电子政务政府信息门户 [基于主题图的农村村级电子政务信息门户系统研究]

　　[摘要]针对我国农村村级电子政务系统建设的课题，在分析我国农村信息不足的基础上，设计一种基于主题图技术的Browser/Server架构体系的农村村级电子政务信息门户系统模型，同时构建村级政务个性化信息服务平台，并对系统结构、各功能模块和数据库以及关键技术的实现进行详细描述。为解决基层电子政务“最后一公里”瓶颈和村级行政向服务型转变提供一种创新型模式。
　　[关键词]主题图　信息门户　个性化信息服务　电子政务系统　B/S
　　[分类号]TP393
　　
　　1　引言
　　
　　随着现代信息技术的发展日新月异、农村信息化建设步伐加快，过去传统的农业政务信息服务模式已不能适应农村经济发展的需要，必须建立规范统一的农村信息服务体系，促进基层行政向服务型政府转变。但长期以来，由于城乡差距造成的农村信息化意识落后、基础设置落后、地理位置分散、技术能力偏低、技术人才匮乏等原因，导致我国农村尤其是村级行政电子政务建设一直是基层政府电子政务建设的瓶颈。
　　现行的农村电子政务系统架构设计有两种主要的模式：第一种模式是单机架构，所有的政务流程都利用单机版程序在一台计算机上完成，基本上没有即时数据交换，必要的数据交换通过外部存储介质的传递来解决；第二种模式是局域网架构，将数台计算机组成一个小型的办公局域网，在一定范围内可以实现数据交换。但这两种模式都存在相同问题：①村级行政电子政务建设各自为政，数据交换渠道不畅，存在“信息孤岛”；②系统对农村用户计算机水平要求较高，脱离农村实际；③系统应用模块少，缺乏灵活性和多样化，但是表现形式又纷繁不一；④没有体现以用户(农民)为中心的个性化信息服务；⑤系统建设成本高，重复建设现象严重等。
　　因而可以预言，将核心管理机构设在乡/县级行政主管部门，而客户终端遍布于村屯农家的电子政务网络结构将会成为最底层政府电子政务的主要形式。本文针对我国农村村镇一级行政机构的信息化基础和政务运行模式，提出一种新的村级电子政务信息门户系统模型。该模型基于B/S(Browser/Server)架构，并采用主题图技术对信息资源进行导航，同时构建以用户为中心的个性化信息服务平台，将服务对象定位于村民及村级行政，而将服务提供端上移到乡/县级行政。该系统具有实用性强、成本低廉的特性，降低了对客户端硬件和用户的技术水平要求，能够在保证底层数据统一的前提下，针对不同村的实际情况，做到个性化的展现。
　　
　　2　基本设计思想
　　
　　经济实力较差、基础硬件落后、技术力量不足、农民电脑使用水平不高构成了农村电子政务建设的瓶颈，因此在村级电子政务信息门户的设计中，我们突破传统电子政务系统的架构模式，通过在网络拓扑结构中分别将客户端下移和服务端上移来解决硬件资源及技术不足，同时为方便用户的信息获取构建村级政务个性化信息服务平台。
　　2.1　网络拓扑架构
　　鉴于农村信息化的现状，该系统设计为采用B/S架构，村民及村级行政仅仅作为客户端进行相关操作，而服务器端的主要数据存储及数据处理、相关应用提供则放在技术水平、硬件条件、人员队伍能够得到保证的乡或者县一级行政。
　　村民利用客户机通过Internet访问信息门户，从而获得相关信息资源和信息服务；村级行政也可以利用客户机访问信息门户实现信息内容定制、政务自动化、村务公开等。由于系统服务器设在乡/县级行政部门，因此乡/县级行政与村级行政之间，乡/县级行政之间、乡/县级行政与上级行政之间可以实现数据交换的无缝对接，有效避免了信息孤岛。同时系统的开发、管理、维护、更新以及信息的组织都由乡/县级行政部门的系统管理员完成，而村民和村级行政无需维护，从而解决了村级电子政务信息门户系统开发和维护中经济成本和技术的瓶颈。如图1所示：
　　2.2　村级政务个性化信息服务平台
　　个性化信息服务的根本就是尊重用户(以用户为中心)，通过研究用户的行为、兴趣、爱好和习惯，为用户搜索、组织、推荐更具有针对性的信息服务。由于村级电子政务信息门户直接面对的用户是农民，用户对信息的获取、选择能力参差不齐，个性化信息服务就更为必要。
　　本系统设计的个性化信息服务平台分为村级行政信息内容定制和个性化信息推荐及检索两个层面。
　　2.2.1　村级行政的信息内容定制　信息内容定制是指村级行政管理人员可以在系统预先提供的信息资源模块池中有选择性地进行个性化内容定制，形成信息门户的初始状态。这种方式的优点在保证了各村级信息门户基本内容元素统一的前提下又可以实现个性化需求和形式多样化，灵活性较高。但是这种方式要求用户(信息定制者)具备一定的计算机及网络操作技能，普通村民可能难以胜任，所以应该由村级行政管理人员完成，或者由乡/县级行政系统管理员协助完成。如图2所示：
