神农架小城镇时空信息云平台的建设与实践

佘凯琦，石永阁，李 兵 , 舒 红，杨 丽

（1.湖北省基础地理信息中心 湖北省北斗卫星导航应用技术研究院，湖北 武汉 430074；2.武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北 武汉 430079；3.湖北省地图院 湖北省地图数据应用中心，湖北 武汉 430074；4.湖北省测绘成果档案馆 湖北省地理信息数据交换中心，湖北 武汉 430074）

神农架小城镇时空信息云平台的建设与实践

佘凯琦1,2，石永阁1，李 兵3, 舒 红2，杨 丽4

（1.湖北省基础地理信息中心 湖北省北斗卫星导航应用技术研究院，湖北 武汉 430074；2.武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北 武汉 430079；3.湖北省地图院 湖北省地图数据应用中心，湖北 武汉 430074；4.湖北省测绘成果档案馆 湖北省地理信息数据交换中心，湖北 武汉 430074）

面向小城镇进一步智慧化发展存在的数据共享和公共服务体系建设问题,开展时空信息云平台的建设工作，创造性地引入云计算和互联网+众包模式，在神农架地区进行了有效实践。

小城镇；云平台；多规合一；众包模式

为了“优化经济社会结构，促进城市和城镇可持续发展”，国家和各地政府都在积极谋求促进智慧城市（镇）建设的有效方式。同时，伴随互联网时代的深刻变革，大数据、云计算、物联网等智能化技术也对测绘行业不断地渗透[1]，国内许多中心城市，如广州、厦门、重庆[2-4]，就通过建设云服务平台降低了政府信息化建设的投入,提高政府服务信息资源的共享水平，为智慧城市的发展注入新的活力。

智慧城市建设，特别是规划与管理服务的建设需要有较好的区位条件、基础设施以及大量的经济投入，而小城市（镇）地处偏僻，交通不便，技术人才较少，经济总量也相对较低。为了解决小城镇进一步智慧化发展存在的问题，急需低成本的信息化技术和手段，搭建一个规管部门与公众可互动参与的高安全性和可靠性的时空信息云平台。

1 小城镇发展时空信息云平台的现状分析

湖北省神农架林区（副地级）是国内小城镇的突出代表。湖北省统计局的相关数据显示，该区城镇化水平低于全国及全省平均水平[5]，存在有效的信息服务资源匮乏、信息化普及水平不高、政府规管机构众多但服务效能低下以及信息服务平台集成水平不高的问题。在神农架示范区发展城镇智慧化建设，存在的问题既符合自身条件，又具有普适代表性。

1.1 多源时空数据融合和多规合一问题

在当前的智慧城市建设中，为了优化测绘地理空间数据结构，对原有的基础数据进行数据扩充和重组，并引入了时间概念，形成新的时空数据。升级后，时空数据的公共服务能力和业务范围更广泛。而神农架林区还是按照“数字神农架”建设要求建设区域地理空间框架和地理信息服务平台，并没有解决数据标准落后、不统一、数据分散、时间不一致等问题，且在时间域与空间域上部分业务数据缺损，给数据融合带来困难[6]。针对这一现状，在形成神农架地区时空数据的基础上，在国家“多规合一”政策的支持下，研究制定对国土、规划、水利、交通等规划行业数据的整理、融合、更新和应用的解决方案，建立多规冲突检查规则，并确定冲突解决方案，推动国土、规划、水利、交通等公共地理空间信息的整合与融合。

1.2 信息更新与通达性要求

神农架由于区位、资金、技术与人才资源的瓶颈，采集地理空间数据与社会经济数据等基础数据的难度大，更新周期长，入库的成本难以支付。将“众包模式”引入时空信息云平台建设后，利用成本相对低、便利泛在的公众信息更新平台数据，革新了原有的地理数据和业务数据的采集更新方式，降低了平台建设与运维的成本[7]，同时驱动普通民众加入到城镇监管中来，对小城市（镇）建设中的各类规划工程进行实时监督，提高了小城镇规划管理建设的动态处理快速与反应能力。

