GIS国产化替代3大技术实现方案 将自主核心科技转化为新质生产力

新质生产力是由技术革命性突破、生产要素创新性配置、产业深度转型升级而催生的先进生产力质态。加快实现高水平科技自立自强、打好关键核心技术攻坚战，将科技成果转化现实新质生产力，才能真正释放创新驱动发展的原动力。GIS平台软件以其强大的空间地理信息数据处理能力，成为推动数字经济发展的重要技术支撑，赋能智慧城市、自然资源、地质、农林、气象、交通、公安、应急等千行百业。在信创产业规模化推广期的关键阶段，如何更深入地推广应用自主可控的国产GIS软件，进一步实现GIS平台国产化替代，成为业界关注的焦点之一。GIS国产化替代具体实施起来，往往持续时间长，且要求业务不能中断，如何保证替代建设期间应用的稳定性、可靠性，保障业务的平滑迁移，实现替代的可持续性，是国产化替代的普遍难点。那么，如何有序的推进国产化替代呢？GIS国产化替代通常有两种情形：■ 新技术、新模式带来的新应用需求，无历史建设成果，可直接采用MapGIS国产化GIS平台和解决方案全新建设，实现数据层、服务层、应用层的完全替代。■ 对已投入使用的国外软件，有历史建设成果，需要对部分或全部的历史成果数据、GIS基础软件或应用等进行替代。针对GIS国产化替代的难点，结合上述两种替代情形，MapGIS提出逐层替代、双轨高可用和系统性替代三大技术实现方案：国产化替代技术实现方案■ 逐层替代：从基础设施到应用分别提供可替代或兼容的方式，按需逐层替代，主要针对有历史建设成果，需要部分替代的情形。■ 双轨高可用：在逐层替代的基础上，逐步建立和完善信创区，与非信创区共存，双轨并行可用，当信创区建设完毕，且能满足业务需求时，完成完全切换；该方案是介于逐层到系统性完全替代的中间过渡阶段。主要针对有历史建设成果，需要完全替代，同时业务较为复杂（如涉及多业务系统、替代周期长等）的情形。■ 系统性替代：主要针对全新业务场景，直接从底层基础软硬件到GIS软件、应用，全国产化全新建设。以上实现方案，其本质是国产GIS基础软件对国外GIS基础软件的兼容性、对等性，兼容性考虑充分利用已有的异构GIS平台的数据、服务、应用等历史成果，通过直接访问、接入、转换等方式对历史成果加以应用；对等性考虑国产GIS基础软件在功能、服务、应用开发等方面，是否与异构GIS平台能对应，可以提供对等的支撑能力。1.1完善规范的产品体系围绕发展自主可控、安全可信的国产软硬件，中地数码在地理信息系统平台软件方面深耕多年，基于自主可控的统一跨平台GIS内核和自主可控的技术架构，推出MapGIS基础软件平台，其中的九州系列全面适配国产处理器、操作系统、数据库等战略性核心产品，实现全面国产化。MapGIS九州全国产化GIS平台产品体系■ 数据层：构建了MapGIS DataStore和SDE，结合本地/国产/开源数据库来存储管理地理大数据，可替代异构GIS平台DataStore产品、异构GIS平台SDE引擎和国外商用数据库，对上层提供安全可靠的数据服务；■ 服务层：提供了跨平台的高性能GIS服务器、大数据服务器，可替代异构GIS平台的各种Server，对外提供高性能GIS服务、大数据服务支撑；■ 云产品层：推出了MapGIS云门户产品和云工作空间，可替代异构GIS平台云门户等云产品，满足用户多维内容管理、跨部门跨组织协同分享、精细化访问控制的需求。■ 端应用层：提供多种Desktop端、Web端、Mobile端、Unreal Engine端产品和开发工具，可替代异构GIS平台多端应用产品及开发工具，帮助用户构建贴合自身业务的各种应用。同时，MapGIS开发了自己特有的产品，如全空间一张图（MapGIS Pan-Spatial Map）是MapGIS首创的特色产品，为全行业一张图开发提供支撑框架。1.2专业强大的功能集群MapGIS拥有强大的功能仓库和丰富的数据资源，涵盖多端应用需求，云端深度融合，支持超大规模全空间多源数据的存储管理，集成地上景观、地表管线/地铁、地下地质空间数据的一体化展示，基于高性能集群提供适用于全空间数据的地图服务与分析，支持构建丰富的服务资源，实现全空间资源的灵活定制、重组与云端共享。1.3逐层部分替代异构GIS平台MapGIS提供空间数据引擎替代方案、地图制图成果转换方案、互联网GIS服务替代方案和应用层系统替代方案共四种国产化逐层部分替代实施方案。