李梅　苗潤蓮　張岸等

[摘要]在京津冀區(qū)域協(xié)同發(fā)展大背景下，科技資源作為區(qū)域科技創(chuàng)新基礎(chǔ)和戰(zhàn)略資源，其共享直接影響著科技創(chuàng)新成果的有效利用。本文以京津冀科技資源整合、共享為目標(biāo)，將科技資源數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)（GIS）相結(jié)合，建設(shè)集科技資源查詢、空間統(tǒng)計分析、地圖可視化、決策支撐、數(shù)據(jù)共享服務(wù)等功能于一體的京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺，為政府部門和公眾提供直觀、全面、具有空間分析特征的科技資源信息服務(wù)。

[關(guān)鍵詞]京津冀；科技資源；數(shù)字地圖平臺；CIS

DOI：10.3969/j.issn.1008—0821.2017.06.028

[中圖分類號]G255.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1008—0821（2017）06—0172—06

科技資源是創(chuàng)造科技成果，推動整個經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的要素集合。廣義的科技資源包括科技財力資源、科技人力資源、科技物力資源、科技信息資源4個方面，狹義的科技資源則限定在科技人力資源和科技財力資源上?？萍假Y源是科技發(fā)展的基礎(chǔ)，其共建共享直接影響區(qū)域科技創(chuàng)新和科技成果的有效利用。目前，京津冀區(qū)域科技資源分布不均，共享程度低，存在諸多科技資源信息孤島和信息壁壘，這直接影響京津冀地區(qū)科技資源的使用效率和科技發(fā)展速度。尤其是北京和天津更是中國科技資源最密集的地區(qū)之一，坐落有上百所大學(xué)和一大批高水平科研院所，聚集了成千上萬的高科技公司。高效配置這些科技資源，對整個京津冀區(qū)域乃至整個國家的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展將會產(chǎn)生巨大影響。因此，整合京津冀三地科技資源，搭建京津冀科技資源信息綜合服務(wù)平臺，發(fā)揮北京在推動京津冀協(xié)同創(chuàng)新中的帶頭引領(lǐng)作用，對北京全國科技創(chuàng)新中心建設(shè)和京津冀協(xié)同創(chuàng)新具有重要意義。從基于GIS的服務(wù)平臺構(gòu)建情況來看，GIS技術(shù)已在資源、環(huán)境、交通、教育、經(jīng)濟(jì)等各行各業(yè)中得到重視和應(yīng)用?；趨^(qū)域性或全國性的數(shù)字地圖及各種各樣的地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)大量涌現(xiàn)，但科技領(lǐng)域的應(yīng)用還不多，全國各地基于GIS的科技資源服務(wù)平臺十分欠缺。本文基于GIS可視化系統(tǒng)，構(gòu)建京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺，為摸清京津冀科技資源現(xiàn)狀，開展空間關(guān)聯(lián)挖掘、布局優(yōu)化與規(guī)劃、發(fā)展路徑選擇、決策分析與服務(wù)等提供基礎(chǔ)平臺。

1平臺的構(gòu)建目標(biāo)與建設(shè)原則

京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺的建設(shè)將實現(xiàn)兩方面的戰(zhàn)略目標(biāo)：一是不斷完善數(shù)據(jù)共享交換機(jī)制，使三地科技情報服務(wù)機(jī)構(gòu)協(xié)作并共享京津冀科技資源信息，有效開展面向政府、企業(yè)等不同用戶的集成化情報信息服務(wù)；二是能夠滿足用戶全方位科技信息需求，使用戶享用“一站式”的信息情報服務(wù)。

京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺需要遵循以下幾個原則。

1）統(tǒng)一性。平臺應(yīng)遵循相關(guān)通用格式或標(biāo)準(zhǔn)，以統(tǒng)一的方式整合資源，以節(jié)省人力、物力，提高時效。

2）開放性。在技術(shù)上，京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺應(yīng)該是一個開放的系統(tǒng)，一方面應(yīng)充分利用國內(nèi)外已有資源、技術(shù)；另一方面在集成化過程中實現(xiàn)不同系統(tǒng)和工具間接口和協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化，確保它們之間的互操作性。

