SOA架构下新一代房产GIS系统的构建初探以济南市为例

SOA架构下新一代房产GIS系统的构建初探以济南市为例顾晨刚1，杜建刚2，尹少鹏1（1.北京超图软件股份有限公司，北京市海淀区学清路8号科技财富中心 100192 ；2.济南市房产管理局，济南市经七路88号 250001）摘 要：房产管理涉及到众多部门，这些部门内部以及部门间对信息共享的要求造成信息系统压力与日俱增，同时房产管理业务发展非常快，一些新的业务需求不断提出来，房产信息系统不断被要求进行升级改造，传统的每一次升级改造都是对上一次工作的全面推翻否定，导致升级改造越来越困难。面向服务架构的思想(SOA)能较好的解决这些问题，本文以济南市房产地理信息系统的建设为例，探讨了如何运用服务式GIS技术解决房产管理领域涉及到的众多难点问题。关键词：面向服务架构 服务式地理信息系统 房地产市场信息系统1. 绪论1.1 建设背景及意义改革开放30年的快速工业化和城市化进程，住房分配制度向市场化的转变，启动了我国长期压抑的住房需求。房地产市场的繁荣，一方面为解决“居者有其屋”的民生问题起了重要作用，另一方面也让房地产业成为了中国经济的重要支柱产业。房地产市场的快速发展和风险，对房地产管理部门提出了更高的要求，国务院关于促进房地产市场持续健康发展的通知明确提出：要建立健全房地产市场信息系统和预警预报体系，加强房地产市场的统计工作，完善全国房地产市场信息系统，建立健全房地产市场预警预报体系，用信息化手段监管房地产市场。住房与城乡建设部2006年完成对全国40个重点城市建立房地产市场信息系统的考核验收，在多年建设的实践和研究的基础上，编制了第一部房地产市场信息系统技术规范，明确了相关技术标准，对促进房地产市场健康发展、加强和改善房地产市场宏观调控具有重大意义。2008年又发布了关于扩大房地产市场信息系统建设重点城市范围的通知（建办住房200825号）和关于对新增50个重点城市房地产市场信息系统第一阶段建设情况进行检查验收的通知(建办房函2008792号)。强调了房地产市场的健康有序以及社会的和谐发展，必须采用科学的管理理念和先进的技术，加强房地产市场管理的信息化建设。济南市房产管理地理信息系统是根据济南市房地产管理信息化发展的需要提出的，是济南市房地产市场信息管理系统的重要组成部分，是整个济南市房地产信息化建设进程中的一个重要环节。它是按建设部房地产市场信息系统和预警预报体系建设的要求，在加快完善业务管理系统的基础上，建立以楼盘表为纽带的房地产信息系统，加大对基础信息和动态信息的归集、整合、监测和分析力度，基于服务式房产GIS平台，依托房地产交易、房屋权属登记、房屋租赁等业务管理系统，加快推进房产信息系统和预警预报体系建设工作。1.2 国内房产信息化建设现状我国房产信息化工作起步很早，从最初的单机单用户的MIS阶段，经历多用户MIS+CAD阶段和GIS、MIS、OA集成的数字房产阶段，一直发展到真正基于GIS的信息房产阶段。 图1 房产信息化发展阶段示意图信息房产阶段的关键在于如何获取、管理、分析和利用千变万化的海量房地产信息。房地产信息采集获取手段主要依赖房产项目的测绘管理，所以规范化房地产项目测绘管理是房地产信息化建设的重要关键环节。采用GIS为内核构建测绘采集软件，基于GIS数据模型地实现房地产数据的图形和属性一体化，方便管理部门的进行成果备案，并将测绘成果数据无损直接入库 ，直接提供给业务登记部门进行数据利用。通过GIS技术的支持，可以实现多种基于空间的直观高效的统计分析。可以通过对某一时间范围内交易状况制作统计图表和建立分析模型，预测未来一段时间内特定地区的房屋价格走势。可以通过在地图上制作统计专题图，直观的反映不同区域不同类型房屋的交易状况，作为未来决策的依据。