蘇 文 劉 昂 劉 峰 郭學(xué)兵 唐新齋 何洪林

1(中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測與模擬重點實驗室 北京 100101)2(中國科學(xué)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心 北京 100190)

基于云服務(wù)的生態(tài)臺站科技資源管理與服務(wù)系統(tǒng)研究

蘇 文1劉 昂2劉 峰2郭學(xué)兵1唐新齋1何洪林1

1(中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)觀測與模擬重點實驗室 北京 100101)2(中國科學(xué)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心 北京 100190)

針對國家生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡(luò)原有臺站信息系統(tǒng)存在的問題，綜合考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和云服務(wù)特點，提出一個以云服務(wù)端與本地端相結(jié)合方式構(gòu)建系統(tǒng)的臺站科技資源管理與服務(wù)信息化解決方案，構(gòu)建了一個集信息發(fā)布、資源服務(wù)、系統(tǒng)管理等功能于一體的臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)。詳細(xì)論述系統(tǒng)的總體架構(gòu)、功能設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計以及實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)等。該系統(tǒng)已在國家生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡(luò)的51個臺站進(jìn)行了應(yīng)用，提高了臺站科技資源管理與服務(wù)的水平和效率，促進(jìn)了臺站科技資源管理與服務(wù)能力的提升。

云服務(wù) 生態(tài)臺站 科技資源 國家生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡(luò)

0 引 言

國家生態(tài)系統(tǒng)觀測研究網(wǎng)絡(luò)CNERN(Chinese National Ecosystem Research Network)由51個國家生態(tài)臺站、1個國家土壤肥力站網(wǎng)、1個國家種質(zhì)資源圃網(wǎng)和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)綜合研究中心(簡稱綜合中心)組成[1]，2011 年通過科技部、財政部組織的績效考核與認(rèn)定后，由以資源建設(shè)為主轉(zhuǎn)向以運(yùn)行服務(wù)為主，從服務(wù)科研創(chuàng)新向全面服務(wù)科技、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展轉(zhuǎn)變[2-3]。在過去的幾年中，CNERN主要通過加強(qiáng)信息化建設(shè)來提高服務(wù)能力和水平，建成了CNERN 門戶網(wǎng)站和分布式數(shù)據(jù)資源共享信息系統(tǒng)[4]，包括綜合中心數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)和臺站數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)。臺站是開展生態(tài)學(xué)長期定位監(jiān)測、試驗和研究的基本平臺[5]，是CNERN對外提供服務(wù)的主體。部署在CNERN臺站的臺站數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)是臺站主要的對外服務(wù)窗口，主要實現(xiàn)了臺站觀測、研究數(shù)據(jù)的集成、管理與共享服務(wù)，對提高臺站科學(xué)數(shù)據(jù)的共享程度發(fā)揮了一定作用。隨著整合資源和用戶數(shù)量的不斷增加，對臺站信息系統(tǒng)的服務(wù)功能、方式、質(zhì)量與效率等提出了更高的要求，需要為用戶提供更加精準(zhǔn)、便捷、持續(xù)、有效的服務(wù)[6]。原有臺站信息系統(tǒng)在服務(wù)資源、服務(wù)能力、服務(wù)效率等方面存在一些亟待解決的問題，主要體現(xiàn)在以下方面：

1) 服務(wù)資源單一

臺站信息系統(tǒng)一直以來主要關(guān)注科學(xué)數(shù)據(jù)的共享，服務(wù)內(nèi)容限于長期觀測數(shù)據(jù)和部分科學(xué)研究數(shù)據(jù)。除了數(shù)據(jù)資源，臺站還擁有實物資源、科技成果資源、人才資源等，這些科技資源對于開展聯(lián)網(wǎng)觀測、研究具有廣泛的用途及重大的價值，一直未進(jìn)行系統(tǒng)地管理與服務(wù)，沒有充分發(fā)揮其功能與作用。

