王曉艷，呂先進(jìn)

(臨沂市國土資源局測繪院，山東 臨沂 276000)

1 大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)的必要性

習(xí)近平總書記在十九大報(bào)告中提出“推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合”“建設(shè)數(shù)字中國、智慧社會”[1]。智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺是數(shù)字中國的一部分，也是基礎(chǔ)測繪轉(zhuǎn)型升級的重要任務(wù)，是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)。開展智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)，是切實(shí)貫徹習(xí)近平總書記重要指示精神的具體舉措。

當(dāng)下，社會治理正往精細(xì)化的方向發(fā)展，社會各界對測繪數(shù)據(jù)的需求越來越多樣、要求越來越高。國家機(jī)構(gòu)改革后，測繪工作成為自然資源部統(tǒng)一監(jiān)管工作的重要部分。而國土測繪院掌握的基礎(chǔ)測繪成果大都是秘密級、機(jī)密級的數(shù)據(jù)，不適宜向社會大眾開放。伴隨著測繪技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)新興技術(shù)的融合發(fā)展，無尺度地理要素?cái)?shù)據(jù)、地空一體化測繪、網(wǎng)絡(luò)信息抓取等測繪新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，信息化測繪體系的逐步形成，在臨沂建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的地理空間平臺，為市直各部門提供免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)支持，全面有效服務(wù)于各部門的網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè)，成為當(dāng)下迫切的任務(wù)。

智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)試點(diǎn)工作自2012年在我國啟動(dòng)以來，已經(jīng)在智慧城市建設(shè)領(lǐng)域和城市運(yùn)行管理中得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮了基礎(chǔ)支撐作用。例如武漢市社會管理與服務(wù)信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目初步整合了公安、民政、司法、人社、規(guī)劃、環(huán)保、城管、衛(wèi)生、計(jì)生、房管等21個(gè)部門信息資源，實(shí)現(xiàn)了全市社會管理要素的實(shí)時(shí)掌握，實(shí)現(xiàn)了智慧社會管理的階段性目標(biāo)，是智慧武漢建設(shè)的重要支撐；深圳市社會治理綜合服務(wù)平臺將全區(qū)事件劃分為12大類、255小類，實(shí)現(xiàn)了事件處置的“點(diǎn)對點(diǎn)、端對端”。區(qū)、街道及職能部門事項(xiàng)辦理互聯(lián)互通的協(xié)同辦公體系，實(shí)現(xiàn)了事件辦理的閉環(huán)反饋。事件采集上報(bào)、智能分撥平均每宗只需10s左右，智能分類準(zhǔn)確率達(dá)到80%以上①武漢大學(xué)，龔健雅，智慧城市的發(fā)展：從城市管理到社會治理，2019年。。

因此，集成現(xiàn)有的、多源的、異構(gòu)的、海量的測繪地理信息數(shù)據(jù)，對這些信息進(jìn)行共享與高效管理利用[2-4]，開發(fā)建設(shè)時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺，成為必要。

2 智慧城市典型結(jié)構(gòu)

綜合來看，盡管國內(nèi)已建的智慧城市在運(yùn)作方式、建設(shè)內(nèi)容體系和專題應(yīng)用等方面存在差異、各有特點(diǎn)，但其建設(shè)框架具有明顯共性。各地智慧城市建設(shè)的典型結(jié)構(gòu)(圖1)①臨沂市自然資源和規(guī)劃局，智慧臨沂時(shí)空信息云平臺建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目工作總結(jié)，2018年。，包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、計(jì)算存儲設(shè)施層、公共數(shù)據(jù)庫層、公共信息平臺層、智慧應(yīng)用層和用戶層，以及制度安全保障體系和政策標(biāo)準(zhǔn)保障體系。

圖1 智慧城市建設(shè)的典型結(jié)構(gòu)

(1)感知層是智慧城市運(yùn)行的主要數(shù)據(jù)來源。主要的感知手段有天上的衛(wèi)星、空中的飛機(jī)以及地上、地下的攝像頭等傳感設(shè)備。

(2)網(wǎng)絡(luò)層是智慧城市賴以存在的基礎(chǔ)，主要有電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)，以及在此基礎(chǔ)之上的物聯(lián)網(wǎng)等。