GIS 特有的对空间信息的管理、分析等功能成为了信息房产阶段系统建设中最重要的手段。目前，我国各地正在大力建设“数字城市”，而房产管理信息系统正是数字城市建设中的空间基础信息之一。可以这样说，采用地理信息技术建成的数字房产系统，是我国“数字城市”应用系统建设的重要组成部分。1.3 系统建设目标济南市房产管理GIS信息系统的建设，立足房地产业务管理本身需要，面向整个城市各行各业及社会公众提供房地产信息服务。本着统一标准规范、技术稳定成熟、分步实施的战略，以及数据集中管理、相关部门联网、系统安全的建设原则，此次进行济南市房产管理GIS信息系统项目总体建设目标为：(1)完成基于一体化原则下的数据库设计。采用地方坐标体系，统一编码体系和建库规则，利用先进科学的方法完成基础地形数据入库工作，进一步完善基础地形数据，达到现实性、规范性的要求，建立一个全面反映济南市现实情况的基础房产空间数据地理信息系统平台。(2)建立基础测绘及项目测绘成果管理机制，规范统一全市房产基础测绘和项目测绘作业系统，对各家测绘单位提交的测绘成果基于面向对象GIS数据模型进行统一的入库管理，建立基于统一控制测量网下的测绘成果管理系统。(3)完善房地产市场信息系统中的相关子系统，将登记、公房、房改、物业等系统的相关业务数据全部实现同地理信息系统平台数据的挂接，并达到即时更新，数据联动，建立一个以楼盘表为纽带，并基于GIS平台的综合业务管理系统，实现信息的完全共享和交互。(4)逐步建立健全测绘数据更新机制，完善修补测机制，确保基础测绘与项目测绘成果能及时满足地理信息系统图形数据的更新需求；确保业务管理系统利用各类测绘成果数据，为全面建设房地产市场信息系统奠定基础。(5)整理完善现有多种格式的项目测绘成果，结合济南的实际情况，建立一整套测绘成果整理入库的管理技术流程和软件，结合先进技术，通过不断整理，使现有测绘成果得到更大程度的利用。(6)基于房产GIS系统进行二次开发，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而加强房产综合业务自动化管理，实现强大的分析、查询、统计、数据发布等一系列功能。2. 系统建设技术思路2.1 基于SOA技术的协同政务平台房产管理部门是包括市场、产权、档案、拆迁、物业、房屋安全等多项业务的综合部门，这些部门间需要信息充分共享；同时房产管理部门也需要与城市规划部门、城市国土管理部门等多个部门获取信息，也需要向城市其他政府部门提供房产信息。房产信息共享的压力与日俱增。同时房产管理业务发展非常快，一些新的业务需求不断提出来，房产信息系统不断被要求进行升级改造，传统的每一次升级改造都是对上一次工作的全面推翻否定，导致升级改造越来越困难。有没有一个比较好的办法能解决信息共享和升级改造的难题呢？答案就在面向服务架构的思想(SOA)，该思想的核心就是实现业务敏捷。基于SOA架构，房产管理部门可以此整合和规范整个房产业务信息，为上级机关和社会公众提供全面、真实、可靠的交易信息和统计数据，作为决策的依据，并且可以服务的方式向其他相关部门共享相关数据。系统实现对内管理与对外服务的一体化，通过内外网数据共享，提供功能齐全的对外服务窗口，实现网上办证结果查询、投诉咨询，形成以房产管理信息综合系统为核心的网络办公体系，达到对内规范业务办理模式，对外方便群众办事，政务公开。结合业务审批，通过国际互联网、市民邮箱、手机短信等形式为市民提供了办事办证进程及结果的实时查询、办证结果通知等服务。