2) 系統(tǒng)功能不夠完善

服務(wù)內(nèi)容的有限性決定了系統(tǒng)的功能主要集中在科學(xué)數(shù)據(jù)的存儲、管理和檢索，缺少臺站服務(wù)業(yè)務(wù)流程化必需的一些功能，包括各類資源展示、訂單管理、用戶評價、服務(wù)信息登記、宣傳與科學(xué)普及等。

3) 系統(tǒng)運(yùn)維技術(shù)支撐相對薄弱

目前負(fù)責(zé)臺站信息管理與服務(wù)工作的人員主要具有生態(tài)研究、觀測與試驗等方面的專業(yè)背景，缺乏計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫管理方面的專業(yè)知識與經(jīng)驗。由于臺站普遍缺乏專業(yè)軟件開發(fā)和硬件維護(hù)人員，技術(shù)支持不到位，在系統(tǒng)因計算機(jī)病毒、網(wǎng)絡(luò)攻擊等出現(xiàn)故障時不能及時排除，在一定程度上難以保證系統(tǒng)持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，提供不間斷的資源服務(wù)。

4) 與其他相關(guān)信息系統(tǒng)融合度不足

CNERN綜合中心在過去的幾年中針對不同的業(yè)務(wù)需求建立了不同的信息系統(tǒng)，以解決臺站信息收集、元數(shù)據(jù)收割等問題，但由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，臺站系統(tǒng)與綜合中心的系統(tǒng)多為獨立的系統(tǒng)，彼此間缺乏有效聯(lián)動，存在用戶重復(fù)登錄、數(shù)據(jù)多處填報、發(fā)布信息不一致等問題，用戶體驗不夠友好、資源利用共享率較低，也造成了一些“信息孤島”。

當(dāng)前云計算和面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)SOA等新興技術(shù)快速發(fā)展，信息系統(tǒng)的硬件資源與軟件資源越來越多地以服務(wù)的形式，按照用戶需求，可靠、高效地動態(tài)提供給用戶[7]。云計算的興起與云服務(wù)的發(fā)展，為解決上述問題提供了全新的思路。本文借鑒“云+端”的思想，采用云—端結(jié)合的方式設(shè)計臺站信息系統(tǒng)，使系統(tǒng)功能從“數(shù)據(jù)的管理與服務(wù)”提升到“資源的管理與服務(wù)”，全面支撐臺站科技資源管理與服務(wù)的各項業(yè)務(wù)需求，提高臺站科技資源管理與服務(wù)的能力與效率。

1 臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

基于“云服務(wù)”的臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)改變傳統(tǒng)信息系統(tǒng)建設(shè)模式，利用綜合中心私有云，充分考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性、安全性和可擴(kuò)展性，基于簡單化、模塊化、松耦合的構(gòu)建原則，采用云—端結(jié)合的構(gòu)建方式，將本地端和云服務(wù)端的功能和資源集成在統(tǒng)一平臺上，實現(xiàn)臺站各類科技資源的整合與共享。建立集信息發(fā)布、資源服務(wù)、系統(tǒng)管理等功能于一體的“一站式”、“自助式”綜合管理與服務(wù)系統(tǒng)，既滿足臺站提升科技資源管理水平、服務(wù)質(zhì)量的需求，又滿足相關(guān)行業(yè)、社會公眾等對臺站各類資源的廣泛需求。系統(tǒng)總體設(shè)計架構(gòu)如圖1所示。

圖1 臺站資源服務(wù)系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)

1.2 云服務(wù)端設(shè)計

在云端，立足CNERN科技資源的全生命周期管理， 以提升資源利用效率為目的，面向科技資源的整合、管理、服務(wù)等環(huán)節(jié)，將可用的基礎(chǔ)設(shè)施資源、數(shù)據(jù)資源、軟件資源等資源進(jìn)行整合，形成統(tǒng)一管理的資源池。當(dāng)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要上線時，只需提出需求，便可以從資源池中獲取所需的各種資源[8]，從而實現(xiàn)IaaS、PaaS和SaaS等多種服務(wù)。