(3)計(jì)算存儲設(shè)施層包括計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源、安全設(shè)施等。在云計(jì)算技術(shù)支持下，將公共設(shè)施資源虛擬化處理，形成虛擬化資源池，將虛擬資源根據(jù)業(yè)務(wù)需要組裝成獨(dú)立運(yùn)行的服務(wù)對外提供，為智慧城市的建設(shè)提供完善的公共設(shè)施服務(wù)。

(4)公共數(shù)據(jù)庫層主要由公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、公共業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和公共服務(wù)數(shù)據(jù)組成。其中，公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫又包括人口數(shù)據(jù)庫、法人數(shù)據(jù)庫、宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫、地理空間數(shù)據(jù)庫及建筑物數(shù)據(jù)庫等五大類數(shù)據(jù)庫。

(5)公共信息平臺層是其他專題應(yīng)用的基礎(chǔ)性支撐平臺[5]。公共信息平臺對公共數(shù)據(jù)和應(yīng)用單位業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，為智慧應(yīng)用提供整合后的信息服務(wù)，提高應(yīng)用的服務(wù)水平和協(xié)同能力。

(6)制度安全保障體系和政策標(biāo)準(zhǔn)保障體系層是保障智慧城市順利建設(shè)以及穩(wěn)定安全運(yùn)行的系列技術(shù)規(guī)范，包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、管理應(yīng)用規(guī)范、安全保障規(guī)范等。

3 智慧臨沂時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)內(nèi)容

2013年8月，原國家測繪地理信息局批準(zhǔn)將“智慧臨沂時(shí)空信息云平臺建設(shè)”列入國家試點(diǎn)計(jì)劃。其中，時(shí)空信息云平臺是核心內(nèi)容之一[6]。按照總體目標(biāo)，智慧臨沂時(shí)空信息云平臺的建設(shè)內(nèi)容可以概括為“1+15+N”的整體架構(gòu)。即一個(gè)統(tǒng)一的智慧城市運(yùn)行中心、15個(gè)先行建設(shè)的典型智慧工程、N個(gè)智慧推廣應(yīng)用[7]。其中，“1”包含一個(gè)云環(huán)境、一個(gè)數(shù)據(jù)中心、一個(gè)服務(wù)平臺。

3.1 時(shí)空大數(shù)據(jù)內(nèi)容

時(shí)空基準(zhǔn)是時(shí)空大數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間維度上的基本依據(jù)[6]。時(shí)間基準(zhǔn)中的日期采用公歷紀(jì)元，時(shí)間采用北京時(shí)間，空間定位基礎(chǔ)采用2000國家大地坐標(biāo)系和1985國家高程基準(zhǔn)。

原臨沂市國土資源局測繪院采購了國土空間數(shù)據(jù)CGCS2000坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件，于2018年5月完成了市級自然資源主管部門所屬存量數(shù)據(jù)的2000國家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換工作。

時(shí)空大數(shù)據(jù)包括時(shí)序化的基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)和本地特色擴(kuò)展數(shù)據(jù)。經(jīng)過必要的格式統(tǒng)一、空間化處理，注入時(shí)間、空間和屬性后，這些數(shù)據(jù)共同構(gòu)成了智慧城市建設(shè)所需的室內(nèi)外、地上下、虛實(shí)一體的、開放的、鮮活的時(shí)空數(shù)據(jù)資源。

智慧臨沂時(shí)空大數(shù)據(jù)中心現(xiàn)已包含10大類數(shù)據(jù)類型、326個(gè)在線服務(wù)圖層、46大類專題數(shù)據(jù)和8大類實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)，共涉及27個(gè)部門超過60TB數(shù)據(jù)(表1)[8]。

為了統(tǒng)一匯聚、存儲及整理這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以提供最大限度的數(shù)據(jù)共享服務(wù)。基于整理后的時(shí)空數(shù)據(jù)資源，利用時(shí)空大數(shù)據(jù)分布式管理系統(tǒng)，搭建橫跨政務(wù)外網(wǎng)、政務(wù)專網(wǎng)、國土網(wǎng)的臨沂市大數(shù)據(jù)中心。該中心包含基礎(chǔ)地理信息庫、公共專題庫、實(shí)時(shí)感知庫、大數(shù)據(jù)分析成果庫和流數(shù)據(jù)分析成果庫等(圖2)[8]，實(shí)現(xiàn)了多類型、多時(shí)態(tài)、多領(lǐng)域時(shí)空數(shù)據(jù)的一體化管理[9-10]。

