基于数字郴州地理空间框架的智慧城市时空信息云平台建设研究

何善国

摘 要 在数字郴州地理空间框架建设成果的基础上，运用大数据、云计算、物联网等技术，探讨智慧城市时空信息云平台建设，实现从时空信息的快速获取、实时监测，到分析处理、深度挖掘、按需服务，形成空间、时间、属性组织的多时相、多尺度的城市时空数据库，为开展智慧城市时空信息云平台建设提供参考。

关键词 数字城市；地理空间框架；智慧城市；时空信息；云平台

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）16-0147-02

湖南省郴州市是国家测绘局第一批确定的数字城市地理空间框架建设试点城市，自2008年起开始建设数字郴州地理空间框架，基于数字郴州地理空间框架建设的郴州市地理信息公共服务平台已投入运行，成果惠及土地管理、房产管理、城市规划、公安消防、环境保护、城市管理等各个领域，在工业与信息化进程、社会经济发展中发挥了积极作用。随着现代科技的不断进步和应用需求的不断变化，尤其是物联网、大数据、云计算等现代科技的快速发展，对城市地理空间框架提出了更高的要求，要求在体验性、实时性、移动性、可控性以及自主性等方面做到智能化、人性化。

本文主要从智慧城市时空信息云平台的建设思路、建设内容、建设成果及应用示范等几个方面进行初步探讨，充分利用数字城市地理空间框架的建设成果，探讨数字城市地理空间框架成果在智慧城市时空信息云平台中的应用，以期为数字城市地理空间框架进一步升级为智慧城市时空信息云平台提供一定的参考。

1 智慧城市时空信息云平台建设概述

1.1 相关概念

智慧城市，就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，对城市居民生活工作、企业经营发展和政府行政管理过程中的相关活动，进行智慧地感知、分析、集成和应对，其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的居民创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。

智慧城市时空信息云平台是在城市全面数字化基础之上建立的可视化和可量测的智能化城市管理和运营系统，包括城市的基础信息、数据基础设施以及在此基础上建立的网络化的城市信息管理平台与综合决策支撑平台。

1.2 智慧城市时空信息云平台建设的意义

在全国数字城市建设取得快速进展、积累了丰富经验的基础上，根据《测绘地理信息事业“十三五”规划》的要求，进一步开展了智慧城市时空信息云平台的建设工作。随着测绘科学的快速发展，航空摄影测量、數字近景摄影测量、卫星遥感、GPS测量等技术的普遍应用，为智慧城市建设提供了强有力的技术支撑。利用测绘基础地理数据建立的时空信息云平台是智慧城市建设的基础和保障。测绘地理信息的快速发展为智慧城市建设提供了强有力的技术支撑，智慧城市建设为测绘地理信息行业的转型升级创造了良好的发展机遇。

1.3 数字城市与智慧城市的关系

无论是数字城市还是智慧城市，都需要测绘地理基础信息的数据，以准确表述地理要素的时间、空间信息，以地理空间框架数据来构建智慧城市的基础框架。在数字城市建设阶段，地理空间框架表现为基础地理信息数据库和地理信息公共服务平台。

我们可以充分运用物联网、云计算以及大数据等技术，将前期数字城市的地理信息数据库通过添加时间信息，建设智慧城市的时空信息数据库。在建设数字城市地理空间框架时建成的地理信息公共服务平台，也相应建设成为时空信息云平台，数字地理空间框架则发展为时空信息框架。

2 智慧城市时空信息云平台的建设思路

1）建设智慧城市时空信息数据库。智慧城市时空信息数据库由时空信息数据、数据库系统、物联网节点地址数据和运行支持环境等部分构成。时空信息云平台基于面向服务的架构（SOA），由分布式节点组成。各节点按照统一的技术体系与标准规范，提供地理信息服务资源，通过服务聚合的方式实现整体协同服务，并基于统一访问控制体系对所有服务进行注册管理，实现对服务的发现、状态监测、质量评价、服务代理等，以直观表达的全覆盖精细地理信息和时相地理信息为基础。信息平台由时空信息数据服务、物联网节点定位服务、云服务系统和云计算服务中心等部分构成。时空信息数据库是时空信息云平台的基础和支撑，时空信息云平台是时空信息数据库的应用和拓展。

2）获取相应的基础地理信息数据和影像数据等相关资料。针对智慧城市时空信息云平台的建设需求，对各类地理空间数据（如矢量数据、影像数据等）进行内容选取组合、符号化表达，形成地理空间信息数据、各类专题地理信息产品，同时在各地理要素中添加时间属性，从而形成时空信息数据集。

3）建设具有云计算服务能力的软硬件网络支撑环境，提高时空信息的分析处理能力。充分考虑平台建设的海量数据存储、系统的拓展性、系统的开放性、多用户并发访问、网络环境等需求，遵循先进性、科学规范性、可操作性、可拓展性和安全性的原则进行硬件及网络环境设计、软件配置。

