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电子政务中网格化信息管理初探

2008-01-22 12:05:55  来源:国土资源部信息中心

摘要:电子政务,是运用信息技术及通讯技术构建一个电子化的政府机关,让公众和机构更方便地得到政府信息和服务,他是一种与公众和其他企业、机构以及在政府内部进行交流沟通的有效渠道
关键词: 电子政务 网格化

一、引 言


      政府泛指国家权力的执行机关,是一个国家或地区对社会各种组织和个人提供政府管理事务的机构。电子政务,是运用信息技术及通讯技术构建一个电子化的政府机关,让公众和机构更方便地得到政府信息和服务,他是一种与公众和其他企业、机构以及在政府内部进行交流沟通的有效渠道。电子政务依据政府及公众的需求、可使用的形式、要求的时间及地点,提供各种不同的管理和服务选择。
      “E-Government”这一概念最早是由美国前总统克林顿提出的。它将政府管理与服务通过网络技术的应用实现有机集成,实现政府组织机构和工作流程的优化组合,打破时间、空间和传统政府部门各自为政的局限性,全方位的向社会提供高效、规范、透明的政府管理和服务。当信息化技术的应用极大地改变和重塑社会公众的生活方式时,电子政务成为社会的必然要求,成为社会信息化的重要环节和中心内容之一。
      目前,电子政务主要有政府与政府(Government and Government)、政府与企业(Government and Business)、政府与公民(Government and Citizen)、政府与政府公务员(Government and Employee)等四种模式。信息结构是“金字塔”式的,信息源来自基层。政府是信息内容资源的最大拥有者,由于政府信息活动的规模,对公众的依赖,政务信息对整个国家的价值是巨大的。
      那么如何对浩瀚的信息组织管理,使其能便于查找、利用它去解决另一信息问题?即如何建立一个存放、开发信息的有序构架?如何将信息有机的联系起来并以多种方式展示?下面从三个层次进行探讨。


二、物理层


      物理层也称为数据库层,是电子政务网格化信息管理系统的最底层,解决各种数据具体存储问题。网格化信息管理系统的物理描述是时空网格化的框架。网格化是将信息按规范划分空间网格和时序网格,按网格进行信息采集和信息存储,实现信息的全覆盖、多时相的共享。网格化框架结合了数据库与实时系统、地理信息系统三者的功能特性,既支持大量的数据共享,维护数据的一致性完整性,又支持数据和对象的时间、空间限制。只有将时间、空间、对象属性“无缝集成”的网格化信息管理系统才能支持政务信息的时空一致性。
1. 时空网格
      据不完全统计,国民经济建设和社会发展的实践活动中大约有80%与地域空间分布有关。所谓空间,是表征事物的广延性、结构性和并存性的物质存在形式。地理信息系统(GIS)的数字化地理空间基础框架表征的是信息的空间分布,由地理空间基准和地理基础框架数据组成。 地理空间基准是指为所有与地理位置有关的信息提供一个统一的空间定位标准,由高斯平面直角坐标系统、高程基准、参考椭球模型和投影带等部件组成,主要作用是为实现多元数据的无缝整合,保证地理空间数据的一致性、兼容性或可转换性。地理空间基础框架数据是指有关自然、人文、经济、环境等要素,主要包括地形、地籍、地貌、地名、行政境界、道路交通、水系、土地覆盖等基本内容。这些基础框架数据为定位、嵌入或配准各类图形、图像、文本、视频、音频信息提供了二维或三维空间载体,使用户能够按照地理坐标或空间位置集成、检索、展示所关心的自然、社会、经济、环境信息,进行空间分布特征、运行状态、变化态势等的分析模拟。
      地理信息系统的时序特征十分明显,对于信息管理具有特殊意义。一方面,时间是信息管理活动的关键性因素,另一方面,信息管理的对象???信息本身具有很强的时间性特征。可以说,时间就是信息的生命。所谓时间,是表征事物持续性和顺序性的物质存在形式。时间框架是一维性的,用线性来表示,它是一条直线,一头可以回溯到过去,一头则无限地延伸向未来。它具有不可逆性,只能按照由过去到现在,由现在到将来的方向前进。时序框架不仅能提供最新的(不断变化的)映象,也能提供过程中某一时点的映象,并保证事务读取的数据能保持时序一致性。
2. 实时分布式数据库
      数据库是电子政务网格化信息管理系统的基础。早在上世纪九十年代初,在计算机界就非常流行的“开放系统”反映了硬件和系统软件的发展趋势,同样,数据库技术也不可避免地走上开放之路。实现数据库互连成为应用发展的基础之一,在网络支持下的实时分布式数据库技术的应用已很普遍。
      电子政务作为管理层通常对数据要求准确、全面、一致,它要求数据是经过加工而浓缩,能全覆盖、多时相地反映辖区内乃至整个国家的国民经济建设和社会发展的实践活动。在物理层上,数据按时空网格采集,存放于各网格节点,时间上通常可是较大的单位。数据库系统可是多数据库系统或联邦数据库系统。
      多数据库系统或联邦数据库系统是为在多个数据库之间实现互操作,解决数据资源共享的一种技术途径。在物理上看,每个节点的数据库是独立的,但客户端程序可以与任意一个或几个节点的数据库进行连接,访问实时的信息。每个分数据库都受各自的、可能是不同的DBMS管理(异构型),也可能是相同的DBMS管理(同构型)。所有分数据库系统都是自治的,即数据定义自治,数据复制自治,以及在物理上的数据重构自治等(见图1)。