在全面及时公布全市新建楼盘预（销）售情况、全市主要中介公司网上出售、出租房源信息、二手房挂牌情况、二手房交易合同实时备案，房产交易成交率及其走势信息外，还可以在网上提供了丰富的如预（销）售月度排行榜、合同撤销排行榜、连续预定排行榜和企业诚信投诉排行榜等信息服务，在解决市场信息不透明、不对称的问题的同时，有效引导群众理性购房，真正实现服务为民，并达到规范房产市场的目的。通过全面梳理分析，站在房管系统全局的高度开展全局性、公共基础业务服务管理平台的建设工作。可以按照房产业务相关流程、业务逻辑处理、业务功能等分类设计、定义、提取和实现房产基础共性的服务或功能，建立基础业务服务库，通过公用标准接口对外提供共享服务。平台提供房产业务服务的注册、查询、定位和发布管理功能。2.2 基于工作流的业务流程建模与授权管理 房地产管理业务具有流程化、协同性、变动性等工作流特点，非常适合采用工作流技术来进行系统的开发。采用工作流技术实现系统内部工作流程的管理，通过工作流管理将业务处理系统与房产GIS应用平台融为一体，实现数据存储和处理、房产管理业务处理与房产GIS应用平台的一体化，采用支持GIS空间数据流转的扩展的工作流技术实现业务流程动态设置。实现规范化、流程化、协同化的业务审批模式。通过分析各部门房产业务关系，对业务流程进行优化或重组，提高联合审批和协同管理能力。采用业务流程管理（工作流）技术，系统按既定的业务流程、业务规则和岗位权限、承诺时间实现业务流转，包括受理、扫描、审核、制证、收费、发证、归档等业务过程，并可跟踪、监控、干预。在业务流转过程中对各业务办理的人员、时间、审核意见、业务数据处理情况进行如实记录、形成规范、完整的审批档案。图2 工作流业务建模与授权2.3 面向数据对象的一体化数据集成技术 系统实现基于楼盘表和房屋生命周期的房产信息集成，满足长事务处理，建设和完善房产基础数据库，确保房产数据的现势性、有效性，全面实现“一次收件，全局共享”；数据库建设在兼顾房地产市场信息系统、网站和办公自动化系统等基于房管内部业务审批之上的扩展应用和服务系统的建设，同时为房地产相关部门的数据获取及共享系统建设提供服务接口，满足动态采集与共享房地产各类信息资源的需要，为房地产管理、分析和决策行为提供强有力的系统支持。以楼盘表为基础整合所有业务数据，实现数据关联，基于三库分离技术建立房产时态数据库。 图 3基于楼盘表的以图管房模式 图 4 三库分离的数据库设计房地产市场信息管理过程涉及房产测绘、合同备案、产权交易、档案管理等多个业务子系统，要保证不同子系统之间的信息流畅通无阻，实现系统内不同单位、不同子系统的所有房产属性数据、图形数据以及空间基础地理信息数据融于统一数据平台内，实现业务信息与图形信息的关联与互访，实现不同业务数据的统一管理和继承共享，确保系统内数据的一致性、准确性和实时性，减少差错。具体来讲，在房产测绘阶段，采用基于GIS底层类库开发的测绘软件采集分层分户图信息，通过成果入库系统进入数据库，在合同备案系统和产权交易系统中可以直接调用测绘成果，收件和审批完成后所有材料统一归档到档案系统中备查。实现房产业务数据、审批数据、收件资料的全局共享，实现数据自动继承、核查以及按关键字段查询、核查等功能。系统基于房屋楼盘表实现数据共享和协同审批，业务处理后，相关信息自动叠加到楼盘表中。实现内、外网、跨部门的数据共享和交换。2.4 服务式GIS建设新一代以图管房模式“以图管房，房地关联”是整个房地产市场信息系统建设的重要目标。以图管房就是建立以户室-栋幢-小区为基础的楼盘表。楼盘表信息和房产测绘信息、权属信息、土地信息相关联，贯穿房产各项业务管理始终，并实现房屋落地关联。在此基础上，用户即可以在电子地图的方式下进行房产数据查询及统计分析，并保证房屋权属信息和相关测绘成果（图纸）之间的对应关系。