智慧城市时空信息应用

文｜王丹

智慧城市是以信息化创新引领城市发展转型，全面推进新一代信息通信技术与城市发展融合创新、提高城市治理能力现代化水平，实现城市可持续发展的新途径、新模式、新形态。建设智慧城市不仅是党和国家的倡导与支持，更是城市发展的需要与必然。智慧城市服务于城市规划建设管理，服务于大众生活和企业发展，助力城市让生活更美好。从技术层面讲，建设智慧城市需要运用物联网、云计算、大数据、移动通信、位置服务等新一代信息技术，需要构建各类信息基础设施，需要建立各种信息系统，当然也需要获取和应用时空信息。

时空信息及其特征

任何实体目标或事件都具有空间、时间和专题三大特征。其中，空间特征反映的是目标或事件的地理位置、几何特征（形状大小等）和空间关系，时间特征反映的是目标或事件随时间变化的状况，专题特征则是反映目标或事件的类型及自然或社会属性等。时空信息就是描述目标或事件三大特征的信息。

任何实体目标在某一时点都位于某一地点，任何事件都是在某一时点发生于某一地点，因此描述实体目标或事件的信息都具有时空特征，只是不同场景下其特征强弱不同而已。

在“时空信息”一词较多使用前，广泛使用的是“地理信息”一词。地理信息（也称地理空间信息）指的是与地球上位置直接或间接相关的现象的信息。曾有文献指出，地球上80%以上的信息都是地理信息。

智慧城市建设与运行特别需要鲜活的数据。除传统的地理信息数据外，各种动态感知数据、管理服务业务数据以及来自互联网的其他数据占据核心地位，这些数据大多也与地理位置和时间有关，并呈大数据特征，即数据量大、变化速度快、形式多样等，利用这些数据可以析取各种有价值的信息。这些数据时空特征特别是时间特征明显，为区别于传统的地理信息，时空信息一词目前被更多地使用。应该说，时空信息与地理信息本质上是一致的，当使用时空信息一词时，意味着更关注目标的时间特征及空间特征。

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智慧城市时空大数据平台建设

智慧城市时空大数据平台（时空信息云平台）作为智慧城市的重要组成，既是智慧城市不可或缺的、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，为其他信息提供时空基础，实现基于统一时空基础下的集成融合和应用。

自然资源部和原国家测绘地理信息局积极推进智慧城市时空信息云平台建设。2015年，原国家测绘地理信息局组织制定了《智慧城市时空信息云平台建设技术大纲》（2015版），2017年又修订发布了《智慧城市时空大数据与云平台建设技术大纲》（2017版），两版大纲为智慧城市时空基础设施建设提供了基本技术依据，起到了很好的作用。2019年1月，自然资源部进一步修订发布了新一版《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲（2019版）》，并要求加快推进智慧城市时空大数据平台的建设工作。

2015年以来，一批城市先后被列为国家或地方时空信息云平台建设试点。2017年10月和11月，智慧武汉时空信息云平台、智慧重庆时空信息云平台先后建成并通过原国家测绘地理信息局验收。智慧武汉时空信息云平台以时空信息为载体，整合了城市人口、法人、房屋等基础信息8500项2.5亿条，成为全市统一的时空大数据中心，在城市规划、国土资源管理、社会管理创新、智慧税务、智慧水务、网上群众服务、智慧城管、应急指挥及公众服务等领域得到应用，成为全国首个通过验收的试点项目。智慧重庆时空信息云平台项目建成了标准规范体系、时空信息数据库、时空信息云平台和支撑体系，在决策支持、地理设计、交通、市场监管和公众服务等领域开展应用示范，成为全市信息化建设的重要时空基础设施和社会公共信息资源共享交换平台，项目成果目前已应用于80多个市级部门或单位。除武汉、重庆外，老河口、潍坊、临沂、聊城、淄博等城市的智慧城市时空信息云平台建设国家试点项目也先后通过了验收。目前，还有一批城市正在积极开展时空大数据平台的建设与应用。

