面向政务大数据的智慧街道时空信息云平台的研究与建设

周 醉，殷丽丽，张 蒙

(1.苏州市测绘院有限责任公司，江苏 苏州 215006;2.吴江区自然资源和规划局，江苏 苏州 215200)

0 引 言

随着物联网、大数据、云计算等新一轮信息技术变革地开展，城市信息化进程到了一个新的高度。美国、瑞典、法国、英国、新加坡等许多国家早已启动了智慧城市的建设。我国也开展了一系列智慧化建设工作，如“数字福建”“智慧武汉”建设、“北京东城区”“山西长治”“山东诸城”的网格化建设，上述实践为我国信息化建设积累了大量的经验，并形成了相应的规范标准及规划纲要。如国家测绘地理信息管理部门在“智慧城市时空信息云平台建设技术大纲”中明确指出：“测绘地理信息应统筹城市地理空间及建(构)筑物数据库等资源，加快智慧城市公共信息凭条和应用体系建设”[1]。苏州市政府在《苏州市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中也提出：“大力推进智慧城市建设……提升城市运行效率和管理服务水平”。

但随着管理理念、管理要求的迭代更新，在信息化管理工作中不可避免的仍存在一些问题有待研究突破，如采集的政务大数据多以表格数据、文字数据居多，与地理信息数据融合较少；各部门条线数据较多，数据收集、管理、更新模式各异，数据交换缺乏统一的体系，容易形成“信息孤岛”。因此如何利用测绘地理信息技术优势，为智慧城市建设提供完善的时空信息大数据服务，提供可靠的地理信息技术保障，已经成为迫切需要解决的问题。

1 建设背景

苏州市姑苏区葑门片区双塔街道辖区面积7.96 km2，常驻居民90 000余人，下设21个社区居委会，是苏州市的教育、文化、科学、旅游中心区，也是苏州市历史最为悠久、人文积淀最为丰富的中心区域之一。2013年，街道立足实际，以居民个性化需求、政务高效管理为导向，积极开展了社会管理综合信息化建设。通过动员社区干部深入居民逐户调查，建立起辖区90 000余条人口信息，30 000余条住户信息，3 000余幢建筑物信息，5 000余个企事业单位信息，400余个监控摄像头信息，收集属性字段超过550个，形成了9大类49小类街道级政务大数据。为了进一步提升管理的效率和质量，2017年街道引入了地理信息时空大数据技术，开展了“子城在线”社会综合服务平台建设。为街道科学管理提供了地理信息技术保障，有效地提升了街道全方位的管理水平。本文通过对该项目建设成果的分析，研究了街道政务大数据特点，总结了街道级时空信息云平台建设的经验和关键技术，为苏州市同类街道级项目开展提供借鉴。

2 总体思路

(1)根据《智慧城市智慧社区规划导则》《基础地理信息数据库基本规定》等规范的要求制定了《“智慧子城”数据规定与采集要求》《“智慧子城”数据交换服务规程》等一整套规范标准，规范了街道政务大数据的采集、质量控制、安全管理、数据交换等环节。

(2)确定了以SQL Server + ArcGIS空间数据库技术为核心，建设了街道地理信息一张图，并通过地理编码处理，对49类政务数据进行了多源、多时相数据融合，形成地理信息数据库、政务数据库、元数据库。

(3)根据国家测绘地理信息管理部门发布的智慧城市时空信息云平台建设的指导性意见，结合街道已有的信息系统及街道政务大数据的特点，制定了MVC三层架构模式，设计了智慧街道时空信息云平台建设的总体框架(图1)，并按照“按需定制、智能装配、服务打包”的理念，研发了时空信息云平台基础框架，实现了快速搭建各种业务专题应用的服务模式，并采用WebService技术实现了数据交互共享。

图1 智慧子城时空信息云平台总体框架

(4)开展了支撑环境建设，在充分利用街道现有的软硬件、网络资源的前提下，打通街道视频网、政务网，引入电信天翼云服务，实现时空信息云平台PC端与移动端的实时在线联动办公。

3 主要建设内容

3.1 时空政务大数据库建设

时空政务大数据库建设主要包括地理信息数据库和业务数据库建设。地理信息数据库建设主要包含了多时态高精度地图数据、高分辨率影像数据、全景数据(360°街景和720°空景)等3类数据；业务数据库主要指用于政务管理、社会公共资源管理的输入和输出的数据，主要包括了网格化管理类、人户管理类、党建管理类、城管类、城建类、古城保护类、民生类、资产管理类、内务管理类等9大类数据。数据库建设主要内容包括图形数据和属性数据的建设，过程中我们对以下3个关键问题进行了统一。

3.1.1 统一数学基础

由于各类政务数据来源不一，为了便于以“一张图”的形式打造时空信息云平台及业务系统，数据库平面坐标系统采用2000国家大地坐标系，高程基准采用1985国家高程基准。通过数据坐标转换，为众源数据提供了统一的数学基础。

3.1.2 数据分级分类、统一进度指标

街道政务大数据种类繁多，数据来源各异，如高精度地图数据精度可达到±25 cm，使用手机GNSS定位采集的一些商户，精度一般为15.0 m～20.0 m。因此，确定各类数据的空间位置精度指标是规范化数据生产的前提。制定了《“智慧子城”数据规定与采集要求》，对于与建筑物、交通、水系、绿化、行政区划等有明显分界线的地理信息类数据，按照规范要求精度不大于实地0.5 m；对无明显定位范围的专题数据，通过分析利用街道已有资料和指定位置采集，确定其位置，精度一般不大于实地15.0 m。