1.3 规划管理公共服务的集成需求

我国基层信息技术和基础网络设施建设发展势头强劲，但由于缺乏统筹规划和设计，信息服务体系普遍存在“信息孤岛”问题，即信息资源、信息产品虽多，但共享性差，各系统相互独立，未能协同高效利用。因此，急需低成本信息化建设手段和技术，快速搭建一个政府管理人员、执法人员和公众人员能够互动参与的总体集成的技术平台，能够及时、有效地为神农架小城市（镇）规划、管理、决策提供技术支持和相关支撑服务。

2 云平台的建设内容

2.1 服务环境的搭建

神农架小城镇时空信息云平台集成了湖北省时空信息云平台的应用成果，并采用通用的VMware虚拟化软件，将4台服务器以及相应的硬件存储设备集合成云计算平台的虚拟资源池；利用原网络系统，充分整合现有资源，节省了路由器、核心交换机等网络设备；安全设备上也共享了防火墙、VPN、入侵防御等网络安全设备资源。此外，基层部门节省了设立机房、购买硬件等基础设施资源及软件使用许可证的花费，代之以在云服务供应商的基础架构上搭建应用平台，并通过网络的方式直接从服务器上传递给用户。虚拟化的系统服务具有故障漂移、高速、冗余备份等优越功能[8]，而且大大降低了云平台的建设维护成本，提高了平台的应用服务效率。

2.2 时空信息数据的融合与集成

神农架时空信息云平台在形成的时空数据基础上，采用统一口径、同一标准的底图和基础数据，融合了国民经济和社会发展规划、城乡规划等多个规划业务数据，形成同一基底的规划底图和“多规合一”成果数据[9]，推动了国土、规划、交通等公共地理空间信息的整合与融合。依据统一标准采集自移动终端的众包数据也加入进来，经技术处理后与已有的数据格网整合，并与国土、规划等各个部门的数据进行同步，实现监督反馈数据的联动更新。

在此基础上，神农架时空信息云平台建立了集合基础地理信息、规划信息、公众反馈信息“三位一体”的业务数据中心，并建立动态机制，通过应用服务接口与现有的系统进行业务数据交换。同时，为了实现规划成果的共享，还提供各部门规划信息的查询服务，并引入专家决策系统进行综合分析，发现规划冲突并及时给各部门传递信息，从而建立多规信息管理汇通机制，实现各部门在数据上的互联互通，深化信息技术在国土资源和城乡规划编制工作各个环节的应用。

2.3 公共服务体系建设

应对神农架地区的实际情况，在互联网环境中，利用众包技术搭建规管公共服务体系，综合利用众源地理信息技术、互联网技术、现代测绘技术实现地理信息资源的互联共享[10]。规管部门实时发布众包任务信息，并提供可视化的背景底图作为参考，公众上传的数据经审核后也将在底图中进行更新。互联网+众包模式的规管服务系统的构建还可利用泛在网络使规管业务深入基层，为公众监督提供有效的渠道[11]。系统提供已审批的土地规划方案、建设用地规划方案等的在线浏览服务，公众可以以此为依据对实际建设进行监督。如若发现违规行为，可立刻申请提交检测数据。经相关部门审批核查后，在系统及门户网站上对违规行为进行公示。

继规划数据的融合、众包数据的加入后，在云平台的服务层应用ArcGIS云管理系统及Skyline全景可视化系统。ArcGIS云管理系统充分整合了底层的基础设施资源，实现了多租户资源隔离和管理机制，同时，在其自服务系统中可以进行站点创建及策略配置，并进行数据服务发布及使用。经站点发送的数据服务，在全景可视化系统中结合矢量图层、DEM数据为用户呈现基于规划数据的二、三维场景，如图1、2所示；并在此基础上添加了动态图层，可实现在线标注；规划数据或相关社会经济发展数据中的隐含知识经分析挖掘后，也将以可视化的形式展现。

图1 神农架Skyline在线全景可视化系统（三维）

图2 神农架二维可视化系统

2.4 总体技术路线

神农架小城市（镇）规划建设和管理时空信息云平台以湖北省时空信息云平台框架为基础，集成众包规管系统、云套件以及Skyline全景可视化系统。在上述各子系统研发的基础上，进行应用整合和门户集成，将孤立的各子系统及业务数据中心以统一的数据标准和接口规范集成起来，形成一个协调的可相互通信的运行系统，并在用户权限、资源管理、安全管理、信息检索上开展协同整合，最终形成统一界面的一体化平台，通过门户系统实现对分散的信息源和应用系统的集中[12]。最终，构建了数据互通、业务互联、资源共享的一体化云服务平台，从数据采集存储、服务发布与管理、应用定制与使用，形成了一套新型的一体化按需服务的云服务流程，如图3所示。