与此同时，时空信息应用标准化工作也在加紧推进。目前已发布实施了两项国家标准《智慧城市时空基础设施 基本规定》（GB/T 35776-2017）和《智慧城市时空基础设施 评价指标体系》（GB/T 35775-2017）。 其 中，GB/T 35776-2017对智慧城市时空基准、时空大数据、时空信息云平台及支撑环境等提出了基本要求；GB/T 35775-2017规定了智慧城市时空基础设施的评价体系框架、评价指标及评价方法，其中评价指标分两级，一级指标有信息资源、管理服务、云计算环境、信息安全、机制保障、应用效果和创新特色等7个，二级指标共有41个。此外，《地理时空信息大数据技术规范》《地理时空信息云平台技术规范》《地理时空信息云平台评价指标体系》和《地理时空信息云平台运行维护规范》等与时空信息应用密切相关的国家标准已列入计划并正在编制中。随着这些标准的编制及发布实施，时空信息应用基本标准体系将初步形成，将进一步提升时空信息应用的标准化规范化水平。

时空信息应用需解决的突出问题

城市管理、交通运输、公共安全、生活服务、应急救援、自然资源、生态环境、灾害防控、传染病防治等都是智慧城市时空信息的主要应用领域。不同的应用对数据的时态性要求不同，有些需要实时数据，有些需要准实时数据，也有些则可使用时态性稍差的数据。智慧城市除为政务管理、公共服务等提供支撑外，更应面向大众为大众所用。服务大众、让大众受益是智慧城市的本质要求，时空信息应用必须适应这些要求。这也应该是智慧城市时空大数据平台建设的重要任务和时空信息应用的根本目地。

时空信息应用的核心是数据，包括传统的基础与专题地理信息数据以及来自于各类传感器的感知数据、来自于城市运行管理服务活动的业务数据和来自于互联网的其他数据。时空信息应用主要包括时空数据的收集、汇聚、存储、分发和使用等环节，涉及政策、标准、技术与设施等诸多要素。其中制约时空信息应用的突出问题可以归结为数据收集与汇聚、数据开放、信息安全与隐私保护三个方面，这三方面相互作用、相互依存。

数据收集与汇聚。通过设置传感器来获取城市各种实时感知数据，已成为目前智慧城市建设的一项基础性普遍性工作。在许多城市，不同区域、不同类型的传感器经常由不同的部门或单位布设，数据也由其分别管控。同时，城市日常运行管理服务活动繁杂，各部门或单位分别建立其信息系统，业务数据结构形式多样，并由不同部门或单位管控。要发挥智慧城市时空数据的作用，应该做好两方面工作：其一，对传感器布设和信息系统建设要进行统一的规划设计；其二，对各种传感器和信息系统获取的时空数据要进行即时全面的汇聚。

数据开放。数据开放是指数据可被授权用户所使用，是数据分发和应用的基本保障。智慧城市时空数据源自政府部门、企事业单位或个人，也应为政府部门、企事业单位或个人所使用。政府部门和提供公共服务的企事业单位，应该按照数据开放政策向授权用户开放其拥有的时空数据。其他组织和个人也应依据数据开放政策开放可共享的时空数据。数据开放特别是与大众生活、企业发展有关的高动态数据的即时开放，依然是智慧城市建设中的难题，制约着智慧城市的运行实效，亟需从政策法规及实施层面去突破。

信息安全与隐私保护。信息安全与隐私保护是时空数据收集、汇聚、开放以及应用的前提条件。时空数据蕴含目标或事件的各种信息，特别是部分数据涉及国家秘密、商业秘密或个人隐私。要使这些数据发挥其价值并得到广泛应用，需要从政策法规、技术手段等层面做好信息安全与隐私保护工作。此外，时空数据的知识产权和所有权问题也需要有相应的保护措施。

上述三方面问题是智慧城市时空信息应用中应该解决的基础性全局性问题，需要由政府主导制定可行的政策措施，并建立有效的实施机制。

智慧城市建设作为一项复杂系统工程，需要做好总体规划、科学设计、周密实施和有效运维。时空信息应用无疑是智慧城市建设及运行的核心内容之一，时空信息应用也将成为智慧城市真正能发挥增量效应的关键所在。