4）选择房产管理、城市规划、土地管理、城市管理、应急服务、旅游等领域开展具有智能性的应用示范。目前我市的智慧交通、智慧城管、智慧林业等方面的应用已经比较成熟，其他如智慧水利、智慧旅游、智慧社区等方面的应用也正在开展。

5）在已建成的数字郴州地理空间框架基础上，通过对基础地理信息数据库和公共服务平台在内容、功能的改良或扩充，建成时空信息云平台，实现测绘地理信息的升级和转型。

6）实现全国地理信息资源的纵横联通和有效集成，实现智慧城市时空信息云平台建设的“一站式”地理信息综合服务。“国家地理信息公共服务平台”的公众版“天地图”已于2010年10月21日开通，向全社会提供网络地理信息服务。

3 智慧城市时空信息云平台的成果及运行服务

3.1 成果内容

1）数据成果。一个市域全覆盖的多时相、多类型、多尺度时空信息数据集及其数据。其中多时相包含历史数据、现势数据和智能传感设备的位置信息与地理编码；多类型包含矢量、影像、三维、地名地址和其他新型产品数据；多尺度包括不同尺度、不同分辨率的地理信息。一套物联网节点地址数据库，包括静态地址和动态地址两个子集，成果形式为关系型空间数据库。endprint

2）软件成果。时空信息数据库管理系统，具备一般空间数据库通常功能以及具有时空信息存储、动态可视化、历史对比分析和自动更新等功能。

3）部署结构。云平台采用基础设施层、时空数据层、功能软件层、开发接口层四层部署结构和知识引擎、运营维护与监管、政策法规与标准规范三类支撑。

3.2 运行服务

成果运行在政务网、互联网、无线网等泛在环境，涉及到的集群服务器、刀片机、小型机以及虚拟化软件、云操作系统有机构成了云计算中心。一般用户可以直接调用通用平台，享受在线地图服务。个性用户可以在线向云平台提出需求，将功能与服务集成为个性化的专业平台。任务用户可以在线自定义流程，享受数据处理服务，如自动制图、地理编码。开发用户可以在线调用服务接口和应用开发接口，甚至智能装配。

4 智慧城市时空信息云平台的应用

1）依托自动装配的个性化专业平台，在物联网和云计算环境下，试点开展如智慧交通、智慧城管、智慧旅游、智慧房产、智慧林业以及公众应用等应用示范。在建设过程中，由应用部门牵头，云平台建设与运维单位配合共同实施，建成后的专题应用系统能够着重突出智能、高效、实时、有用、泛在的技术特点。

2）要以改善城市的服务质量为动力，推动智慧城市时空信息云平台广泛应用。通过大数据+云计算技术+物联网等为基础，推进智慧城市时空信息云平台的建设工作，为城市经济管理、应急服务、社会公益提供地理信息服务，为建设生态城市、宜居城市服务。

5 智慧城市时空信息云平台建设发展前景

1）加快时空信息云平台建设。智慧城市时空信息云平台以时空大数据为基础、云环境为支撑，依托泛在网络，按需智能提供数据服务、功能服务、接口服务和基础设施服务。例如我们常见的智慧交通、智慧社区、智慧旅游等有关与生活方面的应用。同时还需要加强顶层设计，统筹建设，推动智慧城市各领域的广泛应用，充分利用时空信息云平台来改善城市居民的生活工作，推动城市管理上台阶。

2）加快形成智慧城市建设的标准体系和评价体系。智慧城市需要提供一體化时空基准，以便实现全空间、多粒度、多时相世界的表达，为智慧城市建设提供全方位的服务。

3）充分运用大数据，提供一体化时空基准作为各类信息的载体。例如各类专题数据集成， 过去散布在不同部门，而且专题数据中的空间数据不规范，需要进行统一。因此需要充分利用现代科技，如利用视频信息识别提取技术、地名基因识别技术等，就能够实现信息规范的高自动化和高效率化。

6 结论

智慧城市时空信息云平台建设是智慧城市建设的基础和保障。郴州市可以在数字郴州地理空间框架建设成果的基础上，运用大数据、云计算、物联网等技术，探索智慧城市时空信息云平台建设，实现从时空信息的快速获取、实时监测，到分析处理、深度挖掘、按需服务，形成空间、时间、属性组织的多时相、多尺度的城市时空信息数据库，为智慧城市建设提供基础数据和良好平台。在智慧城市的建设过程中，应以找准智慧城市建设的定位为基础，进行部门协调、统筹推进，以智慧城市时空信息云平台搭建的地理信息基础框架为基础，做好顶层设计。在项目实施时，需要围绕城市运行，构建“集成、融合、开放、协同”的智慧城市时空信息云平台。

参考文献

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