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，運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，探討智慧城市時空信息云平臺建設(shè)，實現(xiàn)從時空信息的快速獲取、實時監(jiān)測，到分析處理、深度挖掘、按需服務(wù)，形成空間、時間、屬性組織的多時相、多尺度的城市時空數(shù)據(jù)庫，為開展智慧城市時空信息云平臺建設(shè)提供參考。

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

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 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)平臺已投入運行，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、城市管理等各個領(lǐng)域，在工業(yè)與信息化進程、社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了積極作用。隨著現(xiàn)代科技的不斷進步和應(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，要求在體驗性、實時性、移動性、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空信息云平臺的建設(shè)思路、建設(shè)內(nèi)容、建設(shè)成果及應(yīng)用示范等幾個方面進行初步探討，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空信息云平臺中的應(yīng)用，以期為數(shù)字城市地理空間框架進一步升級為智慧城市時空信息云平臺提供一定的參考。

1 智慧城市時空信息云平臺建設(shè)概述

1.1 相關(guān)概念

智慧城市，就是運用信息和通信技術(shù)手段感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(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，進行智慧地感知、分析、集成和應(yīng)對，其實質(zhì)是利用先進的信息技術(shù)，實現(xiàn)城市智慧式管理和運行，進而為城市中的居民創(chuàng)造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續(xù)成長。

智慧城市時空信息云平臺是在城市全面數(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與綜合決策支撐平臺。

1.2 智慧城市時空信息云平臺建設(shè)的意義

在全國數(shù)字城市建設(shè)取得快速進展、積累了豐富經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)《測繪地理信息事業(yè)“十三五”規(guī)劃》的要求，進一步開展了智慧城市時空信息云平臺的建設(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)建立的時空信息云平臺是智慧城市建設(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)型升級創(chuàng)造了良好的發(fā)展機遇。

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。

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

2 智慧城市時空信息云平臺的建設(shè)思路

1）建設(shè)智慧城市時空信息數(shù)據(jù)庫。智慧城市時空信息數(shù)據(jù)庫由時空信息數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點地址數(shù)據(jù)和運行支持環(huán)境等部分構(gòu)成。時空信息云平臺基于面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA），由分布式節(jié)點組成。各節(jié)點按照統(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)進行注冊管理，實現(xiàn)對服務(wù)的發(fā)現(xiàn)、狀態(tài)監(jiān)測、質(zhì)量評價、服務(wù)代理等，以直觀表達(dá)的全覆蓋精細(xì)地理信息和時相地理信息為基礎(chǔ)。信息平臺由時空信息數(shù)據(jù)服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點定位服務(wù)、云服務(wù)系統(tǒng)和云計算服務(wù)中心等部分構(gòu)成。時空信息數(shù)據(jù)庫是時空信息云平臺的基礎(chǔ)和支撐，時空信息云平臺是時空信息數(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。針對智慧城市時空信息云平臺的建設(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）進行內(nèi)容選取組合、符號化表達(dá)，形成地理空間信息數(shù)據(jù)、各類專題地理信息產(chǎn)品，同時在各地理要素中添加時間屬性，從而形成時空信息數(shù)據(jù)集。

3）建設(shè)具有云計算服務(wù)能力的軟硬件網(wǎng)絡(luò)支撐環(huán)境，提高時空信息的分析處理能力。充分考慮平臺建設(shè)的海量數(shù)據(jù)存儲、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，遵循先進性、科學(xué)規(guī)范性、可操作性、可拓展性和安全性的原則進行硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計、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)平臺在內(nèi)容、功能的改良或擴充，建成時空信息云平臺，實現(xiàn)測繪地理信息的升級和轉(zhuǎn)型。

6）實現(xiàn)全國地理信息資源的縱橫聯(lián)通和有效集成，實現(xiàn)智慧城市時空信息云平臺建設(shè)的“一站式”地理信息綜合服務(wù)?！皣业乩硇畔⒐卜?wù)平臺”的公眾版“天地圖”已于2010年10月21日開通，向全社會提供網(wǎng)絡(luò)地理信息服務(wù)。

3 智慧城市時空信息云平臺的成果及運行服務(wù)

3.1 成果內(nèi)容

1）數(shù)據(jù)成果。一個市域全覆蓋的多時相、多類型、多尺度時空信息數(shù)據(jù)集及其數(shù)據(jù)。其中多時相包含歷史數(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)點地址數(shù)據(jù)庫，包括靜態(tài)地址和動態(tài)地址兩個子集，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空信息存儲、動態(tài)可視化、歷史對比分析和自動更新等功能。

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

3.2 運行服務(wù)

成果運行在政務(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、小型機以及虛擬化軟件、云操作系統(tǒng)有機構(gòu)成了云計算中心。一般用戶可以直接調(diào)用通用平臺，享受在線地圖服務(wù)。個性用戶可以在線向云平臺提出需求，將功能與服務(wù)集成為個性化的專業(yè)平臺。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 智慧城市時空信息云平臺的應(yīng)用

1）依托自動裝配的個性化專業(yè)平臺，在物聯(lián)網(wǎng)和云計算環(huán)境下，試點開展如智慧交通、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，云平臺建設(shè)與運維單位配合共同實施，建成后的專題應(yīng)用系統(tǒng)能夠著重突出智能、高效、實時、有用、泛在的技術(shù)特點。

2）要以改善城市的服務(wù)質(zhì)量為動力，推動智慧城市時空信息云平臺廣泛應(yīng)用。通過大數(shù)據(jù)+云計算技術(shù)+物聯(lián)網(wǎng)等為基礎(chǔ)，推進智慧城市時空信息云平臺的建設(shè)工作，為城市經(jīng)濟管理、應(yīng)急服務(wù)、社會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 智慧城市時空信息云平臺建設(shè)發(fā)展前景

1）加快時空信息云平臺建設(shè)。智慧城市時空信息云平臺以時空大數(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。同時還需要加強頂層設(shè)計，統(tǒng)籌建設(shè)，推動智慧城市各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，充分利用時空信息云平臺來改善城市居民的生活工作，推動城市管理上臺階。

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

3）充分運用大數(shù)據(jù)，提供一體化時空基準(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，如利用視頻信息識別提取技術(shù)、地名基因識別技術(shù)等，就能夠?qū)崿F(xiàn)信息規(guī)范的高自動化和高效率化。

6 結(jié)論

智慧城市時空信息云平臺建設(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，運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，探索智慧城市時空信息云平臺建設(shè)，實現(xiàn)從時空信息的快速獲取、實時監(jiān)測，到分析處理、深度挖掘、按需服務(wù)，形成空間、時間、屬性組織的多時相、多尺度的城市時空信息數(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。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)，進行部門協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌推進，以智慧城市時空信息云平臺搭建的地理信息基礎(chǔ)框架為基礎(chǔ)，做好頂層設(shè)計。在項目實施時，需要圍繞城市運行，構(gòu)建“集成、融合、開放、協(xié)同”的智慧城市時空信息云平臺。

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