时空大数据助推宁波智慧城市建设

董晓炜

在地理信息行业内流传着两个非常有趣的数字——80和85。所谓80指的是“人类活动中所有产生的数据有80%和空间位置有关”，而85则指“85%以上的大数据都和时空信息有关”。虽然这两个数字的出处有待考证，但是毫无疑问，包含位置的信息在人们的生产生活中随处可见。尤其当我们将视角拉大，以“上帝视角”去审阅我们的城市时，空间地理信息数据是承载城市信息最为合适的载体。当我们视角中的城市逐渐从钢筋混泥土的“森林”演变成信息、咨询飞速流转的“智慧体”时，时间、空间是记录城市发展轨迹的唯一且最有效的载体。回到个体来看，随着信息化技术的不断发展，数据采集与定位技术的不断进步，我们每个人都成为了客观世界与虚拟网络融合的社交网络中的一份子。我们什么时间、在什么地点、做了什么事情，都成为了“城市智慧体”中星星点点的信息，而承载这些信息的就是“时空数据”。

宁波时空数据建设

2010年9月，宁波市率先在国内提出并开展“智慧宁波”城市建设。“智慧宁波”建设的首要问题是破除现实与虚拟的壁垒，为宁波构建数字城市框架。为此，宁波市政府、宁波市规划局于2011年开展了“智慧宁波”地理信息共享服务平台的建设工作。随着全国范围内“智慧城市”建设大幕的展开，以及“智慧宁波”建设的不断深入，2013年国家测绘与地理信息局、浙江省测绘与地理信息局、宁波市政府共同推进“智慧宁波”时空信息云平台建设试点的申报工作。2015年3月，平台项目设计书通过了国家测绘局的评审和批复，宁波成为全国第四家“时空信息云平台”建设试点城市。

宁波时空数据的建设内容大体可以分为静态数据和动态数据两类：

静态数据，主要包括了测绘生产的各类基础数据以及运用新型技术手段生产的新型数据成果。其中有大家熟知的电子地图数据、遥感影像数据、地名地址数据、城市三维模型、地理实体数据等。新型数据成果包括了2.5维电子地图数据、全景数据、倾斜摄影数据、激光点云数据等。通过对这些数据增加时间维度，构建了宁波全市的静态时空基准。以地理实体为例，地理实体数据可以理解为描述可以感知到的地理空间的一类数据，例如一桩房子、一条路，又或是一个社区、一个街道等。通过对地理实体数据的时态化，不仅可以查看到实体本身从无到有的变化过程，还可以使普通的实体数据承载所有产生于这个实体内的信息，简单来说就是什么时间发生了什么事情，例如某年某日，张三搬进，李四搬出。

另一类数据是动态数据，动态数据的特征是本身就具备了时间维度，而通过这次建设赋予了这类数据统一的空间维度。动态数据内容包括实时位置信息、感知设备地址信息等。实时位置信息包括了宁波市公共自行车租赁实时信息、物流车辆实时位置信息、NBCORS实时位置信息等；感知设备位置信息主要包括从环保、水利、公安、城管等部门获取到的监控摄像实时信息。例如环保部门的PM2.5实时监控信息，水利部门的水文站观测数据等。

总体来说，传统的空间地理信息数据作为“智慧城市”建设的基础，打破了城市由现实到虚拟的壁垒，为智慧城市的建设、智慧化应用的实现奠定了数字基础。时空数据则是“智慧城市”运营的基准，为“城市智慧体”构建了骨骼和肌肉，承载了城市运营的轨迹。

“智慧宁波”时空信息云平台

“智慧宁波”时空信息云平台的前身是地理信息共享服务平台。地理信息共享服务平台的建设，主要解决了“智慧宁波”建设初期的四大问题：第一，为宁波“智慧城市”建设构建了数字空间基准；第二，测绘管理部门的服务模式，由传统的离线拷贝，走向了在线共享的方式，数据时效性、权威性得到了保障；第三，提供了全市统一的空间数据标准规范，一定程度上解决了信息系统之间存在的“信息孤岛”问题；第四，为“智慧宁波”的智慧化应用建设提供了空间地理信息技术支持，平台共计接入的应用系统达到了137个，节约了大量的财政资金投入。

