时空信息服务,夯实智慧城市基石

发布时间:2018 年 05 月 07 日  
导读:■文/超图信息智慧城市业务中心刘广张宁辛亚芳 空间规划重叠冲突或朝令夕改、城市建设监管不力、城市管理不到位、城市应急响应不及时等问题频发。时空大数据,是智慧城市不可或缺、基础性的信息资源,又是其他信息交换共享与协同应用的载体,以此为基础形成的客观数据、快捷监测数据、精准数据分析等,将有效提升城市规划、管理与服务水平。

■ 文/超图信息智慧城市业务中心 刘广 张宁 辛亚芳

  空间规划重叠冲突或朝令夕改、城市建设监管不力、城市管理不到位、城市应急响应不及时等问题频发。时空大数据,是智慧城市不可或缺、基础性的信息资源,又是其他信息交换共享与协同应用的载体,以此为基础形成的客观数据、快捷监测数据、精准数据分析等,将有效提升城市规划、管理与服务水平。

  2016年5月,国家发改委、中央网信办联合25部门成立了“新型 智慧城市建设部际协调工作组”并印发“2016-2018年任务分工”, 明确要求测绘地理信息部门“推进智慧时空基础设施建设,加快智 慧城市时空信息云平台建设试点,指导开展时空大数据及时空信息 云平台构建,鼓励其在城市规划、市政规划与管理、国土资源开发利 用、生态文明建设以及公众服务中的智能化应用,促进城市科学、高 效、可持续发展”,为智慧城市建设提供强有力的智慧时空支撑。

  2016年11月,国家发改委联合中央网信办、国家标准委联合发 布《关于组织开展新型智慧城市评价工作务实推动新型智慧城市健 康快速发展的通知》,同时下发《新型智慧城市评价指标》等相关 附件,明确将时空信息平台作为智能基础设施的重要组成。

  为了推进时空大数据与云平台建设,国家测绘地理信息局于 2012年启动试点工作,并编制《智慧城市时空大数据与云平台建设 技术大纲》。目前全国已有46个试点启动建设,部分试点初见成效。

时空大数据与智慧城市

  随着新型测绘技术、物联网技术等地理监测手段的发展,城市 现状信息的获取更加容易和快捷,以此可以实现更迅捷的城市监 测,及时发现城市运行中的各类问题;随着现状数据的不断累计, 城市历史数据由此形成,依托城市历史数据可深入挖掘城市发展规 律,形成城市信息模型和知识库,以此可客观地支撑城市决策;依 托现状及城市发展规律,结合城市设计的先进理念,可有效支撑城 市设计工作的开展,更好地规划城市未来,为新型智慧城市的建立 奠定基础。

  新时代下,随着大数据、人工智能等技术的发展,城市时空大 数据已经成为智慧城市建设的基础设施,对海量时空大数据的管 理和挖掘分析已经成为可能,随着城市发展历程的推进,对智慧城 市的建设也提出了新的要求,时空大数据在其中起到了重要作用, 主要表现在两个方面:

  1、时空大数据赋能城市智能

  城市智能是城市智慧的基础,城市智能使城市具备更敏锐的 感知力、更实时的反应力和更科学的决策力,时空大数据体系可以 有效集成无人机、物联网等更便捷的数据采集手段,依托分布式计 算和大数据存储技术,可以快速处理数字城市时代无法动态处理的 手机信令、4G上网、车辆轨迹等时空数据,实现时空大数据更实时 的数据处理和更快速的数据发布,基于城市发展过程中积累的历史数据,可以挖掘和发现城市发展的内在规律,利用新一代的时空大 数据可视化技术可对海量数据进行更直观的数据表达,为城市智能 决策提供更科学的支撑。

  2、时空大数据赋能城市智慧

  城市智能化是城市智慧化的基础,城市智慧化的目标是通过 地理建模手段构建全空间的地理信息系统,并以此融合物联网、对 地观测网等地理监测数据成果,利用大数据、人工智能和机器学习 技术建立智慧城市知识库,一方面,辅助城市设计,另一方面,结合 实时的地理监测数据,针对城市运行中存在的问题对城市局部区域 进行地理控制,如:阿里巴巴的“杭州大脑”便是根据实时交通流 量信息,对红绿灯进行统筹调节,达到疏通交通拥堵现象的目的。

全流程综合性解决方案

  超图时空大数据与云平台,围绕时空大数据采集、汇聚、处 理、管理、共享、挖掘分析、泛在服务的全流程,形成时空大数据处 理与管理、时空云服务、时空云应用三大体系于一体的综合性解决 方案,可高效融合城市各类基础、专题及动态感知信息等,对外提 供按需随取的时空信息服务,为不同部门、不同应用间的资源共享 和业务协同提供支撑,以时空信息驱动智慧城市规划、建设、管理 与服务的全流程。

  1、平台架构

  • 时空大数据处理与管理平台

  基础测绘生产管理一体化:围绕测绘行业从生产到应用的行 业闭环,在数据管理层面完全兼容EPS对象的数据模型,使得EPS 软件生产的数据可以无损地存储在时空云平台中进行建库管理与 应用,形成数据生产、发布与应用一体化的无缝处理流程。