　　
　　2.2.2　个性化信息推荐及检索　个性化信息推荐及检索是指在信息内容定制的基础上，利用Web数据挖掘技术对已选定的信息模块进行个性化信息推荐及检索。个性化信息推荐将村民最感兴趣的信息资源提供给用户(村民)，而个性化检索根据用户(村民)的特点进行检索或对检索结果进行二次处理后，返回与其相关的检索结果。
　　Web数据挖掘技术首先对Web交互数据进行收集，形成相关数据文件(Web日志、Web内容数据、Web浏览记录)并对其进行数据清洗、会话识别、路径补充、事务识别、格式处理、特征抽取、特征选择等一系列预处理过程，从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据集中识别有效的、新颖的、潜在有用的以及最终可理解的模式，对结果进行分析和验证，形成相应推荐集传递到用户，同时将推荐结果送往系统维护中心，以便优化系统(见图3)。
　　
　　3　系统模型设计
　　
　　村镇级政务信息门户系统主要是针对农村数字化应用水平较低、农民及农村行政管理人员计算机水平不高的特点将信息资源及相关应用进行集成，它应该是一个在整个农村电子政务工作流程的基础上以用户个性化服务为中心的信息归纳系统，它能够根据用户的特征在直观的界面上提供相关信息资源和应用系统。一般来说，应该具有信息相关性强、信息导航明了、系统界面友好、硬件资源需求低等特点。
　　3.1　相关技术应用
　　3.1.1　主题图生　成主题图(Topic Maps)作为ISO国际标准是一种用于描述信息资源知识结构的数据格式，可以表示知识概念问的相互联系，表达复杂规则和过程，组织、管理和定位分布知识和信息。它可以定位某一知识概念所在的资源位置，也可以表示知识概念间的相互联系。
　　
　　主题图从根本上说是一种SGML(或XML)文档，由三个基本元素构成：主题(Topic)、事件(Occurrence)与联系(Association)。它将信息分为两层：主题域(导航层)和资源域(信息空间)。为了实现对海量信息的 有效管理和导航，主题域定义于资源域之上，并可检索到资源域的相关实际资源。同时，由于主题图与信息资源之间的相互独立性，主题图与信息资源之间处于一种多对多的对应关系。它实际上是在信息资源的上层，构建了一个独立于具体技术平台的结构化的语义网。
　　主题图技术能有效地解决信息资源管理中的瓶颈问题，提高用户信息搜索能力，使信息资源能被充分有效地挖掘，为用户搜寻专门知识、尤其是复杂知识提供方便，改变信息孤岛现象。设计的农业信息资源主题图生成有6个步骤：①数据准备阶段。由于农业信息资源的数量是十分庞大的，因此构建主题图之前首先应进行相关领域的专家咨询，对农业政务基本信息资源进行需求分析，根据需求分析结果对农业政务信息资源信息进行有重点的收集，以期用最小的投入获取农业信息资源最大的有效信息量。②主题图初步生成。从数据准备阶段所收集到的信息资源中，按照数据资源规范和数据集规范进行数据抽取，形成数据集。利用数据集按照一定的主题图规范生成生成初步的主题图并输出。③语义合法性校验。使用主题图模式及约束语言(SCTM，Schema and Constraint Langnage for Topic Maps)对于初步生成的主题图进行语义合法性的检验，判断其是否满足创建者的意图，找出其中的不足，并对其进行完善。④可视化及用户界面构建。主题图的可视化可以采用挪威Ontopia公司开发的Omnigator、Vizigator或者Inxight Soft公司开发的StarTree等工具。同时可以用Java、c++等语言进行开发，向用户提供浏览、查询等操作的界面和接口。⑤主题图合并。由于主题图具有良好的扩展性和可重用性，可以将农业政务信息资源主题图分为若干个子主题图分别进行构建，然后采用自下向上的方式进行逐层合并，最终构成一个总的主题图。⑥系统集成及维护更新。主题图建设好以后，应该与电子政务信息门户系统有机结合，同时对其进行不断的维护、更新，如图4所示：
　　
　　3.1.2　B/S架构体系B/S(Browser/Server，浏览器/服务器)架构是目前分布式计算处理的网络系统的主流。该架构具有三层技术架构体系(客户端服务程序+web服务器+数据库服务器)，它将数据、程序等事务逻辑集中部署在服务器端(server)处理，将少量的数据和计算放在客户端(Client)，仅仅通过浏览器(Brow―set)便可实现客户端的全部功能，这样既可以降低对客户机硬件配置的要求又可以保证数据的及时性和完整性。因此，相对于传统的C/S(Client/Server，客户端/服务器)架构来说，B/S架构具有开发维护成本低、客户端硬件要求低、系统灵活性高、可移植性强、界面风格友好等优点，从而更加适合农村用户。