时空信息云平台是对共享平台的全面提升，所要解决的问题主要包括四个方面：第一，为“智慧宁波”城市运营提供时间、空间的基准；第二，数据共享方式不再是单一的1对1，而是将情况复杂、来源多样的数据在线整理为用户所需要知识信息；第三，应用系统不再是单一的将空间信息数据作为底图，而是将复杂的空间分析方法作为业务应用的支撑；第四，结合时空数据与大数据进行大数据挖掘分析。

“智慧宁波”时空信息云平台软件服务体系包括四个组成部分：第一部分，数据库管理系统，主要用于时空数据的建库、管理，同时支持多源、异构数据在线融合及融合流程的可视化定制；第二部分，运维管理系统，运维管理系统包含了两个层面的管理内容。首先，针对平台内部业务进行管理，例如用户管理、服务发布、服务监控等；此外，针对平台提供的云GIS资源进行管理，用户可以利用平台提供的计算资源构建自己的云GIS服务站点、云GIS桌面，同时可以制定弹性伸缩策略，让缥缈的云计算唾手可得；第三部分，统一服務门户，用户可以通过统一服务门户方便直观的获取到平台提供的各类数据服务、功能服务、开发帮助等。另外，统一服务门户还提供了地理编码引擎以及影像分发服务等；第四部分，时空大数据分析系统，该系统为用户提供了一整套高效可用的并行大数据计算框架，还为用户提供了模块化的模型算子，可根据用户需求定制大数据分析挖掘模型，满足用户基于时空数据的大数据挖掘分析需求。

从地理信息共享服务平台到时空信息云平台的发展，从技术上来说实现了四个方面的飞跃：第一，由地理信息数据的实时在线共享，发展到准确定位、有机结合、深度利用；第二，从资源的分布式存储、逻辑式集中，发展到用云计算、宿主资源；第三，从基于在线服务的对接，发展为知识引擎、按需服务；第四，从静态的地理信息分析方法，发展为基于时空信息的动态大数据分析挖掘。

时空信息云平台是贯通“智慧宁波”建设的“管道”

“智慧宁波”时空信息云平台与宁波市政务云、物联网平台共同组成了“智慧宁波”建设的三大基础设施。时空信息云平台的建设将贯通三大基础设施之间的“管道”。首先，宁波时空信息云平台的建设通过与政务云平台提供的IaaS层服务的深度整合，构建了面向宁波全市的GIS应用服务云，可以说是政务云平台上首个面向PaaS层的行业级应用服务云。另外，平台建设正在积极与宁波市物联网平台进行对接，计划通过PaaS层的服务对接，构建物联网平台与时空信息云平台的统一服务，通过统一服务获取到的不再是单一的物联网节点信息，而是基于空间地理信息进行分析、加工后的知识信息。

时空信息云平台的建设最终要为政务、企事业单位和社会公众按需提供智能化的时空信息服务。

一个层面，通过时空信息云平台提供的智能化服务、丰富的服务资源池，让用户能够用非常简单的方法按需获取服务。例如，用户通过前端设备连接时空信息云平台，通过关键字检索等方式，搜寻到自己关心的导航、实景、旅游信息等，平台可以快速地将用户关心的这些信息配装成相应的功能交付给用户，让用户使用更便捷。

另一个层面，用户可以依托时空大数据和时空信息云平台，开发自己的智能化应用系统对外提供智能服务。例如，城市智能治理应用，这类应用系统的开发主要难点体现在数据与事件方面。数据层面，城市治理涉及到数据内容的方方面面，例如公安部门的人口数据、工商部门的企业数据、城管部门的城市部件数据等，这些数据来源多头、数据标准不统一，很难快速集成应用。事件方面，城市管理中发生的各个事件都含有位置和时间数据，但传统的管理模式不易于数据的展示、分析。时空信息云平台提供的各类服务，很好地解决了这些问题，多源异构的数据来源基于统一的时空基准进行汇集，直接向用户提供可用的知识成果。基于时空云平台的地理编码与位置服务，用户可以将事件信息基于地理信息数据进行统一的管理、展示，方便下一步的数据挖掘分析。

“智慧宁波”时空信息云平台建设项目目前正在紧锣密鼓的推进当中，项目计划于2017年6月报国家测绘与地理信息局验收，完成验收后根据各方意见进行完善与修改，最终于2018年6月全面推进。

（作者单位：浙江省宁波市规划与地理信息中心）