3）用戶導(dǎo)向。需求決定服務(wù)。要確立用戶導(dǎo)向在科技資源信息集成服務(wù)過程中的核心地位，充分保障用戶參與建設(shè)過程，從多個角度、多個層次出發(fā)來考慮用戶需求。

4）經(jīng)濟(jì)性。平臺的建設(shè)應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有的資源和技術(shù)，不做無謂的、重復(fù)的資源建設(shè)與技術(shù)開發(fā)，以免浪費時間、人力和物力。

2平臺建設(shè)總體思路

在整合京津冀科技資源信息的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建“京津冀科技資源數(shù)據(jù)+專業(yè)情報工具+數(shù)字地圖系統(tǒng)”組合構(gòu)成的情報綜合服務(wù)平臺，搭建創(chuàng)新主體、創(chuàng)新載體、政府、公眾等多方共享的京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺，為京津冀區(qū)域科技協(xié)同發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)移、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新等提供便捷、專業(yè)、集中的一站式情報信息服務(wù)。其核心是將京津冀三地科技資源信息集成管理，打破三地信息壁壘，促進(jìn)三地數(shù)據(jù)共享，為北京全國科技創(chuàng)新中心建設(shè)和京津冀協(xié)同發(fā)展建設(shè)戰(zhàn)略決策提供快速響應(yīng)的信息服務(wù)體系。

該平臺的總體思路如下。

1）對科技資源信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與分類，綜合考慮用戶信息需求、數(shù)據(jù)可獲取性、可分析性以及數(shù)據(jù)特點等，完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、字段設(shè)計以及標(biāo)準(zhǔn)制定，構(gòu)建京津冀科技資源數(shù)據(jù)庫。

2）根據(jù)科研機(jī)構(gòu)的地址和名稱字段進(jìn)行地理位置匹配，將科研機(jī)構(gòu)匹配到數(shù)字地圖上對應(yīng)的坐標(biāo)位置，實現(xiàn)科研機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)的空間化。并根據(jù)科研機(jī)構(gòu)主表的主鍵與其他的副表進(jìn)行關(guān)鍵字關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)所有的信息子庫相互貫通。

3）對科研機(jī)構(gòu)、科技專家、科技項目、科技成果、科技基礎(chǔ)設(shè)施等數(shù)據(jù)及科技統(tǒng)計指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘分析，并構(gòu)建決策分析模型、方法，在此基礎(chǔ)上借助GIS強大的地圖可視化表達(dá)，形象的展現(xiàn)京津冀地區(qū)科技資源的時空分布、相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)信息和綜合決策研究成果。

4）通過京津冀科技資源綜合服務(wù)門戶建設(shè)，集成各類工具與系統(tǒng)，對系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)科技資源查詢、可視化、空間統(tǒng)計分析、綜合信息決策支撐、數(shù)據(jù)共享服務(wù)、集中管理等功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、成果和系統(tǒng)的集成化。

3平臺總體框架

平臺總體設(shè)計采用基于服務(wù)式GIS系統(tǒng)架構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)松耦合。不僅能支持第三方的數(shù)據(jù)采集或分析統(tǒng)計工具集成，基于組件開發(fā)框架，擴(kuò)展數(shù)據(jù)服務(wù)接口，對接第三方服務(wù)，還能對外提供標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口格式。應(yīng)用軟件的設(shè)計考慮擴(kuò)展性，技術(shù)體系上采用.Net平臺，基于SOA架構(gòu)提高業(yè)務(wù)擴(kuò)展性。功能設(shè)計上預(yù)留與其他科技資源共享平臺的接口，提供良好的功能擴(kuò)展性。

平臺系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)管理層、應(yīng)用服務(wù)層、價值實現(xiàn)層。數(shù)據(jù)采集層主要是實現(xiàn)對各類科技資源數(shù)據(jù)的收集、整理、分類，借助數(shù)據(jù)采集處理工具，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行入庫。同時，建立規(guī)范的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)不同子庫之間的關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)管理層主要實現(xiàn)對科技資源數(shù)據(jù)的管理功能，對科技資源數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集、存儲、處理和應(yīng)用等。應(yīng)用服務(wù)層要實現(xiàn)各類的應(yīng)用服務(wù)，包括科技資源信息查詢、科技資源地圖可視化、科技資源決策分析、科技資源綜合服務(wù)門戶及相應(yīng)的系統(tǒng)管理功能等。應(yīng)用服務(wù)層是整個項目的核心內(nèi)容，由于項目的功能模塊較多，所以借助一個統(tǒng)一的服務(wù)平臺進(jìn)行功能集成和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一共享。價值實現(xiàn)層基于項目的研究成果基礎(chǔ)，為科研、政府、企業(yè)和公眾提供不同的服務(wù)內(nèi)容，實現(xiàn)科技資源的創(chuàng)新價值（圖1）。