  时空大数据处理与管理系统:实现对基础地理信息数据、地 理实体数据、互联网数据、物联网数据等时空大数据的统一处理与 管理,提供质量检查工具确保数据质量,建立时空大数据生产、更 新、共享和服务的数据标准,为数据增加时间、空间、属性的“三域 标识”,针对政务外网、互联网坐标不一致问题给出解决方案和工 具集,支持多网数据双向同步更新,支撑时空大数据的快速采集、 快速更新和快速发布。

  时空大数据挖掘与分析系统:提供支持地理信息数据的ETL 工具,支持多源数据的汇聚、转换和处理,内置测绘、国土、规划等 行业数据ETL模型,提供高效的城市空间数据标准化工具,支持城市指标的建立和管理,支持指标实体一体化建库,由此形成城市 时空数据仓库,为支持平台的智能化应用,平台提供人工智能工具 集,支持神经网络、聚类、关联规则等通用数据挖掘模型,利用历 史数据构成的训练数据集对模型进行训练,形成智慧城市知识库, 以此支撑城市智慧化应用。

  • 时空信息云平台

  云平台门户:了解时空云平台的窗口、也是使用时空云平台的 入口。门户通过统一的身份认证,确保平台的安全;通过门户导航, 提供平台中相关应用的入口;通过新闻门户,提供与平台相关资讯 的展示;通过新闻资讯,提供平台相关的新闻及资讯信息的展示与 管理。

  资源展示:是平台成果展示与应用的系统,是用户了解平台成 果资源、在线应用平台的窗口。系统提供平台各类信息资源的统一 展示、查询、分析等应用,提供多样化的展现方式,如二维/三维联 动、地上/地下联动、过去/现在/未来联动等模式。

  数据交换:用于实现各部门与平台、各部门之间信息资源的共 享与交换。系统提供空间数据文件汇聚、数据库汇聚、服务汇聚、 文档资料汇聚等方式,分别为委办局提供文件资料上传、数据库对 接、在线服务注册等服务,方便各委办局能将本地不同格式的数据 汇聚至平台,并通过平台实现共享。

  资源管理:面向资源或部门管理人员,以在线方式,提供信息 资源的资源检索、服务注册发布、查询、审核与授权管理等。系统基 于元数据的资源管理技术,资源信息可以根据元数据自动提取、自 动更新。

  应用开发:面向应用对接开发人员,以在线方式提供不同应 用层次的API,满足委办局应用开发的需求。系统提供资源申请、 WEB开发、APP开发、云功能分区定制、标准规范、应用案例、常 用工具下载等功能。

  智能组装:平台在提供服务API的同时,将通用的组件、控件 和行业模板模块化,形成智能组装系统,依托时空大数据体系,支 持城市指标、城市实体表达可定制,专题地图、表单、统计图等数据 表现形式可定制,支持时间、空间、属性的三域权限控制,支持业务 流程的可定制。

  数据云端托管:相对传统地理信息数据管理方式,平台支持数 据的云端托管,通过地理编码系统,用户无需构建系统可在线导入 非空间数据,实现数据空间化,支持在线创建空间数据,支持空间 数据的在线协同编辑和数据的符号化表达,支持数据对外共享和 访问监控。

  平台运维:是全面掌握、管理、监控各部门用户对平台使用情 况的平台。系统面向管理人员,提供权限管理、目录管理、日志统计 分析、运行管理等模块,实现系统业务的审批处理、系统安全运行 各环节的实时监测、系统运行关键信息的记录以及对突发事件的 报警处理等。

  云管理:将基于云环境与应用模板进行集成,借助Docker技 术,实现虚拟节点的弹性伸缩与智能集群管理。在服务压力过载 时,可以自动增加节点;在服务压力降低时,可以动态减少节点,真 正实现资源集约。

  • 时空信息云应用

  天地图应用:定位为时空云平台公众版,运行于互联网,一方 面作为政务信息资源公开门户、公众服务门户,为社会大众,提供 权威准确的政务信息公开服务、衣食住行等于百姓生活息息相关的 地理信息服务,为公众日常生活提供便利;另一方面,为社会公众提 供与地理信息增值服务,如在线制图应用、数据托管服务、系统开 发服务等,满足社会公众对地理信息深层次的应用需求。

  天地图移动端:作为集移动端应用、采集、开发于一体的移动 终端系统,提供基于移动端的地理信息应用服务,满足社会公众日常生活中对地理信息资源的应用需求;也可为移动端应用开发工作 提供随时随地的时空数据服务。同时,天地图移动端具有良好的移 动性和扩展性,用户在网络状态不佳的条件下也能够编辑数据,系 统自动完成数据采集、编辑,并自动更新至数据库。更便捷地为用 户提供各种基于位置的服务,实现移动端的信息互联互通和数据共 享。

  综合市情:是动态感知分析城市运行状态并进行可视化展示的 系统。系统以空间信息为载体,对多源数据资源进行整合、梳理、抽 取、挖掘、分析、展示,实现一张图全面展示与分析城市市情,提供 各业务信息资源的空间变化分析、汇总分析、专题地图展示、各类指 标的统计分析等信息服务。为政府管理提供及时、精准、全面的信 息服务,辅助领导科学决策。