云端主要提供的服務(wù)資源包括：

1) 核心數(shù)據(jù)資源

以CNERN的資源標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為基礎(chǔ)，每年通過CNERN信息匯交系統(tǒng)(http://dc.cern.ac.cn)統(tǒng)一收集實物資源信息、成果資源信息、人才資源信息和元數(shù)據(jù)，形成規(guī)范化的信息資源。這些信息資源既是CNERN主要對外服務(wù)資源的統(tǒng)一描述信息，也是臺站績效考核的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2) 通用功能資源

將用戶認(rèn)證、信息采編、訂單管理、服務(wù)信息管理等關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用以進(jìn)行封裝或提供公共程序接口的方式實現(xiàn)功能共享，支撐相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快速部署，減少開發(fā)與維護(hù)成本。

其中，用戶認(rèn)證服務(wù)提供統(tǒng)一用戶管理，實現(xiàn)單點登錄，并對外提供標(biāo)準(zhǔn)接口，允許其他應(yīng)用程序調(diào)用。信息采編服務(wù)實現(xiàn)信息的錄入、編輯、發(fā)布一體化、自動化，支持采編信息的獨立審核與管理。訂單管理服務(wù)主要實現(xiàn)對各類資源訂單的查看、審核、處理等功能。服務(wù)信息管理服務(wù)主要提供對各類資源服務(wù)信息的查看、修改和刪除等功能。

3) Web服務(wù)器資源

通過虛擬機(jī)技術(shù)，構(gòu)建功能齊全，可像“真實”計算機(jī)一樣運(yùn)行的虛擬機(jī)[9]作為臺站的Web服務(wù)器，部署臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)。每個虛擬機(jī)具備完整的硬件環(huán)境，包括CPU、內(nèi)存、I/O 設(shè)備等，具有自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。臺站用戶能夠運(yùn)行相關(guān)應(yīng)用程序而不需要管理任何基礎(chǔ)設(shè)施。

1.3 本地端設(shè)計

臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)本地端主要實現(xiàn)與系統(tǒng)獨立性、個性化相關(guān)的功能，并建立本地數(shù)據(jù)庫，存儲臺站系統(tǒng)各項功能所涉及的數(shù)據(jù)。

1.3.1 功能設(shè)計

本地端主要實現(xiàn)資源服務(wù)、成果展示、資源信息管理、權(quán)限管理、界面定制等功能。

資源服務(wù)主要提供實物資源、數(shù)據(jù)資源的瀏覽和多方式查詢與檢索功能。

成果展示功能實現(xiàn)科研成果、在研項目等信息的發(fā)布。

資源信息管理包括元數(shù)據(jù)管理、字典管理和數(shù)據(jù)管理三個子功能。元數(shù)據(jù)管理主要對元數(shù)據(jù)表進(jìn)行查詢、輸入和刪除等操作；字典管理主要實現(xiàn)字典模板下載、數(shù)據(jù)字典添加與刪除、字典表內(nèi)容導(dǎo)出等功能；數(shù)據(jù)管理主要提供通過頁面填寫或Excel導(dǎo)入方式進(jìn)行數(shù)據(jù)添加；對已入庫數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、修改、刪除、導(dǎo)出等功能。

用戶管理主要是對經(jīng)過統(tǒng)一認(rèn)證的用戶進(jìn)行權(quán)限分配，基于不同的角色，賦予用戶對本系統(tǒng)相關(guān)功能的操作和數(shù)據(jù)獲取的權(quán)限。

界面定制主要通過樣式管理，包括整體風(fēng)格、頂部樣式、底部樣式等的設(shè)置和修改，實現(xiàn)系統(tǒng)界面的個性化設(shè)定。

1.3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

根據(jù)數(shù)據(jù)種類、來源，綜合考慮數(shù)據(jù)維護(hù)、應(yīng)用等方面需求，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由元數(shù)據(jù)庫、觀測與研究數(shù)據(jù)庫和資源數(shù)據(jù)庫組成。