4平臺建設(shè)主要內(nèi)容

京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺建設(shè)內(nèi)容可概括為“一庫三系統(tǒng)一門戶”，一庫是指京津冀科技資源數(shù)據(jù)庫（基礎(chǔ)）；三系統(tǒng)是指科技資源查詢系統(tǒng)、科技資源可視化系統(tǒng)、科技資源決策分析系統(tǒng)（業(yè)務(wù)）；一門戶是指科技資源綜合服務(wù)門戶。

4.1京津冀科技資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)

4.1.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及內(nèi)容框架

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是整個平臺的基礎(chǔ)和重要支撐，它能夠?qū)崿F(xiàn)對科技資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲、查詢和利用，為科技決策和服務(wù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)流和存放運行結(jié)果。根據(jù)科技資源的整合共享、高效利用的需求，從科學(xué)管理各類數(shù)據(jù)的存儲與管理要求出發(fā)，綜合考慮空間可視化表達(dá)、數(shù)據(jù)可獲取性、可分析性，將京津冀科技資源信息歸納為：科技機(jī)構(gòu)資源、科技專家資源、科技項目資源、科技成果資源、科技基礎(chǔ)設(shè)施資源、科技統(tǒng)計數(shù)據(jù)、其他數(shù)據(jù)（圖2）。

科技人員隸屬于科研機(jī)構(gòu)，科技項目和科技成果隸屬于科研機(jī)構(gòu)和科技人員，科技基礎(chǔ)設(shè)施隸屬于機(jī)構(gòu)，科技統(tǒng)計數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是對整個數(shù)據(jù)庫的補充和完善，為分析、專題研究和決策方案制定等提供數(shù)據(jù)支撐。

4.1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)制定

根據(jù)科技資源信息結(jié)構(gòu)和檢索便利，完成數(shù)據(jù)表庫和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計、字段設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)制定。字段設(shè)計時綜合考慮檢索便利、用戶需求、可視化效果以及可分析性，盡可能地細(xì)分字段，除了常規(guī)的地區(qū)、類型/類別、級別、年份等之外，增設(shè)了研究領(lǐng)域等特色字段。由于科技活動依托在機(jī)構(gòu)進(jìn)行的，通過地址匹配空間化工具，把這些科研機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間位置可視化。同時，設(shè)計了信息模塊之間的相互關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)調(diào)用，如機(jī)構(gòu)和專家?guī)熘械膶＠?、獲獎、論文等可從項目庫和成果庫中調(diào)用數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息互補。這些數(shù)據(jù)分為兩個層次，即機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)（微觀）和區(qū)域數(shù)據(jù)（宏觀），區(qū)域?qū)用娴臄?shù)據(jù)部分由機(jī)構(gòu)層面數(shù)據(jù)得來，部分從統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)獲得補充。

4.2京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺系統(tǒng)建設(shè)

4.2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)B/S架構(gòu)（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器），表現(xiàn)層為瀏覽器或具備Html頁面解析功能的其他軟件；業(yè)務(wù)層為C#開發(fā)，版本為.net 4.0運行在Windows Server上，使用IIS發(fā)布；持久層為SqlServer 2008R2；表現(xiàn)層使用AJAX從業(yè)務(wù)層獲取記錄內(nèi)容，包括詳細(xì)的經(jīng)緯度。使用JS以及REST，從Baidu LBS獲得的地圖圖層數(shù)據(jù)以及經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換后的屏幕坐標(biāo)點，用于在屏幕上顯示用戶所選擇需要展示的內(nèi)容。編程語言為C#，軟件環(huán)境為Window Server 2012 Data Center、Oracle 11g、Super Map iServer 8。

