何善國

摘 要 在數(shù)字郴州地理空間框架建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，探討智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)從時(shí)空信息的快速獲取、實(shí)時(shí)監(jiān)測，到分析處理、深度挖掘、按需服務(wù)，形成空間、時(shí)間、屬性組織的多時(shí)相、多尺度的城市時(shí)空數(shù)據(jù)庫，為開展智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 數(shù)字城市；地理空間框架；智慧城市；時(shí)空信息；云平臺(tái)

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）16-0147-02

湖南省郴州市是國家測繪局第一批確定的數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)試點(diǎn)城市，自2008年起開始建設(shè)數(shù)字郴州地理空間框架，基于數(shù)字郴州地理空間框架建設(shè)的郴州市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)已投入運(yùn)行，成果惠及土地管理、房產(chǎn)管理、城市規(guī)劃、公安消防、環(huán)境保護(hù)、城市管理等各個(gè)領(lǐng)域，在工業(yè)與信息化進(jìn)程、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了積極作用。隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用需求的不斷變化，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，對城市地理空間框架提出了更高的要求，要求在體驗(yàn)性、實(shí)時(shí)性、移動(dòng)性、可控性以及自主性等方面做到智能化、人性化。

本文主要從智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)的建設(shè)思路、建設(shè)內(nèi)容、建設(shè)成果及應(yīng)用示范等幾個(gè)方面進(jìn)行初步探討，充分利用數(shù)字城市地理空間框架的建設(shè)成果，探討數(shù)字城市地理空間框架成果在智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)中的應(yīng)用，以期為數(shù)字城市地理空間框架進(jìn)一步升級(jí)為智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)提供一定的參考。

1 智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)概述

1.1 相關(guān)概念

智慧城市，就是運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，對城市居民生活工作、企業(yè)經(jīng)營發(fā)展和政府行政管理過程中的相關(guān)活動(dòng)，進(jìn)行智慧地感知、分析、集成和應(yīng)對，其實(shí)質(zhì)是利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市智慧式管理和運(yùn)行，進(jìn)而為城市中的居民創(chuàng)造更美好的生活，促進(jìn)城市的和諧、可持續(xù)成長。

智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)是在城市全面數(shù)字化基礎(chǔ)之上建立的可視化和可量測的智能化城市管理和運(yùn)營系統(tǒng)，包括城市的基礎(chǔ)信息、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施以及在此基礎(chǔ)上建立的網(wǎng)絡(luò)化的城市信息管理平臺(tái)與綜合決策支撐平臺(tái)。

1.2 智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)的意義

在全國數(shù)字城市建設(shè)取得快速進(jìn)展、積累了豐富經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)《測繪地理信息事業(yè)“十三五”規(guī)劃》的要求，進(jìn)一步開展了智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)的建設(shè)工作。隨著測繪科學(xué)的快速發(fā)展，航空攝影測量、數(shù)字近景攝影測量、衛(wèi)星遙感、GPS測量等技術(shù)的普遍應(yīng)用，為智慧城市建設(shè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。利用測繪基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)建立的時(shí)空信息云平臺(tái)是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)和保障。測繪地理信息的快速發(fā)展為智慧城市建設(shè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，智慧城市建設(shè)為測繪地理信息行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)創(chuàng)造了良好的發(fā)展機(jī)遇。

1.3 數(shù)字城市與智慧城市的關(guān)系

無論是數(shù)字城市還是智慧城市，都需要測繪地理基礎(chǔ)信息的數(shù)據(jù)，以準(zhǔn)確表述地理要素的時(shí)間、空間信息，以地理空間框架數(shù)據(jù)來構(gòu)建智慧城市的基礎(chǔ)框架。在數(shù)字城市建設(shè)階段，地理空間框架表現(xiàn)為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫和地理信息公共服務(wù)平臺(tái)。

我們可以充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)，將前期數(shù)字城市的地理信息數(shù)據(jù)庫通過添加時(shí)間信息，建設(shè)智慧城市的時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫。在建設(shè)數(shù)字城市地理空間框架時(shí)建成的地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，也相應(yīng)建設(shè)成為時(shí)空信息云平臺(tái)，數(shù)字地理空間框架則發(fā)展為時(shí)空信息框架。