表1 大數(shù)據(jù)匯聚統(tǒng)計(jì)

圖2 智慧臨沂時(shí)空大數(shù)據(jù)中心

3.2 云平臺構(gòu)建

智慧城市=數(shù)字城市+物聯(lián)網(wǎng)+云計(jì)算[11]。時(shí)空信息云平臺是數(shù)字地理空間框架在智慧城市階段的延續(xù)與發(fā)展[12]。平臺在信息內(nèi)容、平臺功能和應(yīng)用效能等方面較數(shù)字地理空間框架均有新增或擴(kuò)充。

云平臺是實(shí)時(shí)匯集城市各種時(shí)空信息而形成的感知更透徹、互聯(lián)更廣泛、決策更智能、服務(wù)更靈性和更加安全可靠的地理信息服務(wù)平臺[13]，為應(yīng)用環(huán)境按需提供綜合服務(wù)。

項(xiàng)目依托完善后的時(shí)空信息大數(shù)據(jù)中心，通過信息提取、實(shí)體加工、地理編碼、整合重組等處理，在已建成的數(shù)字臨沂空間框架基礎(chǔ)上，研發(fā)了智慧臨沂時(shí)空信息云平臺[14]。平臺可提供時(shí)空地圖、資源中心、智能裝配、服務(wù)接口、示范應(yīng)用、市縣一體化、數(shù)據(jù)采集、地址匹配和運(yùn)維管理等多種服務(wù)(圖3)。應(yīng)用部門通過政務(wù)網(wǎng)可以共享、調(diào)用各種基礎(chǔ)地理信息以及專題信息。

圖3 智慧臨沂通用化平臺

3.3 云支撐環(huán)境搭建

云計(jì)算環(huán)境，包括基礎(chǔ)設(shè)施、分布式存儲、操作系統(tǒng)等。智慧臨沂依托臨沂市政府云計(jì)算中心，對地理信息私有云計(jì)算環(huán)境進(jìn)行了適當(dāng)擴(kuò)容和改造。在政務(wù)云、地理信息私有云環(huán)境部署了時(shí)空大數(shù)據(jù)、政務(wù)版時(shí)空信息云平臺和天地圖·臨沂。通過堡壘機(jī)、網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)系統(tǒng)、密碼保護(hù)等技術(shù)手段確保了數(shù)據(jù)的安全[15]。

同時(shí)，結(jié)合智慧臨沂建設(shè)的實(shí)際需求，編寫《智慧臨沂時(shí)空大數(shù)據(jù)建庫規(guī)程(評審稿)》、《臨沂市地名地址數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等多個(gè)地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。面向建設(shè)需求，建立了市縣一體推進(jìn)機(jī)制、共建共享機(jī)制、推廣應(yīng)用機(jī)制、經(jīng)費(fèi)保障機(jī)制、產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新機(jī)制和持續(xù)優(yōu)化完善機(jī)制，全面保障建設(shè)的長效服務(wù)。

3.4 智慧應(yīng)用

應(yīng)用是智慧城市的重要功能，即智能化管理功能的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)[16]。結(jié)合臨沂市發(fā)展需要以及城市信息化的總體要求，基于智慧臨沂時(shí)空信息云平臺提供的空間信息與專題信息資源，選擇具有一定基礎(chǔ)，并且對實(shí)時(shí)性、移動(dòng)性、自主性和智能性有迫切需求的部門開展應(yīng)用示范[17]。根據(jù)前期調(diào)研情況，選取了商城、國土、水利、環(huán)保、交通和城管等6個(gè)部門或行業(yè)搭建應(yīng)用示范系統(tǒng)。并在此基礎(chǔ)上推廣搭建共計(jì)67項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)，服務(wù)于全市28個(gè)部門和單位，全面深化智慧臨沂時(shí)空大數(shù)據(jù)和云平臺為政府部門、企業(yè)單位和社會大眾的服務(wù)。