图3 总体架构图

2.5 主要创新点

1）在示范区对象的选择上，选择了城、镇共存的最基层地理单元——小城镇组群，有利于研究城、镇协同规划管理应用示范，并与我国转变经济发展方式和调整产业结构的要求十分契合。

2）在多源、异构、不同时相的业务数据的处理上，利用数据格网、数据融合、多粒度并行计算等技术，完成了多规合一工作，实现了时空数据的实时管理和同步更新。

3）在新技术的应用创新方面，云计算、互联网和众包技术等前沿技术的应用借力远程智力和技术资源突破了小城镇信息化建设面临的经济、技术等方面的瓶颈，极大地提升了区域信息服务水平，提升了城镇规划管理效率。

3 结 语

在已有“数字神农架”、“湖北省时空信息云平台”的基础上，提出小城镇智慧规划与管理服务时空信息云平台的建设方案，重点解决了时空数据资源标准不一致、缺乏规划建设和管理服务集成的问题；创造性地利用互联网和众包技术加入了公众信息，低成本地获取数据信息，实现了小城镇的精细化管理和泛在化服务；并有效地集成了已有的信息服务系统，构建了开放、高效的一体化云平台运行框架。综合上述成果，在神农架林区开展示范，满足了各规划管理部门的建设、管理和共享需求，对小城镇时空信息云平台在全国范围内的推广起到了良好的示范作用。

[1]肖建华,彭清山,李海亭. 测绘4.0:互联网时代下的测绘地理信息[J].测绘通报,2015(7):1-4

[2]王俊.基于智慧城市时空信息云平台的广州智慧城乡规划实施研究[J].地理信息世界,2015,22(4): 23-27

[3]王蒙徽. 推动政府职能转变，实现城乡区域资源环境统筹发展:厦门市开展“多规合一”改革的思考与实践[J].城市规划,2015,39(6):9-13

[4]林立勇,邓仕虎,朱俊丰. 数字规划视角下时空信息云平台的建设模式及规划应用:以重庆市两江新区为例[J]. 规划师,2015(1):42-46

[5]湖北省统计局. 神农架林区新型城镇化建设情况探索与与研究 [EB/OL]. http://www.stats-hb.gov.cn/wzlm/tjbs/fztjbs/3490.htm, 2011-08-10/2016-02-03

[6]周丹.基于MapGIS多规合一信息系统建设的研究与设计[J].工程建设与设计,2016(16):179-180

[7]孙良俊,王慧琨.基于众包模式的智慧城市时空信息云平台建设研究[J].地理信息世界,2016,23(3): 91-96

[8]张艳军.基于云平台的重庆环境监察移动执法系统集成研究[J].环境科学与管理,2015(6):6-8

[9]袁源,王履华,王亚华,等. 基于“一张蓝图”的多规合一信息平台建设研究:以南京市为例[J].地理信息世界, 2017,24(1):18-24

[10]李林,李仕峰,梁星. 智慧城市时空信息云平台建设研究 [J].地理空间信息, 2016,14(12):1-7

[11]杨国才. 农业农村信息化云服务平台的设计与关键技术[D].重庆:西南大学,2012

P208

B

1672-4623（2017）12-0012-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.12.004

2017-10-13。

小城市(镇)组群智慧规划建设和综合管理技术集成与示范项目（2015BAJ05B00）；小城市(镇)组群智慧规划建设与管理服务时空信息云平台项目（2015BAJ05B01）；地理大数据挖掘与时空模式发现项目（2017YFB0503600）；地理大数据多元流协同计算项目（2017YFB0503604）；高可用高精度室内智能混合定位与室内GIS技术项目（2016YFB0502200）；面向大型复杂区域的室内混合智能定位系统项目（2016YFB0502204）。

佘凯琦，研究生，研究方向为时空统计与时空数据挖掘。