2 智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)的建設(shè)思路

1）建設(shè)智慧城市時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫。智慧城市時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫由時(shí)空信息數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)地址數(shù)據(jù)和運(yùn)行支持環(huán)境等部分構(gòu)成。時(shí)空信息云平臺(tái)基于面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA），由分布式節(jié)點(diǎn)組成。各節(jié)點(diǎn)按照統(tǒng)一的技術(shù)體系與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提供地理信息服務(wù)資源，通過服務(wù)聚合的方式實(shí)現(xiàn)整體協(xié)同服務(wù)，并基于統(tǒng)一訪問控制體系對所有服務(wù)進(jìn)行注冊管理，實(shí)現(xiàn)對服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、狀態(tài)監(jiān)測、質(zhì)量評(píng)價(jià)、服務(wù)代理等，以直觀表達(dá)的全覆蓋精細(xì)地理信息和時(shí)相地理信息為基礎(chǔ)。信息平臺(tái)由時(shí)空信息數(shù)據(jù)服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)定位服務(wù)、云服務(wù)系統(tǒng)和云計(jì)算服務(wù)中心等部分構(gòu)成。時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫是時(shí)空信息云平臺(tái)的基礎(chǔ)和支撐，時(shí)空信息云平臺(tái)是時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用和拓展。

2）獲取相應(yīng)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)等相關(guān)資料。針對智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)的建設(shè)需求，對各類地理空間數(shù)據(jù)（如矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等）進(jìn)行內(nèi)容選取組合、符號(hào)化表達(dá)，形成地理空間信息數(shù)據(jù)、各類專題地理信息產(chǎn)品，同時(shí)在各地理要素中添加時(shí)間屬性，從而形成時(shí)空信息數(shù)據(jù)集。

3）建設(shè)具有云計(jì)算服務(wù)能力的軟硬件網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境，提高時(shí)空信息的分析處理能力。充分考慮平臺(tái)建設(shè)的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、系統(tǒng)的拓展性、系統(tǒng)的開放性、多用戶并發(fā)訪問、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等需求，遵循先進(jìn)性、科學(xué)規(guī)范性、可操作性、可拓展性和安全性的原則進(jìn)行硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)、軟件配置。

4）選擇房產(chǎn)管理、城市規(guī)劃、土地管理、城市管理、應(yīng)急服務(wù)、旅游等領(lǐng)域開展具有智能性的應(yīng)用示范。目前我市的智慧交通、智慧城管、智慧林業(yè)等方面的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，其他如智慧水利、智慧旅游、智慧社區(qū)等方面的應(yīng)用也正在開展。

5）在已建成的數(shù)字郴州地理空間框架基礎(chǔ)上，通過對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫和公共服務(wù)平臺(tái)在內(nèi)容、功能的改良或擴(kuò)充，建成時(shí)空信息云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)測繪地理信息的升級(jí)和轉(zhuǎn)型。

6）實(shí)現(xiàn)全國地理信息資源的縱橫聯(lián)通和有效集成，實(shí)現(xiàn)智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)的“一站式”地理信息綜合服務(wù)。“國家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)”的公眾版“天地圖”已于2010年10月21日開通，向全社會(huì)提供網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)。

3 智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)的成果及運(yùn)行服務(wù)

3.1 成果內(nèi)容

1）數(shù)據(jù)成果。一個(gè)市域全覆蓋的多時(shí)相、多類型、多尺度時(shí)空信息數(shù)據(jù)集及其數(shù)據(jù)。其中多時(shí)相包含歷史數(shù)據(jù)、現(xiàn)勢數(shù)據(jù)和智能傳感設(shè)備的位置信息與地理編碼；多類型包含矢量、影像、三維、地名地址和其他新型產(chǎn)品數(shù)據(jù)；多尺度包括不同尺度、不同分辨率的地理信息。一套物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)地址數(shù)據(jù)庫，包括靜態(tài)地址和動(dòng)態(tài)地址兩個(gè)子集，成果形式為關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫。endprint

2）軟件成果。時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，具備一般空間數(shù)據(jù)庫通常功能以及具有時(shí)空信息存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)可視化、歷史對比分析和自動(dòng)更新等功能。

3）部署結(jié)構(gòu)。云平臺(tái)采用基礎(chǔ)設(shè)施層、時(shí)空數(shù)據(jù)層、功能軟件層、開發(fā)接口層四層部署結(jié)構(gòu)和知識(shí)引擎、運(yùn)營維護(hù)與監(jiān)管、政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范三類支撐。