3.1.3 制定属性精度指标

属性包括数据的标识符、名称、定义、类型、值域、单位等，根据各类政务数据属性的实际情况，制定了《“智慧子城”街道字典》，明确了2张通用基础类元素字典，29张具体的业务数据的元素字典表，进一步保障了政务数据的属性质量。

3.2 核心业务应用系统建设

双塔街道的具体业务需求十分广泛，按照“按需定制、智能装配、服务打包”的理念，以直观表达的全覆盖、多时相的地理信息数据为核心，完成了时空信息云平台建设。然后面向街道范在应用环境，按需提供地理信息、感知定位、功能软件和开发接口等各类基础设施服务(IAAS)、数据服务(DASS)和平台服务(PASS)。主要完成了8个PC端子系统和9个移动端子系统建设。以网格化综治执法系统，人户管理系统为例，介绍系统的建设的主要内容。

3.2.1 网格化综治执法系统

主要采用了“片区网格+社区网格+责任微网格”的三级网格管理模式，以时空信息云平台一张图为核心，快速装配平台中的地图、地理编码，权限控制等模块，将辖区范围划分为“6+21+123”个管理单元(图2),片区网格设置联勤工作站，负责协调监督各网格站开展工作，并配备了网格长、网格员、督查员、联络员、巡查员以及信息员的“一长五员”管理团队，对责任网格中的城市管理、市场监管、安全生产、环保管理等执法内容进行图形化、亮灯式事件跟踪式管理。同时系统还采用了移动APP+天翼云存储的开发模式，实现了现场办公，向解决多头管理、重复执法、提升城市街道综合管理水平方向迈进了一大步。

图2 三级网格管理模式

3.2.2 人户管理系统

人户管理是街道日常管理的重要工作之一，街道管理者需实时掌握辖区内的小区、住宅、建筑物、住户、人口、日常走访等各类信息，传统模式一般是通过表格化进行管理、查询相关资料。本系统采用了地理编码技术，按需配置了时空信息云平台中的属性特征匹配服务，人口数据位置化等服务，将建筑物信息、人户信息、日常走访信息实现了图形化管理，如图3所示。让管理者通过点击图上某个建筑，能够直接获取该建筑物中有哪些住户、哪些人员，还能随时查阅社工何时、何原因到访过该住户，大大提高了为民服务的效率和精确度。

图3 住户门牌、户人员查询示意图

3.3 数据共享、更新机制建设

建立数据共享、数据更新机制是双塔街道智慧时空信息云平台建设的又一项重要任务。系统建设中，研究编制了《“智慧子城”数据更新与维护技术规程》和《“智慧子城”数据交换服务规程》，规程根据数据类型不同，制定了不同的数据汇总和更新的方法步骤、周期、责任部门以及数据交换的接口、URL说明、请求参数说明等机制，为时空政务大数据库保鲜提供了切实可行的制度保障和技术支撑。

4 关键技术

4.1 基于ArcSDE+SQLServer的数据版本控制机制

采用关系数据库，在解决空间数据存储的同时，也带来新的问题。其中之一就是需解决多用户并发状态下对空间信息的编辑控制策略[2]。研究采用了较为成熟的ArcSDE的版本控制方法，该方法利用 ArcSDE 提供的“长事务处理”控制能力，多个用户可以同时编辑一个图形数据库，甚至同一个空间要素[3],较好地解决了街道多用户操作多源时空政务大数据的问题。

4.2 基于移动测量的高分辨率全景展示技术

研究引入了iScan移动测量车和八旋翼无人机，采用了ArcGIS+Krpano+Html5的三维全景浏览技术，在时空信息云平台中嵌入了360°街景和720°空中全景数据，利用其高质量的图像渲染功能实现了亿级像素的全景展示，较好地为综合执法队员对沿街商户广告牌，重点区域屋顶违章搭建等事件和物件的监控，提供了技术支持。

4.3 “一点一景”数据更新模式

提出了“一点一景”数据更新模式，该模式采用了前端JAVA+HTML5+ArcGIS API for Android &后端ArcGIS SDE + SQL Server的技术方法，将实地的物件或事件，通过社区管理人员的移动设备实时上传相关的信息、图片、语音至云端，保证了政务大数据库的时效性。该方式充分利用数量众多的城市网格员和社区管理人员的力量，进行快速的、动态的数据采集、更新或信息反馈，保证了数据采集的效率和及时性。

4.4 基于TDE+AES的数据存储及传输的保密技术

政务大数据库中包含了人户、建筑物等街道日常管理的敏感数据，这些重要数据的存储、传输，防窃取、防篡改等一系列问题十分重要。通过研究，在数据库存储中引入了较为成熟的透明数据加密技术(TDE)。该技术实现了在I/O层面进行了数据加密，有效地保护了数据库文件mdf、ndf，日志文件ldf以及备份文件的保密性[4]，确保了数据库文件在被非法盗用情况下数据安全。在数据传输的过程中，研究采用了AES加密，有效地提高了系统在请求、传输过程中，敏感数据的安全性。

5 结 语

本文以双塔街道“子城在线”社会综合服务平台建设为例，研究了政务大数据库建设的方法，研究了街道级时空信息云平台建设的总体思路，街道主要应用系统的建设内容，并探讨了其中的关键技术。本文的研究成果是对“智慧城市”街道级时空大数据集成与应用的一次探索和实践。在双塔街道今后的智慧化建设中，将进一步深化新时代下地理信息的全方位服务功能，并依托物联网，用大数据的力量，提供全方位智慧化服务。