需在平臺上定制開發(fā)好檔案業(yè)務(wù)管理流程，不同用戶就可以直接使用，無需再開發(fā)。

2.3省級國土資源檔案應(yīng)用云。在云計算的典型層級里面，應(yīng)用云亦稱為軟件即效勞〔“SaaS〞〕，也可稱作應(yīng)用即效勞〔“AaaS〞〕。在這個層級里所進行的事情，就是將整個應(yīng)用匯合虛擬化并提供應(yīng)最終用戶。省級國土資源檔案應(yīng)用云要構(gòu)建的，就是把國土資源檔案管理系統(tǒng)和利用系統(tǒng)整合集成并在云平臺上虛擬化，最終直接提供應(yīng)各級檔案部門使用。

廣東省國土資源檔案“一張圖〞云效勞平臺，是最終要在省級國土資源檔案應(yīng)用云中體現(xiàn)的應(yīng)用系統(tǒng)。平臺框架以IaaS〔根底設(shè)施即效勞〕和PaaS〔平臺設(shè)施即效勞〕為根底，基于GIS技術(shù)管理空間數(shù)據(jù)庫。平臺將面向廣東省國土資源檔案館和全省21個地市的國土資源檔案部門提供三方面的效勞：國土資源檔案“一張圖〞公共效勞平臺面向公眾，提供最根本的檔案目錄效勞，以后可以進一步拓展至互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)國土資源檔案公有云的效勞；國土資源檔案管理與利用效勞平臺保障各級各檔案部門對檔案數(shù)據(jù)進行技術(shù)保管并提供應(yīng)外界應(yīng)用；國土資源檔案數(shù)據(jù)中心可以對國土空間數(shù)據(jù)檔案進行多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理〔包括矢量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標轉(zhuǎn)換、位置匹配、拓撲檢查、疊加分析等〕、數(shù)據(jù)編輯和更新維護以及第三方公共效勞集成起來。平臺系統(tǒng)架構(gòu)以SOA標準為根底，以O(shè)SGI規(guī)范對各個效勞進行統(tǒng)一封裝，為效勞提供者提供統(tǒng)一的效勞發(fā)布功能，為效勞提供者和消費者之間提供統(tǒng)一的通信方式。

3結(jié)語

廣東省已經(jīng)具備構(gòu)建省級國土資源檔案云平臺的三個典型層級的條件，根底設(shè)施即效勞〔“IaaS〞〕是對硬件資源的整合，形成資源池，平臺即效勞〔“PaaS〞〕那么是對硬件資源的補充和切合，兩者共同形成了構(gòu)建應(yīng)用即效勞〔“AaaS〞〕條件。廣東省國土資源檔案館已經(jīng)根本完