测绘及成果管理子系统将提供必要的GIS、WebGIS调用接口，各应用系统均应能按照权限使用系统的GIS功能，实现基于楼盘表的以图管房，房地关联、以房管档、图档簿合一、图文表一体化的管理。超图公司自主研发的“高性能高可用性服务式地理信息系统关键技术”荣获工业和信息化部2008年（第八届）信息产业重大技术发明奖。超图公司等基于SOA思想推出了服务式GIS，这样房产信息系统中SOA改造将有来自GIS全方位的保障。利用服务式GIS技术，可以在细粒度组件式GIS基础上，封装粒度适中的全功能GIS服务群，构成Service GIS的服务器，并向客户端发布这些服务。客户端GIS软件具备服务聚合能力，可聚合同一厂家服务器软件和第三方服务器软件发布的GIS服务，并与本地数据和本地功能集成应用。服务器端软件具备强大的服务聚合能力，可以聚合来自其他服务器上发布的GIS服务，并可以将聚合后的结果再次发布，而再次发布的服务还可以继续被其他的服务器软件聚合。通俗地讲，我们通过服务式GIS(如超图公司的SuperMap IServer产品)直接聚合已建成的各种GIS产品生产的数据(比如城市的基础地形数据)而不需要转换(再生产)不同数据格式的数据。服务式GIS技术解决了多个单位之间异构数据库和空间数据格式不同的共享问题，极大的降低了房产空间数据库建设的成本，同时很好的保证了各个单位之间的数据更新管理后的实时共享，对于一些保密级别较高的数据，通过功能聚合更好的保证了数据的使用安全。 图 5服务式GIS的实现2.5 实现房产测绘与房产管理一体化超图公司开发了以GIS为核心的房产测绘软件SuperMap Floor、SuperMap D_Producer和测绘成果入库管理平台，实现房产测绘与信息系统的一体化、房产测绘与管理一体化。房产测绘是房产系统空间数据（分幅图、分丘图、分层分户图）和属性数据（房屋结构、层次、座落等）的重要来源，同时也是房产图形数据更新的重要手段。传统的房产测绘系统都是基于CAD软件二次开发的，开发平台多为AutoCAD。基于CAD软件开发房产测绘平台有其优点，如编辑功能强、制图方便美观、使用方便简单等，这些优点在我们的测绘软件产品研发中得到了继承和借鉴。同时，我们还要认识到其所存在的不足之处：（1）数据入库难度大。由于传统的数字化成图系统大多是基于CAD内核来开发的，它偏重于对空间几何信息的描述；而GIS则要求空间信息与属性信息联合存储与管理，这就导致了数据转换的过程中，空间信息会有不同程序的损失。而且数据转入后往往不能直接满足GIS的要求，仍需要大量的后期编辑工作，造成了资源的浪费，延长了数据入库的周期。 （2）GIS基础数据库的维护与更新的难度较大。由于在维护与更新的过程中需要在GIS与数字化成图系统之间进行频繁的数据转换，往往不能直接对基础数据库进行操作，造成了基础数据维护与更新的不便。 （3）在数据转换的过程中，除了信息损失外，还往往伴随着数据膨胀。这些膨胀的数据会消耗大量的存储空间，降低系统运行的效率。 （4）基于CAD的测绘软件运行需要有AutoCAD产品的支持，所以用户除了还需另行采购AutoCAD正版软件，这一方面也加重了用户的负担。超图软件基于GIS底层技术，开发以GIS为核心的数字化成图系统提供了一种新的技术方案，基于GIS的数据模型进行数据组织，实现图属一体化采集和管理、直接无损入库。基于组件式GIS开发的房产测绘系统解决了以下问题：（1）图形信息与属性信息联合采集与存储，信息采集一步到位。（2）直接提供满足信息系统要求数据格式，支持空间数据库技术，直接入库。信息入库一步到位。（3）直接支持空间数据的局部更新，解决数据更新问题。（4）基于GIS的空间数据模型和强大的空间分析运算能力，实现自定义和多级交叉分摊模型的建立和快速运算，大大提高面积计算的效率和精度。