3.2 運(yùn)行服務(wù)

成果運(yùn)行在政務(wù)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)等泛在環(huán)境，涉及到的集群服務(wù)器、刀片機(jī)、小型機(jī)以及虛擬化軟件、云操作系統(tǒng)有機(jī)構(gòu)成了云計(jì)算中心。一般用戶可以直接調(diào)用通用平臺(tái)，享受在線地圖服務(wù)。個(gè)性用戶可以在線向云平臺(tái)提出需求，將功能與服務(wù)集成為個(gè)性化的專業(yè)平臺(tái)。任務(wù)用戶可以在線自定義流程，享受數(shù)據(jù)處理服務(wù)，如自動(dòng)制圖、地理編碼。開發(fā)用戶可以在線調(diào)用服務(wù)接口和應(yīng)用開發(fā)接口，甚至智能裝配。

4 智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)的應(yīng)用

1）依托自動(dòng)裝配的個(gè)性化專業(yè)平臺(tái)，在物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算環(huán)境下，試點(diǎn)開展如智慧交通、智慧城管、智慧旅游、智慧房產(chǎn)、智慧林業(yè)以及公眾應(yīng)用等應(yīng)用示范。在建設(shè)過程中，由應(yīng)用部門牽頭，云平臺(tái)建設(shè)與運(yùn)維單位配合共同實(shí)施，建成后的專題應(yīng)用系統(tǒng)能夠著重突出智能、高效、實(shí)時(shí)、有用、泛在的技術(shù)特點(diǎn)。

2）要以改善城市的服務(wù)質(zhì)量為動(dòng)力，推動(dòng)智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)廣泛應(yīng)用。通過大數(shù)據(jù)+云計(jì)算技術(shù)+物聯(lián)網(wǎng)等為基礎(chǔ)，推進(jìn)智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)的建設(shè)工作，為城市經(jīng)濟(jì)管理、應(yīng)急服務(wù)、社會(huì)公益提供地理信息服務(wù)，為建設(shè)生態(tài)城市、宜居城市服務(wù)。

5 智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)發(fā)展前景

1）加快時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)。智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)以時(shí)空大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、云環(huán)境為支撐，依托泛在網(wǎng)絡(luò)，按需智能提供數(shù)據(jù)服務(wù)、功能服務(wù)、接口服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。例如我們常見的智慧交通、智慧社區(qū)、智慧旅游等有關(guān)與生活方面的應(yīng)用。同時(shí)還需要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌建設(shè)，推動(dòng)智慧城市各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，充分利用時(shí)空信息云平臺(tái)來改善城市居民的生活工作，推動(dòng)城市管理上臺(tái)階。

2）加快形成智慧城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)體系和評(píng)價(jià)體系。智慧城市需要提供一體化時(shí)空基準(zhǔn)，以便實(shí)現(xiàn)全空間、多粒度、多時(shí)相世界的表達(dá)，為智慧城市建設(shè)提供全方位的服務(wù)。

3）充分運(yùn)用大數(shù)據(jù)，提供一體化時(shí)空基準(zhǔn)作為各類信息的載體。例如各類專題數(shù)據(jù)集成， 過去散布在不同部門，而且專題數(shù)據(jù)中的空間數(shù)據(jù)不規(guī)范，需要進(jìn)行統(tǒng)一。因此需要充分利用現(xiàn)代科技，如利用視頻信息識(shí)別提取技術(shù)、地名基因識(shí)別技術(shù)等，就能夠?qū)崿F(xiàn)信息規(guī)范的高自動(dòng)化和高效率化。

6 結(jié)論

智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)和保障。郴州市可以在數(shù)字郴州地理空間框架建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，探索智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)從時(shí)空信息的快速獲取、實(shí)時(shí)監(jiān)測，到分析處理、深度挖掘、按需服務(wù)，形成空間、時(shí)間、屬性組織的多時(shí)相、多尺度的城市時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫，為智慧城市建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和良好平臺(tái)。在智慧城市的建設(shè)過程中，應(yīng)以找準(zhǔn)智慧城市建設(shè)的定位為基礎(chǔ)，進(jìn)行部門協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌推進(jìn)，以智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)搭建的地理信息基礎(chǔ)框架為基礎(chǔ)，做好頂層設(shè)計(jì)。在項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，需要圍繞城市運(yùn)行，構(gòu)建“集成、融合、開放、協(xié)同”的智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)。

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