　　3.2　系统结构及主要模块(见图5)
　　
　　3.2.1　用户层(User Layer)　用来对用户进行管理，依照用户的级别给予相应的权限，并对登录用户的用户信息和用户特征进行处理和判断。同时在这一层面，未登录用户可以进行无差别化的操作，如信息浏览、信息搜索等。
　　3.2.2　应用层(Application Layer)也可称为组件层(Components Layer)，由负责实现功能的功能组件构成，是面向用户的图形化功能应用接口，由它可以针对注册用户的用户特征和信息需求为其提供个性化信息服务。村级电子政务系统包含村务办公自动化子系统和村务公开子系统，用户通过客户端(browser端)登录，可以在电子政务系统中进行自己权限范围以内的相关操作，如录入、查询、报表打印等，从而实现村级政务办公自动化。同时村务公开系统通过网络信息交流，实现信息的发布与采集。
　　3.2.3　系统层(System Layer)实现主题图(XTM文件)的创建、发布、管理、维护等功能以及村级电子政务系统服务器端的应用以及用户管理。具有相应权限的系统管理员可以对主题图进行编辑、维护。
　　村级电子政务系统Web Server端负责提供系统的相关数据处理应用，用户端提出要求后，Web Server端响应并启动相关进程，动态生成HTML码，并将结果嵌入其中，返回客户端完成功能。
　　用户管理模块可以实现对用户身份及相关权限的判断，同时通过对交互数据的处理，实现对用户的相关信息、需求特征、习惯等数据进行管理、维护。
　　3.2.4　资源层(Information Resource Layer)　也可称之为数据层(Data Layer)，它包含整个系统所需的各种信息资源，如：本体库、农务信息数据库户、用户特征资料数据库等。同时，资源层也承担着与上一级电子政务系统和INTERNET的数据交换的任务。它和系统层是本系统的核心部分。
　　本体库主要是将资源层中相关的农村信息资源集合处理成元数据描述信息，并存储在元数据仓储中为高层应用服务。由于采用关系型数据库管理系统(RDBMS，Relational Databa8e Management System)进行管理，从而可以实现根据用户权限为用户提供个性化服务。
　　本体库是该领域中主题及其相互关联的集合，是电子政务信息门户信息组织与检索的基础。利用主题图来导航农村政务信息本体库，在主题图和本体库对应连接起来的基础上，主题图可以对本体库实现导航。当需要检索相关信息时，依靠主题图中提供的语义搜索引擎，可以迅速找到相关主题及事件，通过到本体库的连接即可获得相关信息结果。
　　本体库的构建应该遵循如下原则：术语定义应该保证无歧异，术语之间的关系应该在逻辑上一致，本体中的概念及关系应力求完整并具有可扩展性。由于农村政务信息资源相对繁杂，涉及到的学科知识广泛，因此相应本体库的构建是一个复杂的系统工程，应该是一个不断优化的过程。
　　3.3　系统扩展升级
　　一个完善的系统设计必须能够实现必要的扩展升级，以便应对外部环境变化。本系统在扩展升级方面有以下优势：①应用程序扩展升级的优势。由于B/S架构采用三层技术架构体系，层与层之间具有独立性，因此系统升级相对简单，系统界面、应用程序模块、业务流程都可以方便更新并且实现灵活定制，而无需对客户端进行逐一更新，开发和维护成本大大降低。②数据信息资源扩展升级的优势。利用主题图来实现对数据库的语义化索引，对系统提供了规范化的领域概念模型，提高了对用户需求的理解和对信息资源描述的准确度。同时由于主题图及本体对知识表示的灵活性，当信息资源发生变化时，可以避免数据库模式和底层数据结构的变化，具有良好的可扩展性。
　　
　　
　　4　结语
　　
　　本文针对农村电子政务和信息化应用的现状，在B/S架构体系下，结合主题图技术和个性化信息服务，将解决对象放在政务最底层的村级行政，提出了一种新的农村电子政务解决方案。该系统将电子政务系统与信息资源服务结合在一起，构成一个无缝的信息门户，可以在很大程度上提高农村尤其是村级行政的管理水平和服务水平。与其他农村电子政务解决方案相比，系统具有实用性强、灵活度高、经济成本低等特点。
　　在今后的研究中，将依据该方案，构建一个村级电子政务信息门户实验室原型系统，同时对农村政务信息资源本体库的构建、管理及以用户(村民)为中心的个性化信息服务做进一步的研究，从而为该系统的具体应用提供支持。

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