MapGIS实现从数据、服务到应用层逐步替代异构GIS平台1.3.1应用系统替代方案GIS应用系统的开发通常包括后端组件/服务开发和前端开发。针对不同的用户需求，MapGIS提供两种应用系统替代方案：■ 直接基于MapGIS全新开发业务应用；■ 将已经建设好的异构GIS平台应用逐步转换为MapGIS应用。1.3.1.1 后端组件/插件/服务开发替代后端开发方面，MapGIS提供丰富的内核功能模块、组件及服务接口，覆盖核心GIS功能，具备对等替代异构GIS应用开发的能力。同时，MapGIS增强了部分GIS功能，更贴近业务需求，如增强分析功能，支持基于弧段的空间分析；增强服务稳定性，支持扩展服务多进程部署等功能特性。另外，MapGIS提供多种后端开发工具及方式，具备准确性高、稳定性好、接口丰富等特点。■ 内核核心GIS功能模块全覆盖：数据、可视化、分析3大类别，12+种核心GIS功能模块■ 核心组件/插件/服务可支撑：4大类20+种核心组件、5种核心控件资源，2000+组件接口，200+种基础服务接口■ 接口功能有增强：增强空间分析，支持基于弧段的空间分析；支持扩展服务多进程部署，提升服务稳定性■ 多样化扩展方式可替代：支持组件开发、轻量化Python脚本开发工具、桌面端模型搭建、服务端地理处理流程引擎可视化建模后端核心功能接口可替代基于弧段的空间分析服务多进程部署1.3.1.2 前端开发替代MapGIS前端开发SDK覆盖异构GIS平台核心功能类，多种功能接口，支持异构GIS地图服务的直接接入、异构GIS功能接口对等替代，并提供一致的接口调用体验，代码迁移更平滑。■ 异构GIS地图服务直接接入：支持接入各类异构GIS地图服务，包括瓦片服务、矢量地图服务、矢量瓦片服务等■ 异构GIS功能接口替代：提供对GIS核心的基础对象、地理要素、地图符号、数据图层及管理、地图视图、编辑、分析等的替代接口■ 一致的接口调用体验：提供与异构GIS平台一致的接口调用体验，代码迁移更平滑直接接入异构GIS服务展示MapGIS前端API接口提供一致的调用体验1.3.2 WebGIS服务替代方案目前GIS应用领域有大量基于异构GIS平台服务的应用系统，如何能让这些应用系统少改动甚至不改动代码并快速地迁移到国产GIS平台上是未来国产化进程中的一个重要环节。MapGIS服务器产品具备与异构GIS平台相应的REST服务、OGC服务类型，同时支持将数据发布成MapGIS标准服务或异构GIS平台标准服务，同样也可以通过MapGIS服务器产品来访问异构GIS平台现有的服务并支持转发。根据不同的用户需求，MapGIS提供五种服务替代方案：■ 从数据层开始进行替代，将数据源、矢量地图文档等转换成MapGIS数据类型，然后通过MapGIS服务器将转换后的矢量地图文档发布成异构GIS平台标准服务，供应用系统无差别直接访问。■ 从数据层开始进行替代，将数据源、矢量地图文档等转换成MapGIS数据类型，通过MapGIS服务器发布MapGIS标准服务，并对应用系统进行改造，使之基于MapGIS实现。■ 从服务层开始进行替代，通过MapGIS服务器将历史异构GIS服务转发为MapGIS标准服务，实现异构GIS服务向MapGIS服务的逐步转换。■ 从服务层开始进行替代，通过MapGIS服务器将历史异构GIS平台栅格瓦片数据（异构GIS松散型瓦片、紧凑型瓦片）直接发布成MapGIS标准栅格瓦片服务、MapGIS OGC服务等，并对应用系统进行改造，使之基于MapGIS实现。■ 从服务层开始进行替代，通过MapGIS服务器将历史异构GIS平台矢量瓦片数据直接发布成异构GIS标准矢量瓦片服务，实现应用系统无差别直接访问。WebGIS服务替代方案OGC可替代一套数据同时发布异构GIS平台标准地图/要素服务、MapGIS标准地图/要素服务、OGC服务异构GIS矢量瓦片数据直接发布服务MapGIS OGC服务（WMS）预览1.3.3地图制图成果替代方案众所周知，制作一副专业、精美的地图，除需要各种专业的编辑工具配合外，还需要投入大量的时间和人力，在国产化的过程中，这些已经编辑好的地图如何迁移是一大难题。为此，MapGIS推出了地图制图成果替代方案，支持异构GIS平台矢量地图文档快速转换和瓦片数据成果的替代。