1) 元數(shù)據(jù)庫

由元數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)字典表和采編信息表構(gòu)成。

元數(shù)據(jù)表主要是依據(jù)生態(tài)學(xué)元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建，包括數(shù)據(jù)分類表、實體分類表、實體信息表等，用來存儲觀測與研究數(shù)據(jù)的類型名稱和類型編碼信息，數(shù)據(jù)實體的類型、概要描述、詳細(xì)描述等。數(shù)據(jù)字典是描述數(shù)據(jù)庫中各數(shù)據(jù)屬性與組成的數(shù)據(jù)集合[10]，數(shù)據(jù)字典表記錄存儲在本地數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)實體的字段描述信息。這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)在本地端添加。

采編信息表包括采編欄目表和采編內(nèi)容表，存儲欄目名稱、級別等系統(tǒng)欄目相關(guān)信息和采編文章的標(biāo)題、內(nèi)容、發(fā)布時間等信息。這部分?jǐn)?shù)據(jù)通過實時數(shù)據(jù)同步從云端信息采編服務(wù)中獲取。

2) 觀測與研究數(shù)據(jù)庫

主要包括臺站按照CNERN監(jiān)測指標(biāo)體系和操作規(guī)范進(jìn)行觀測和分析獲取的水分、土壤、大氣、生物等學(xué)科的聯(lián)網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)，臺站獲取的長期觀測調(diào)查與試驗數(shù)據(jù)，以及臺站開展各類科研項目產(chǎn)生的研究數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)通過本地端數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能入庫。

3) 資源數(shù)據(jù)庫

分為實物資源、科技成果資源、人才資源三類。實物資源表主要包括樣地信息表、樣品(包含土壤樣品、植物樣品、其他樣品)信息表、標(biāo)本(包含植物標(biāo)本、動物標(biāo)本、土壤剖面標(biāo)本、其他標(biāo)本)信息表、儀器設(shè)備信息表、觀測設(shè)施信息表、基礎(chǔ)設(shè)施(包含建筑類設(shè)施、線路類設(shè)施、車船類設(shè)施)信息表等?？萍汲晒Y源表包括科研項目信息表、成果(包含專著 、專利、標(biāo)準(zhǔn)、咨詢報告、獎項、軟件著作權(quán)、示范模式等)信息表、合作交流(學(xué)術(shù)互訪、承辦會議、科普教育等)信息表。人才資源表包括高級人才信息表、人才培養(yǎng)信息表、臺站人員信息表等。數(shù)據(jù)通過定時數(shù)據(jù)同步從云端保存到本地。

1.4 云—端結(jié)合的功能設(shè)計

通過整合本地端和云服務(wù)端的功能與資源，構(gòu)建完整的系統(tǒng)功能框架，以實現(xiàn)信息發(fā)布、資源服務(wù)與系統(tǒng)管理等功能。

1.4.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)面向四類用戶：系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)管理員、注冊用戶和普通用戶，提供前臺、后臺兩部分功能。前臺是臺站對外宣傳與服務(wù)的窗口，全面展示臺站觀測、研究、示范等各方面的進(jìn)展和成果，為注冊用戶和普通用戶提供多樣化的資源服務(wù)；后臺則是數(shù)據(jù)管理員、系統(tǒng)管理員進(jìn)行信息管理、系統(tǒng)管理的平臺，幫助臺站信息管理人員方便、靈活地完成各項管理工作。系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

1.4.2 系統(tǒng)功能特點

(1) 統(tǒng)一的用戶身份認(rèn)證。用戶登錄后，可以直接訪問綜合中心和其他臺站的系統(tǒng)，有效解決了用戶“多個網(wǎng)站，多個帳號”的問題。

(2) 靈活的欄目管理。欄目管理功能模塊采用欄目內(nèi)容樹的形式將所有欄目信息列出，直觀且便于管理。欄目分為統(tǒng)一規(guī)劃欄目和自定義欄目兩類，統(tǒng)一規(guī)劃欄目由CNERN設(shè)定，便于有關(guān)信息的采集。這類欄目不能刪除和修改，可以通過“禁用”方式，使其不在前臺顯示。自定義欄目由臺站根據(jù)本站情況自行添加、修改、刪除。這樣既能體現(xiàn)CNERN統(tǒng)一規(guī)劃的思想，又能體現(xiàn)臺站的個性化。