3. 图属档一体化的房产数据库建设以房产管理中的典型对象为依据，设计相对独立稳定，具备可扩展能力可与房产业务流程规范相适应的数据元标准规范。3.1 房产数据对象组成房产管理数据的采集范围包括：图 6 房产数据对象组成（1）主体数据：包括管理主体数据，即房产管理部门及人员；从业主体数据：包括开发企业、中介企业等房地产业企业及人员，业务申请者、业务服务对象、权属对象等。从业主体数据的组成包括企业和个人的基本信息、资质、变更情况、诚信记录等。（2）基础数据系统是基于房屋的物理属性和房屋产权属性而建立的，各业务活动均围绕基础数据发生。基础数据包括由测绘与成果管理子系统采集和维护的物理数据，如基础地形图、房屋测绘、房屋基本状况等基本信息，以及由登记管理子系统采集和维护的权属数据。图 7 房产图属数据构成（3）业务数据是在业务发生过程中带来的项目信息、申请信息、审核信息、交易信息、数据变更信息、文档、表单等资料信息。在系统中包括由新建商品房网上备案子系统、存量房网上备案子系统、项目管理子系统中的业务数据。此外，业务数据还包括记录业务流程定义以及业务实例流转的信息，包括工作流定义信息，部门、人员操作过程信息等。（4）统计数据：对主体数据、基础数据、业务数据等进行汇总、计算和处理分析后形成的数据。（5）发布数据：经过过滤、处理，面向不同层面的机构、人员公布的各类业务数据和统计数据。3.2 房产数据库设计原则房地产市场信息系统一体化数据库设计的总体目标是要实现房产空间数据和属性数据、档案属据的一体化存储以达到图、属、档、簿一体化管理的应用目标。数据库设计的具体内容包括：空间数据和非空间数据的一体化：设计以房产空间数据库为基础、融合房产属性数据、档案数据等非空间数据，建立以图管管房、图、属、档一体化的房地产管理基础数据库；非空间数据的一体化：指建立以产权数据为基础、融合房产交易信息、房产市场信息、房产物业信息、房产资金信息（主要指房产物业维修基金）、产籍档案信息等一体化的业务数据库；房产平面图和房产分层分户图的一体化：房产分层分户图是房产平面图在三维空间上的详细表达，系统数据库设计要实现房产平面图与房产分层分户图的一体化存储和管理；房产历史信息和现状信息的一体化：房地产信息由于房产交易等客观行为的不断变化而产生大量的历史信息，这些历史信息是追溯房屋产权变化、解决房产产权纠纷的重要数据，因此必须要将这些历史信息与现状信息一体化管理，建立房产时态数据库。3.3 建立规则元数据体系数据规则元数据是利用元数据进行表达的数据规则，它需要元数据解释器处理后才能转化为系统内部执行的业务规则。如何合理地设计各类数据规则的表达模式，便于元数据解释器执行，是系统业务数据规则智能化的关键，也是系统设计的难点。将业务规则从系统代码中分离出来，利用元数据表达业务规则，这也是目前软件行业构件技术发展的一个热点。系统设计时将尽可能多的业务逻辑规则纳入元数据管理，提高系统建设的水平。规则元数据采用人们可理解的接近自然语言方式描述有关系统规则，通过系统的元数据解释引擎进行解析，完成基于元数据规则的统一驱动。特别指出本系统的Web 服务注册没有采用UDDI注册管理，而是基于语义Web Service 服务的元数据表达。3.4 建立和完善楼盘表数据模型对房产楼盘表进行数据分析和定义，体现房屋楼盘表的层次结构和生命周期要素，应以测绘为基础，各业务信息在此基础上叠加，涉及房产GIS、基础数据、权属业务数据、抵押、查封等专题数据关系、状态表示，以通用的数据模型图来描述数据模型。 图8 楼盘表数据模型3.5 建立房产业务主体数据规范房产业务主体指产权人、开发企业、中介公司、经纪人、物业企业、拆迁单位、拆除单位、经济适用房申请人（家庭）、抵押人、法院、银行等。