平臺功能結(jié)構(gòu)包括數(shù)字地圖信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)維護(hù)系統(tǒng)，具體功能如圖3所示。

4.2.2系統(tǒng)組成

京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺由數(shù)據(jù)采集分析與管理工具集，科技資源信息查詢系統(tǒng)、科技資源可視化系統(tǒng)、科技資源決策分析系統(tǒng)3個系統(tǒng)，以及能夠?qū)⑸鲜鲎酉到y(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一接入集中管理的科技資源綜合服務(wù)門戶。所有子系統(tǒng)之間的邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

1）科技資源查詢系統(tǒng)

科技資源查詢服務(wù)。在京津冀科技資源數(shù)字地圖查詢界面上，分類了京津冀科技資源類別，用戶可以快捷的查找類別中找到自己所要訪問的資源。按照科技資源的定義和分類，綜合考慮數(shù)據(jù)可獲取性、可操作性、可分析性等，從科技機(jī)構(gòu)資源數(shù)據(jù)、科技專家資源、科技項目、科技成果、科技基礎(chǔ)設(shè)施（科學(xué)儀器設(shè)備）、科技統(tǒng)計數(shù)據(jù)、科技政策、專題數(shù)據(jù)等方面選取和建設(shè)數(shù)據(jù)資源。查詢方式包括初級查詢、高級查詢、空間查詢、關(guān)鍵詞綜合查詢等。查詢結(jié)果包括科技資源的空間分布展示、數(shù)據(jù)列表展示、空間數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)列表聯(lián)動等。

2）科技資源可視化系統(tǒng)

科技資源可視化系統(tǒng)借助GIS可視化平臺實現(xiàn)各類科技資源的地圖可視化、科技資源時空一體化、空間分析及專題圖展示等。

科技資源的地圖可視化由查詢結(jié)果地圖可視化、指標(biāo)統(tǒng)計分析與地圖可視化、科技資源決策分析結(jié)果地圖可視化3個模塊組成。科技資源查詢結(jié)果可視化模塊包括各類科技資源的分布地圖和數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果展示；科技資源指標(biāo)統(tǒng)計分析與地圖可視化模塊可提供多種科技資源專題地圖模版，進(jìn)行宏觀指標(biāo)和微觀指標(biāo)的分析和專題圖制作；科技資源決策分析結(jié)果地圖可視化模塊則調(diào)用地圖服務(wù)和模板，生成決策分析專題圖并展示。

空間分析工具與專題圖可提供緩沖區(qū)、泰森多邊形、疊加分析、插值分析等空間分析方法，其分析結(jié)果以專題圖的形式展示，為科技資源的時空數(shù)據(jù)挖掘和分析提供輔助。

科技資源時空一體化展示通過建立時間軸將科技資源與地圖空間位置結(jié)合在一起，進(jìn)行時空信息一體化展示。

3）科技資源決策分析系統(tǒng)

科技資源決策分析系統(tǒng)通過對科技資源數(shù)據(jù)挖掘、模型方法構(gòu)建，為決策者提供分析問題、建立模型、模擬決策過程和方案的環(huán)境，調(diào)用各種信息資源和分析工具，幫助決策者提高決策水平和質(zhì)量?？萍假Y源決策分析模型可包括科技資源現(xiàn)狀評價、科技資源潛力評價、科技資源協(xié)同布局評價、區(qū)域創(chuàng)新能力評價、科技資源配置效率、資源間空間關(guān)聯(lián)分析、影響分析等，其結(jié)果以專題圖的形式在數(shù)字地圖服務(wù)平臺中展示。例如，科技資源配置模型包括科技資源需求轉(zhuǎn)換、資源快速配置、參數(shù)化設(shè)計及資源結(jié)構(gòu)分解等子系統(tǒng)，能夠快速進(jìn)行需求對接、科技資源優(yōu)化配置、資源間關(guān)聯(lián)性等。

4.3京津冀科技資源綜合服務(wù)門戶建設(shè)