(3) 可定制的信息自動推送。通過添加、修改本系統(tǒng)欄目與綜合中心的網(wǎng)站或其他相關(guān)網(wǎng)站欄目的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)發(fā)布信息自動推送到相應(yīng)網(wǎng)站，從而實現(xiàn)信息的“一次采編，多處使用”。

(4) 多樣化的資源服務(wù)。通過“訂單式”服務(wù)模式，進(jìn)行數(shù)據(jù)資源“線上申請，線上服務(wù)”、實物資源“線上申請，線下服務(wù)”。用戶可以先將感興趣的資源加入資源車，再根據(jù)需求生成訂單。

(5) 便捷的數(shù)據(jù)入庫方式。數(shù)據(jù)管理模塊提供了一個基于工作流的Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，方便將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。具體流程為：上傳文件、設(shè)置輸入數(shù)據(jù)范圍、檢查輸入數(shù)據(jù)有效性、導(dǎo)入臨時庫、根據(jù)設(shè)置的檢驗規(guī)則對臨時入庫數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗、導(dǎo)入正式庫。

2 臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 云-端數(shù)據(jù)同步

云-端數(shù)據(jù)同步可以保證臺站資源服務(wù)與管理系統(tǒng)和核心數(shù)據(jù)資源庫內(nèi)數(shù)據(jù)保持一致，便于統(tǒng)一對外提供服務(wù)。云端與本地端的數(shù)據(jù)同步主要通過Hessian 協(xié)議實現(xiàn)。Hessian協(xié)議是一種基于Http 的遠(yuǎn)程調(diào)用技術(shù)，使用二進(jìn)制協(xié)議進(jìn)行通信。與現(xiàn)在常見的RMI、Burlap、Httpinvoker 等遠(yuǎn)程處理技術(shù)相比，它具有精簡輕便、數(shù)據(jù)傳輸快、帶寬利用率高、跨平臺集成等優(yōu)勢[11-12]。

在具體的實現(xiàn)中，將臺站系統(tǒng)端的數(shù)據(jù)輸入接口封裝為Hessian服務(wù)，當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步時，云端提取核心數(shù)據(jù)資源庫中臺站的相關(guān)數(shù)據(jù)，調(diào)用臺站系統(tǒng)端的Hessian服務(wù)，發(fā)送數(shù)據(jù)。臺站系統(tǒng)端得到數(shù)據(jù)后，寫入本地數(shù)據(jù)庫，如圖3所示。

圖3 基于Hessian協(xié)議的數(shù)據(jù)同步與推送模式

云端數(shù)據(jù)提取與封裝流程：

提取臺站的站代碼，獲取數(shù)據(jù)最新更新時間；

根據(jù)站代碼、數(shù)據(jù)更新時間讀取核心數(shù)據(jù)資源庫；

順序讀取數(shù)據(jù)庫內(nèi)各個數(shù)據(jù)表；

為每條數(shù)據(jù)生成一條SQL語句，發(fā)送給臺站端服務(wù)接口。

本地端數(shù)據(jù)同步過程：

接受到云端發(fā)送的SQL語句后，判斷是否是新數(shù)據(jù)；

如果是新數(shù)據(jù)，記錄最新更新時間；

執(zhí)行SQL語句進(jìn)行插入，并返回執(zhí)行結(jié)果。

2.2 數(shù)據(jù)字典驅(qū)動的數(shù)據(jù)管理功能實現(xiàn)

系統(tǒng)面向臺站信息管理員，采用數(shù)據(jù)字典技術(shù)，開發(fā)操作靈活、簡單的數(shù)據(jù)管理工具，使使用者不需要掌握過多的數(shù)據(jù)庫專業(yè)知識，只要了解自己的數(shù)據(jù)，便可以實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理目標(biāo)。