  2、平台特色

  • 时空大数据采集、建库及挖掘应用一体化

  围绕时空大数据生产应用全流程,与EPS测绘成果、倾斜摄 影测量数据成果无缝衔接,实现基础地理数据成果的快速采集更 新、共享发布及二三维一体化应用,为新型基础测绘体系全国产化打下坚实基础。同时基于超图数据清洗技术、SuperMap GIS for Spark技术及跨平台GIS技术体系,以简单高效的方式支持时空大数据的存储、检索、管理、分析和可视化,帮助用户挖掘时空大数据的应用价值。

  • 服务治理多源化 基于自主创新的地理信息服务总线技术,融合多源数据及不同应用服务,以资源化API方式进行服务检索、路由、评价、安全、交换及应用,具备多源服务治理与协同应用能力。

  • 数据交换多样化

  针对不同类型资源的交换需求,提供空间数据汇聚交换、文档型数据汇聚交换、数据库汇聚交换、服务汇聚交换、分节点资源汇聚交换等多种交换手段,具备多源数据在线托管与分布式交换共享能力。 • 平台服务API化 采用云分区的理念,构建不同数据与功能服务组成的云分区,每个分区通过标准的API对外提供服务;各分区之间相互独立,可以随需定制,也可以注销,真正实现按需定制、用进废退。 • 市县建设管理一体化 基于云架构,可以将县域作为市级时空云平台的子节点,通过市级节点集中建设管理县域节点,通过基础设施一体化、数据资源与业务应用的共享协同。

  • 云端应用一体化

  支持将时空云平台相关的数据、服务、应用等资源进行集中管理与按需分发,灵活适应桌面端、网页端、移动端、二维客户端、三维客户端等在内的多种应用终端,形成一云多端的服务模式,为智慧城市提供随需应变、动态伸缩、高性能比的资源服务。

应用案例

  智慧柳州时空信息云平台

  作为国家2015年度时空信息云平台试点,智慧柳州时空信息云平台按照全市时空基础设施的建设思路,目前已形成二维三维一体化、地上地下一体化、室内室外一体化、动态静态一体化、历史现状一体化、实体专题一体化、市县一体化的智慧柳州时空一张图;建成柳州市信息化建设的“地理信息服务超市”,通过平台API可将平台资源和功能无缝集成到各业务应用之中,搭建或支撑42个应用,有效带动了智慧柳州的建设与发展。同时,柳州市利用时空大数据资源,开展了综合性应用分析,建立了13类指标体系对柳州市城市体征进行描述,形成了城市变迁、重大项目、人口分析、居住环境、公共资源、城市运行等6个主题应用,在时空大数据分析发 展中起到了示范作用。

  重庆市时空信息云平台(综合市情系统)

  重庆市时空信息云平台(综合市情系统)是重庆市社会公共信 息资源整合与应用“3+1+X”体系的“1”平台。平台以集中式地理 框架数据、地理国情数据和分布式的政务专题数据为基础,网络化 地图与地理空间信息服务为表现形式,以统一电子政务网络为依 托,建成了面向服务的信息资源共享交换平台,全面实现全市信息 资源共享与应用,有效发挥数据的积累效应和集成应用效果。目前 共有5个门类,39个一级类、172个二级类、1690个要素类。同时, 充分利用大数据分析技术,对系统的综合信息资源进行挖掘分析, 形成不同维度的辅助决策主体,以图、表等方式展示分析成果。重 庆综合市情系统建设成果已经在重庆市各政务管理业务中得到成 功应用,取得良好应用效果。

  智慧西安时空信息云平台

  智慧西安时空信息云平台是基于数字西安地理空间框架,依托 地理信息+云计算、物联网、大数据及互联网等高新技术,以时空信 息为框架,融合全市各类信息资源及实时感知信息、应用服务,建 立“一位置一档”、“一图一档”的位置管理与服务平台与全市信息 资源交换与服务中心。项目不断推动面向政府领导决策和社会公众 的服务,一方面挖掘分析现有数据的深层次关联,为领导决策提供 综合性的数据支撑;另一方面,针对公众关注的信息点,提供更多 样的地理信息增值服务,积极探索城市管理、社会服务等多领域应 用,带动政务信息资源的深度开发与协同应用,推进西安市的智慧 化发展。

  新时代下,随着大数据、人工智能等技术的发展,城 市时空大数据已经成为智慧城市建设的基础设施,对海量 时空大数据的管理和挖掘分析已经成为可能。超图时空大 数据与云平台,围绕时空大数据采集、汇聚、处理、管理、 共享、挖掘分析、泛在服务的全流程,形成时空大数据处 理与管理、时空云服务、时空云应用三大体系于一体的综 合性解决方案,可高效融合城市各类基础、专题及动态感 知信息等,对外提供按需随取的时空信息服务,为不同部 门、不同应用间的资源共享和业务协同提供支撑,以时空 信息驱动智慧城市规划、建设、管理与服务的全流程。

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