制定该类数据规范，应满足对各类业务主体数据共性和特有的管理、维护、核查、查询统计等数据应用需求，涉及从业主体的资质管理、变更管理、诚信档案，各类业务主体的唯一性标识、变更和历史记录，房产业务申请人、产权人的信息管理。3.6 建立房产业务数据字典在各类房产业务子系统、业务流程中，提取出各类业务数据对象和相关属性，并定义各类属性，编写数据字典，包括定义、名称、数据类型、数据格式、单位、精度、枚举值等，对数据字典的制定，要从全局统一、共享的角度，确保全局数据项的唯一性、规格统一性、分类方式统一性、无歧义性。数据字典编制应符合国家、电子政务标准数据元编写规范。4. 房产GIS应用系统设计4.1 系统总体技术路线一体化集成房产空间信息管理系统的总体设计目标要实现房产测绘系统与房产信息系统的无缝集成。根据系统的要求及特点，我们提出了以GIS为核心的总体技术路线，即：采用GIS数据存储方式来存储房产测绘数据，实现房产图形信息和房产属性信息的一体化存储；基于服务式GIS平台进行二次开发编辑和绘图功能，实现房产图形的编辑绘制和属性信息的录入；采用空间数据库技术实现房产测绘与信息系统的数据入库与更新。采用智能分摊技术实现房产面积自动分摊计算。4.2 系统功能结构根据建设部房地产测绘规范要求，整个房产测绘任务分为房产基础测绘和房产项目测绘两大部分。房产基础测绘的主要内容是房产分幅平面图。房产项目测绘的主要内容是房产分丘平面图、分户平面图。为了达到房产测绘与信息系统一体化集成的目标，还要开发房产测绘成果备案入库管理系统，以完成房产测绘成果向数字房产空间数据库的入库和更新。系统总体结构如下图所示：图9 系统总体结构图4.3 软件环境系统软件环境配置如下表所示软件分类软件选型GIS软件房产项目测绘平台SuperMap FloorGIS开发平台SuperMap IServer Java房产图形桌面平台SuperMap Deskpro 2008 集成软件开发环境Eclipse 3.3、CVS数据库管理系统DB2 9.0 For Unix 企业版系统软件服务器Unix AIX 5.3客户端Windows2000或WindowsXP 中文版5. 结论及展望房产管理涉及到的政府部门众多，国家调控政策变动性强，这些对基于组件的传统房产管理系统是很大的挑战，很多城市每年都要投入较多的人力物力来改动系统。济南市在信息系统建设中，选择了灵活性更高、耦合性更低、软件架构复用性更高的SOA架构来建设房管系统。这样，一方面与相关政府部门、金融机构、开发建设单位之间衔接的技术问题得以解决，另一方面也减少了因需求变动导致系统更换的工作量，是房地产GIS系统建设过程中的积极尝试。目前系统已经正式上线，运转流畅,达到了预期的效果。参考文献：1石伟伟，蔡阳军，顾晨刚。基于SuperMap 的房产GIS 系统配置方案。中国地理信息系统协会第八届年会论文集 , 2004 年。2梁军，数字城市信息模型研究博士学位论文，中国科学院地理科学与资源研究所。20023石伟伟，数字房产关键技术研究和实践博士学位论文，中国科学院地理科学与资源研究所。20054陈述彭，城市化与城市地理信息系统，北京，科学出版社，19995郝力，城市地理信息系统及应用，北京，电子工业出版社，20026王康弘。封杀一房多卖行为。中国计算机报。2009-2。7刘喜喜。以图管房 防患于未然。中国计算机报。2009-2。8刘喜喜。房产服务也要立等可取。中国计算机报。2009-2。9中华人民共和国住房和城乡建设部。房地产市场信息系统技术规范。200710钟耳顺，王康弘等，多源数据集成模式评述，第五届GIS年会论文集，1999