系統(tǒng)基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)字典的設(shè)計思想，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法進(jìn)行相應(yīng)功能的設(shè)計，通過對數(shù)據(jù)字典模型的改造，將數(shù)據(jù)管理所需要各種信息匯總到一張表中，使數(shù)據(jù)與以數(shù)據(jù)操作為核心的功能聯(lián)系起來。數(shù)據(jù)字典表結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)字典表

續(xù)表1

該數(shù)據(jù)字典表由16個字段組成，主要反映數(shù)據(jù)表兩個方面的內(nèi)容：① 表的基本信息，包括表名、字段名稱、字段類型、字段長度、字段小數(shù)位、必填項、主鍵、填報說明或備注等；② 表的顯示信息，包括概要顯示項、查詢項、排序項等。

通過構(gòu)建基于數(shù)據(jù)字典的數(shù)據(jù)管理功能驅(qū)動引擎，以數(shù)據(jù)字典模版為輸入，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理各項功能的高度定制化。實現(xiàn)的整體邏輯結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)字典驅(qū)動的數(shù)據(jù)管理功能實現(xiàn)模型

數(shù)據(jù)字典模版與數(shù)據(jù)字典表結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。

數(shù)據(jù)字典驅(qū)動引擎包括數(shù)據(jù)字典設(shè)置器和數(shù)據(jù)字典控制器兩部分，其中數(shù)據(jù)字典設(shè)置器負(fù)責(zé)分類存儲數(shù)據(jù)字典模版相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息和控制信息，詳見表2所示；數(shù)據(jù)字典控制器負(fù)責(zé)根據(jù)設(shè)置器的設(shè)置完成相關(guān)信息展示及功能的控制，詳見表3所示。

表2 數(shù)據(jù)字典設(shè)置項分類說明

續(xù)表2

表3 數(shù)據(jù)字典控制項分類說明

用戶只需下載數(shù)據(jù)字典模板(Excel文件)，根據(jù)數(shù)據(jù)的實際情況，按照要求填寫字典相應(yīng)內(nèi)容，再將數(shù)據(jù)字典上傳到系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)以下數(shù)據(jù)管理功能：創(chuàng)建各個數(shù)據(jù)表；Excel文件導(dǎo)入時進(jìn)行表頭對比與數(shù)據(jù)自動入庫；自動生成數(shù)據(jù)錄入、瀏覽與檢索的Web頁面等。

3 臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)與應(yīng)用

依據(jù)上述設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)，選用SQL Server作為后臺數(shù)據(jù)庫， Tomcat為服務(wù)器，基于Spring MVC+Spring+Spring Data技術(shù)框架，通過Java、Jsp開發(fā)了基于云服務(wù)的CNERN臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)，并在51個臺站進(jìn)行了應(yīng)用。用戶通過Internet 可以訪問系統(tǒng)。系統(tǒng)部分頁面見圖5、圖6和圖7所示。

圖5 系統(tǒng)首頁

圖6 信息自動推送

圖7 后臺管理子系統(tǒng)功能頁面

圖5以桃源站為例展示了臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)的首頁。首頁主要展現(xiàn)系統(tǒng)的主體內(nèi)容，包括：通知公告、綜合新聞、科研動態(tài)、服務(wù)動態(tài)等各類信息；實物資源、數(shù)據(jù)資源、示范模式等服務(wù)鏈接；論文、專利、科研項目等科研成果以及臺站自然風(fēng)光等。從首頁可以看出，臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)為一綜合性系統(tǒng)，具備表現(xiàn)多類型信息、提供多元化服務(wù)的功能。

圖6顯示，貢嘎山站在本站系統(tǒng)發(fā)布的一條新聞自動推送到CNERN綜合門戶、中國森林生態(tài)系統(tǒng)觀測研究野外站聯(lián)盟門戶等不同的網(wǎng)站上展示，表明系統(tǒng)實現(xiàn)了與多個相關(guān)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，增強(qiáng)了系統(tǒng)間的自動化交互。