3.4.1 應(yīng)用情況

智慧國土以智慧臨沂時(shí)空信息云平臺提供的時(shí)空地理信息數(shù)據(jù)為支撐，將自然資源管理信息系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)等聯(lián)合起來，通過整合“一張圖”中的建設(shè)用地審批、土地供應(yīng)、土地開發(fā)整理等數(shù)據(jù)[18]，實(shí)現(xiàn)了國土一張圖的綜合監(jiān)管。同時(shí)，原羅莊區(qū)國土局依托云平臺開發(fā)了羅莊區(qū)土地利用一體化平臺，通過匯總國土、規(guī)劃、交通、環(huán)保等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，建立起可依分塊分片區(qū)等方式測算拆遷征地等成本、土地開發(fā)潛力、改造效益等的建設(shè)用地節(jié)約集約評價(jià)系統(tǒng)，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供直觀的數(shù)據(jù)支撐(圖4)。

圖4 智慧國土

智慧環(huán)保地理信息系統(tǒng)依托智慧臨沂時(shí)空信息云平臺提供的豐富地理信息數(shù)據(jù)資源，將環(huán)境及污染源等基礎(chǔ)信息進(jìn)行空間化處理，從而對廢水、廢氣、河流斷面、環(huán)境空氣等要素圖層進(jìn)行有效管理[19]。在環(huán)境應(yīng)急指揮方面，利用污染物擴(kuò)散模擬功能及排污企業(yè)三維場景，快速預(yù)測污染擴(kuò)散范圍，快速定位排污口，實(shí)現(xiàn)快速溯源，及時(shí)決策指揮，實(shí)現(xiàn)人員、物資快速現(xiàn)場處置。充分利用事故水池、總排口閘門、節(jié)制閘、橡膠壩、人工濕地等進(jìn)行層層截蓄處理，確保不讓一滴超標(biāo)廢水出境，真正實(shí)現(xiàn)快速定位、精準(zhǔn)分析、迅速處置，防止企業(yè)數(shù)據(jù)造假，杜絕環(huán)境管理過程中的漏洞(圖5)。

圖5 智慧環(huán)保

智慧商城物流通過在物流平臺上綜合集成智慧臨沂時(shí)空信息云平臺中的遙感影像、地形數(shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)等資源，為用戶提供位置信息、貨運(yùn)路線等服務(wù)、帶托運(yùn)輸服務(wù)和產(chǎn)品追溯等服務(wù)。并對10萬批發(fā)商戶近5年的交易數(shù)據(jù)進(jìn)行知識挖掘，為物流市場的發(fā)展部署提供決策支持(圖6)。

圖6 智慧商城

3.4.2 經(jīng)濟(jì)效益

智慧臨沂時(shí)空信息云平臺是智慧臨沂重要的空間支撐基礎(chǔ)設(shè)施，主要在政務(wù)內(nèi)網(wǎng)為市直各部門提供免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)支持，有效全面服務(wù)于各部門的網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè)，是市政府的重要社會公益類項(xiàng)目。該平臺提供的矢量地圖服務(wù)、影像地圖服務(wù)、三維地圖服務(wù)、街景地圖服務(wù)等空間數(shù)據(jù)服務(wù)使各部門在地圖上免除重復(fù)投入，現(xiàn)已建成基于地圖服務(wù)的部門應(yīng)用70余個(gè)，為政府信息化建設(shè)投入節(jié)省近億元。

3.4.3 社會效益

(1)按需建設(shè)，為民惠民。按照走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮(zhèn)化道路的總體要求，積極發(fā)展民生服務(wù)智慧應(yīng)用，有效提高了城市綜合承載能力和居民幸福感。云平臺的建設(shè)在社會公眾最關(guān)心的領(lǐng)域，提供了廣覆蓋、多層次、差異化、高質(zhì)量的公共服務(wù)[20]，最大限度地滿足居民的物質(zhì)和精神文化生活需求，讓公眾切實(shí)感受到信息化帶來的便利。

(2)發(fā)揮影響，推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。云平臺的建設(shè)推動(dòng)了各部門共享的專題信息資源的整合，加大了時(shí)空大數(shù)據(jù)共享和云平臺推廣應(yīng)用的力度，同步推進(jìn)了時(shí)空大數(shù)據(jù)的共享與政務(wù)信息整合。通過主動(dòng)對接需求，深入開展供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，將應(yīng)用重點(diǎn)放在輔助政府決策，提升政務(wù)效能，促進(jìn)資源共享，服務(wù)改善民生等方面，充分發(fā)揮了財(cái)政投資的最大效益。