科技資源綜合服務(wù)門戶為上述所有系統(tǒng)提供統(tǒng)一的入口和管理平臺，將各個系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來，形成一個有機(jī)整體，為用戶提供一站式數(shù)據(jù)服務(wù)。從共享角度，科技資源綜合服務(wù)門戶是對外提供數(shù)據(jù)和服務(wù)的惟一出口，也是各類用戶訪問平臺的惟一入口，為成果數(shù)據(jù)綜合檢索、成果圖表可視化、分析研究成果發(fā)布等提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享、發(fā)布、目錄服務(wù)的平臺。整個平臺的門戶采用簡潔設(shè)計，顯示各個系統(tǒng)以及平臺本身自帶的一些功能模塊。具體功能模塊包括科技資源成果中心、科技資源目錄服務(wù)、數(shù)據(jù)共享服務(wù)、用戶中心、系統(tǒng)運行管理等。

4.4京津冀科技資源數(shù)據(jù)共享機(jī)制構(gòu)建

建立三地科技資源信息交換與共享機(jī)制，實現(xiàn)真正的數(shù)據(jù)開放共享是京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺建設(shè)的長期任務(wù)。為了加快三地合作和數(shù)據(jù)共享，2015年三地科技情報研究機(jī)構(gòu)簽訂了《京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，形成了戰(zhàn)略合作意向，并就京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺建設(shè)達(dá)成了數(shù)據(jù)交換與共享意向。具體措施有遵守“平等自愿、交換對等、分級共享、安全使用”原則，通過制定信息資源共享交換目錄、統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等，規(guī)范數(shù)據(jù)交換方式，滿足不同部門之間的數(shù)據(jù)共享交換需求；構(gòu)建用戶權(quán)限分級管理機(jī)制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分級開放；定期更新機(jī)制，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的及時更新和共享；完善統(tǒng)一管理機(jī)制、定期溝通機(jī)制等，確保信息共享順暢。

5總結(jié)

科技資源具有空間和時間上分布的差異性，其中，科技資源空間上分布的差異性主要表現(xiàn)為區(qū)域科技資源分布的差異性。科技資源的空間聚集影響區(qū)域科技創(chuàng)新能力，創(chuàng)新主體、載體的空間聚集又影響科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的格局形成和區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這其中，CIS技術(shù)可以在科技資源信息查詢、服務(wù)及決策方面的發(fā)揮作用巨大。由于科技資源管理所需數(shù)據(jù)具備空間屬性，所以將GIS技術(shù)作為整個支持系統(tǒng)的平臺建立的科技資源數(shù)據(jù)庫，不僅實現(xiàn)了科技資源數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)，也為科技資源的信息管理提供更直觀、有效和方便的手段。并通過建立科技資源可視化服務(wù)框架，實現(xiàn)空間可視化表達(dá)和資源數(shù)據(jù)整合共享，有利于直觀、快速了解科技資源分布現(xiàn)狀，尋找空間特征、空間關(guān)聯(lián)等規(guī)律和發(fā)現(xiàn)問題；有利于發(fā)現(xiàn)科技資源和產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)有利于了解最新科技動態(tài)和熱點，從而掌握相關(guān)科技創(chuàng)新領(lǐng)域的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

京津冀地區(qū)是我國科技創(chuàng)新的核心地區(qū)之一，但三地科技資源區(qū)域分布差異大，科技配置不均衡現(xiàn)象嚴(yán)重。由于條塊分割和區(qū)域壁壘，京津冀科技資源長期處于“分隔和分離”狀態(tài)，創(chuàng)新對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動潛能未能充分釋放。京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺旨在整合三地科技資源，為政府部門和公眾提供全方位的科技資源信息服務(wù)，為政府決策和科學(xué)研究提供支撐。建立科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺，對促進(jìn)京津冀地區(qū)科技資源的共享，提升科技資源的利用效率，打破信息壁壘，有效的為區(qū)域科技協(xié)同創(chuàng)新和技術(shù)服務(wù)提供支撐。京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺是在信息資源共享下的科技應(yīng)用創(chuàng)新服務(wù)新模式，一種新嘗試。隨著京津冀科技資源數(shù)字地圖服務(wù)平臺的日趨完善和不斷改進(jìn)，平臺在推動區(qū)域協(xié)同發(fā)展、科技創(chuàng)新方面將發(fā)揮重要作用。