圖7是禹城站資源后臺管理子系統(tǒng)頁面。該子系統(tǒng)集成云端和本地端的各項管理功能，實現(xiàn)了信息管理、系統(tǒng)管理與服務(wù)管理等功能，為用戶帶來便捷、實用的應(yīng)用體驗。

4 結(jié) 語

(1) 臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)在整體設(shè)計上，綜合考慮了系統(tǒng)的先進(jìn)性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和云服務(wù)的特點，提出了一個緊扣臺站資源管理與服務(wù)需求、以云服務(wù)端與本地端相結(jié)合方式構(gòu)建系統(tǒng)的臺站科技資源管理與服務(wù)信息化解決方案。在實現(xiàn)資源和功能的最大化共享、重用的同時，保證了系統(tǒng)的獨立性和個性化。

(2) 在系統(tǒng)開發(fā)上，采用云計算Paas、SaaS模式，構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)的通用功能應(yīng)用服務(wù)，方便解決相關(guān)功能管理、應(yīng)用、升級等方面的問題，同時支持未來多項業(yè)務(wù)應(yīng)用的快速搭建與部署。

(3) 在功能實現(xiàn)上，系統(tǒng)不只局限于科技資源的展示與服務(wù)，還兼顧信息采編、數(shù)據(jù)管理、訂單管理等功能，并以用戶統(tǒng)一認(rèn)證、數(shù)據(jù)同步與推送等功能為依托，實現(xiàn)了臺站各類信息的“一次采編/匯交，多處使用”。

(4) 在系統(tǒng)建設(shè)與維護(hù)上，利用虛擬機(jī)為臺站提供Web服務(wù)器，臺站不再需要購置服務(wù)器，節(jié)約了硬件資源投入，同時也使臺站人員能夠從繁瑣的系統(tǒng)日常維護(hù)工作中解脫出來，專注于科技資源的收集、管理、分析與服務(wù)。

基于云服務(wù)的臺站資源管理與服務(wù)系統(tǒng)采用一種非傳統(tǒng)的信息化方案，解決了以往CNERN臺站信息系統(tǒng)服務(wù)內(nèi)容單一、與其他應(yīng)用系統(tǒng)交互與融合度差、基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)成本高等問題，全面支撐了臺站科技資源管理與共享、信息發(fā)布與傳播等各項業(yè)務(wù)需求，提高了臺站科技資源管理與服務(wù)的效率，促進(jìn)了臺站科技資源管理與服務(wù)能力的提升。

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RESEARCH ON SCIENCE AND TECHNOLOGY RESOURCES MANAGEMENT AND SERVICE SYSTEM OF ECOLOGICAL FIELD STATION BASED ON CLOUD SERVICE

Su Wen1Liu Ang2Liu Feng2Guo Xuebing1Tang Xinzhai1He Honglin1

1(KeyLaboratoryofEcosystemNetworkObservationandModeling,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China)2(ComputerNetworkInformationCenter,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China)

Aiming at the problems existing in the original station information system of national ecosystem research network of China, considering the advancement, maintainability, expansibility and characteristics of cloud service, this paper proposes a solution of station science and technology resource management and service information solutions based on the combination of cloud service end and local end, which builds a set of information publishing, resource services, system management functions in one of the station resources management and service system. This paper discusses the overall architecture, functional design, database design and implementation of key technologies. The system has been applied in 51 field stations of the National Ecosystem Research Network of China, which has improved the level and efficiency of station resources management and service, and promoted the management and service ability of the stations.

Cloud service Ecological field station Science and technology resources National ecosystem research network of China

2016-03-07。國家科技部國家科技基礎(chǔ)條件平臺項目(2005DKA10300)；中國科學(xué)院科研信息化“科技領(lǐng)域云”項目(XXH12503-05-03-02)。蘇文，高級工程師，主研領(lǐng)域：生態(tài)信息學(xué)。劉昂，助理工程師。劉峰，高級工程師。郭學(xué)兵，副研究員。唐新齋，工程師。何洪林，研究員。

TP39 Q143

A

10.3969/j.issn.1000-386x.2017.04.010