1.3.3.1 矢量地图文档替代MapGIS支持符号、标注、专题表达和地图文档替代，可将异构GIS平台地图文档一键式转换为MapGIS地图，完成符号和可视化表达的完美对接，帮用户解决地图制图成果国产化的难题。矢量地图文档替代1.3.3.2 栅格瓦片/矢量瓦片/缓存切片替代MapGIS提供瓦片数据转换工具、栅格瓦片/矢量瓦片/缓存切片生产工具，帮助用户实现栅格瓦片/矢量瓦片/缓存切片的国产化替代。根据不同的用户需求，支持四种栅格瓦片/矢量瓦片/缓存切片替代方案：■ 通过MapGIS服务器将历史异构GIS平台矢量瓦片数据（*.VTPK）直接发布成异构GIS标准矢量瓦片服务，无需转换、重裁和改造，实现应用系统无差别访问。■ 通过MapGIS服务器将历史异构GIS平台瓦片数据直接发布成MapGIS标准栅格瓦片服务、MapGIS OGC服务等，无需转换和重裁，实现一套数据的多平台使用。■ 通过MapGIS瓦片数据转换工具，将历史成果瓦片数据转换为MapGIS或通用标准瓦片，并对应用系统进行改造，使之基于MapGIS实现，无需重新裁图，实现对异构GIS平台瓦片成果的替代。本方案既避免了需要从数据层切瓦片的繁琐步骤，又可以直接对异构GIS平台的瓦片数据迁移过来进行增删改等编辑操作，适用范围广。■ 通过MapGIS栅格瓦片、矢量瓦片、缓存切片生产工具，直接基于源数据进行相应数据的生产，生产MapGIS栅格瓦片、矢量瓦片、缓存切片，实现对等替代。栅格瓦片/矢量瓦片/缓存切片替代异构GIS松散型瓦片转换为MapGIS MUT瓦片并浏览1.3.4空间数据引擎替代方案行业中现存大量的业务系统是基于异构GIS平台数据搭建的，为快速实现上层应用接入MapGIS系统，MapGIS推出了空间数据引擎替代方案，主要从空间数据引擎数据存储管理和数据模型两个方面进行国产化替代。1.3.4.1 空间数据引擎替代针对空间数据引擎替代中转换和读写的不同诉求，MapGIS提供直接访问异构GIS平台空间数据引擎、异构GIS平台数据国产化转换、基于标准共享直连三种方式实现国产化替代。空间数据引擎国产化替代1. 直接访问异构GIS平台空间数据引擎MapGIS基于异构GIS平台提供的API进行数据解析，实现异构GIS平台数据中间件：跨平台ArcSDE中间件、跨平台FileGDB中间件和跨平台PersonalGDB中间件。通过数据中间件，用户无需安装异构GIS平台软件，直接通过MapGIS软件，可添加异构GIS平台的Shapefile文件，实现数据的快速访问；也可直接读取异构GIS平台SDE、FileGDB、PersonalGDB等空间数据，完成异构GIS平台数据的加载显示和查询等操作，进一步实现在MapGIS服务器产品进行服务的发布和调阅。该方案数据无需调整、转换，适用于应用系统无数据库管理权限、需要快速读取异构GIS数据的场景。添加异构GIS平台数据源功能界面2. 异构GIS数据国产化转换针对数据转换，MapGIS提供异构GIS源数据迁移工具，支持对*.gdb、*.shp、A* SDE数据进行迁移，支持整库或部分数据迁移，支持输出迁移结果报告。用户可将历史建设的PersonalGDB、FileGDB转换为MapGIS HDF/HDB，或采用“MapGIS SDE+国产数据库”替代“异构GIS平台SDE+国外数据库”。该方式可以充分发挥国产GIS平台及数据库的优势，获得更高的性能。异构GIS数据国产化转换数据迁移前后，属性无损，空间面积可精确到小数点后五位。3. 基于标准共享直连MapGIS数据模型符合PostGIS数据模型规范，所创建的地理数据库支持第三方GIS软件访问；同时MapGIS提供PostgreSQL中间件，支持读取第三方GIS平台创建的PostgreSQL系数据库，且不改变数据表结构。该方式适用于多GIS平台需要共享数据源、共同使用的场景。PostgreSQL中间件1.3.4.2 数据模型替代MapGIS支持将异构GIS平台中的各种数据类型转换为MapGIS数据类型，可无损转换属性中的文本大对象，几何中的弧段等信息。数据模型替代属性信息（文本大对象）几何信息（弧段）1.4自主可控技术赋能行业GIS应用MapGIS已经在CIM平台、自然资源、智慧城市、智慧地质、智慧农业、智慧水利等行业得到广泛应用，全面赋能空间信息数字经济创新应用。MapGIS赋能行业应用体系

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