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3. 分层原理
      分层原理(Subnetworks)是指一个完整的网络是由若干层子网络按一定的方式组织而成的。上层的网格节点数据来自下层网格若干节点的数据。每个网络节点和每层子网络都具有相应的数据采集、处理、利用、交流能力(见图2)。

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三、逻辑层


      逻辑层也称为抽象机层,要基于网格节点确定系统链的特性,并建立它们之间的联系。节点是基本单位,其内容包括描述对象的时空网格坐标、图形、图像、文字、视频、音频等数据,节点的大小是动态可变的。链也是基本单位,形式上是一个节点指向另一节点的指针,本质上链表示不同节点中存放信息的联系。
      政府的信息能力至少由四个方面构成,即信息采集能力,信息处理能力,信息利用能力,以及信息交换能力。时空网格实现了全覆盖、多时相的数据采集和存储,面对如此浩瀚的数据,不仅要有海量的存储技术加以支持,还要有有效的逻辑结构,才能形成有机的系统,进一步完成信息的处理、利用和交流。
1. 面向对象
      面向对象数据模型(Object-Oriented Data ),可提高数据的重用性和可扩充性,可满足各种新的数据应用的需要,诸如多媒体数据、空间数据、超文本、知识、时序数据等的管理,允许用户建立新的属性和方法类型,可以从父类继承属性和方法,建立具有唯一对象标识的例示,可以单个或集体地检索例示,装载和运行方法。
2.主题数据
      按电子政务的各种需求,将全覆盖、多时相的数据整合成各种主题的数据库。这种整合可通过主动数据库的自动触发来执行。一般具有如下形式:
WHEN < 事件 >
IF < 条件 >
THEN < 动作 >| ,IF < 条件 > THEN < 动作 >|
      表示当<事件>发生时,将触发执行后面跟着的一条(或一组)规则。 IF-THEN规则(或规则组)的执行则按产生式系统的控制方式进行。由于产生式规则提供了一种表示触发、警报、完整性约束、存取约束、诱导数据以及快照(snap?鄄shots)等的统一机制,所以这种嵌入了产生式规则的数据库系统可应用与主题数据的整合。
3.人工智能
      在网络环境下的人工智能技术也构成网格化信息管理的处理系统。从内容上包括:自然语言处理、声音辨别、高级人工接口、基于知识的网络系统等(见图3)。以存储大量原始数据的数据库为知识源,从中揭示出蕴涵在这些数据背后的客观世界的内在联系和规律,为政府部门的决策、分析和建立预警预报机制提供可靠、方便的描述。

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四、演示层


      演示层处理如何展示逻辑层的信息,也就是用户界面,包括用户使用的命令,节点显示和链显示。由于电子政务所涉及的信息包括数字、文本、表格、图形、图像、视频、音频等多种形式,其采集、存储、处理、传播的表现形式是丰富多样的,不仅在办公服务系统、专家服务系统,而且特别在面向公众的应用服务系统,其展示的方式也是多样的。
1. 超媒体技术
      超媒体(Hypermedia)技术是超文本(一种非线性的信息组织方式)技术与多媒体技术的结合。它不同于传统的数据库技术,对数据不要求有统一的定义、统一的结构。超媒体系统由节点和链组成,节点上存储有各种形式的信息,通过链来建立信息间的联系。超媒体技术能更真实地反映现实世界中信息的表现形式及其联系,也更接近人们的发散式思维。因此,超媒体技术应是电子政务网格化信息管理系统中展示信息的有效工具。
2. 导航系统
      如何解决在浩瀚的电子政务信息中“迷路”?导航系统可以成为电子政务网格化信息管理系统的主要设施。导航系统提供多种漫游信息时空的方法。
      用户首先可以从地理空间、时间、对象属性的多种索引清单,或从字符串检索和关键字检索的几个结果清单中选择一个节点,作为某次漫游的起点,然后沿着名称链、放大链和回溯链等各种链进行浏览。一次可以激活一个信息节点,也可以激活若干个信息节点。用户也可以反复从各种索引清单中选择想要浏览的节点。一次漫游开始后,除利用导航链外,下一步也可以用子成分表、与内容相关的菜单以及历史记录等方法。历史记录按时间顺序列出用户已经浏览过的信息,以避免不必要的重复。
3. 用户自定义数据链接
      用户自定义数据链接,用于用户自行开发的应用系统或自定义统计查询。用户界面提供各种数据的友好接口,供用户按需求链接,实现数据的自定义统计查询和多次开发应用,并将再生产的数据回馈链接入网格化信息管理系统。


五、应用举例


1. 时空网格的应用
      正在试运行的静安区房屋土地管理局综合信息管理系统,基于eMap GIS 平台,采集覆盖全区的房屋土地数据,按统一的空间定位基准(坐标系统),实现多元数据的无缝无边的连接和整合,主要包括行政境界、道路交通、地籍、建筑物、分幅线等基本内容(见图4)。其不仅提供了有关要素的几何位置、形态特征和相关关系,而且为定位、嵌入或配准各类图形、图像、文本等属性信息提供了三维空间载体。该系统按楼层提供房屋平面图,体现高程。时间坐标暂定为半年。

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2. 分布式数据库的应用
      上海市静安区电子政务信息系统,铺设光缆连接下属街道和各委办局。各街道和委办局分别建有数据库,采用异构型管理,再将经过加工而浓缩,能全覆盖、多时相地反映辖区内的经济建设和社会发展的实践活动的各类数据,通过几种通用接口,在静安区电子政务信息平台展现(见图5)。

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3. 主题数据的应用
      正在试运行的静安区房屋土地管理局综合信息管理系统,可通过专题统计建立向导,按电子政务的各种需求,将系统数据库内的数据整合成各种主题的数据表或主题图。如拆迁方案分析、建设用地主题数据等。其程序描述是:
      用户在一个通用界面上设置统计选项和条件,包括表现形式和空间范围。报表的表现形式为EXCEL格式;图表的表现形式包括饼图、柱状图、曲线图等;专题图的功能包括图例说明、放大、缩小、移动、打印;空间范围的设定可以通过选择行政区划,也可以在图上利用矩形框工具或任意多边形工具划定统计范围。
      下图所表示的是某一街坊的房屋结构主题数据(见图6)及主题图(见图7)。

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4. 超媒体技术的应用
      正在试运行的静安区房屋土地管理局的门户网站,是电子政务内网的外沿,依据政府及公众的需求将政务信息与公众交流。门户网站采用ASP + SQLSERVER 2000开发,提供 GIS 服务。网站应用了超媒体技术,系统由节点和链组成,节点上存储有各种形式的政务信息,通过链来建立信息间的联系。
      静安区预售楼盘节点的信息见图8。

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六、结束语


     以上对电子政务中网格化信息管理作了初步探讨,并例举了几个初步应用,以求建立一个有序的构架、有机的系统、开放的用户界面去采集、处理、利用、交流全覆盖、多时相的政务信息,实现政务信息对整个国家的巨大价值。


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