(3)提升人才隊(duì)伍素質(zhì)，推動(dòng)科技創(chuàng)新。通過政企深入合作，打造了本地化技術(shù)支撐隊(duì)伍，全程深度參與試點(diǎn)建設(shè)。充分發(fā)揮臨沂市國土資源局測繪院的技術(shù)優(yōu)勢，先后引進(jìn)了測繪、地理信息等專業(yè)博士、碩士等人才12名，構(gòu)建地理信息動(dòng)態(tài)化更新系統(tǒng)，形成了一支能勝任智慧城市建設(shè)和推廣應(yīng)用的本地化技術(shù)隊(duì)伍。

4 結(jié)語

智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)是數(shù)字中國時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫的必要條件。國內(nèi)外先進(jìn)的框架結(jié)構(gòu)、頂層的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和規(guī)劃為智慧臨沂時(shí)空信息云平臺的建設(shè)提供了重要保障。

(1)研制開發(fā)了時(shí)空信息云平臺，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一服務(wù)認(rèn)證、管理和服務(wù)，包括通用平臺、個(gè)性化平臺，空間規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測專業(yè)平臺，為智慧臨沂提供了有力的時(shí)空大數(shù)據(jù)支撐。實(shí)現(xiàn)了臨沂市域內(nèi)地理信息資源的最大共享和充分應(yīng)用，提高了測繪地理信息資源使用率，降低了臨沂市各部門、各行業(yè)獲取地理信息數(shù)據(jù)的難度，滿足了政府部門、企事業(yè)單位和公眾對地理信息及其服務(wù)的需求。

(2)基于時(shí)空大數(shù)據(jù)與云平臺，依托智能感知、移動(dòng)互聯(lián)和云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，面向臨沂本地特色和部門需求，搭建了智慧國土、智慧商城物流、智慧交通、智慧水利、智慧城管、智慧環(huán)保等6項(xiàng)示范應(yīng)用，推廣了智慧電梯、雪亮工程、公安警務(wù)、大美臨沂等多項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)，服務(wù)于多個(gè)部門和單位。為臨沂市優(yōu)政、惠民、興業(yè)提供全方位時(shí)空信息服務(wù)，效果顯著。對建設(shè)政府信息化，促進(jìn)政府職能的轉(zhuǎn)變、節(jié)約行政成本、提高行政效率、增加政府管理服務(wù)的公平公正及透明度、提高反腐倡廉的能力起到積極的作用。

(3)在數(shù)據(jù)的快速傳輸、數(shù)據(jù)保密、數(shù)據(jù)更新等方面，存在急需解決的難題。一是平臺數(shù)據(jù)難以達(dá)到實(shí)時(shí)更新。當(dāng)前基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具有時(shí)間節(jié)點(diǎn)屬性，對于數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性要求較高的應(yīng)用難以提供快速的更新。雖然可以快速獲取影像，但在衛(wèi)星影像快速處理、快速更新等方面還存在技術(shù)難題。二是時(shí)空大數(shù)據(jù)挖掘不深入。大數(shù)據(jù)挖掘是對政府提供決策支持的基礎(chǔ)，當(dāng)前僅僅是2種要素之間的挖掘分析，在多源、多要素?cái)?shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)方面需要進(jìn)一步研究。三是推廣應(yīng)用難。市政府出臺了云平臺推廣應(yīng)用通知，但各部門在應(yīng)用上還有自身的考慮，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面共享，在共享技術(shù)支持上需要進(jìn)一步深入研究，解決部門顧慮。

下一步將對平臺進(jìn)行進(jìn)一步的修改、完善和深化，進(jìn)一步豐富更新數(shù)據(jù)內(nèi)容，進(jìn)一步加大平臺的推廣應(yīng)用力度，重點(diǎn)在應(yīng)用上下實(shí)勁。在多規(guī)合一、電梯智能監(jiān)控、消防應(yīng)急指揮、公安維穩(wěn)防恐等方面尋求突破，進(jìn)一步總結(jié)提煉建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，為智慧臨沂建設(shè)和實(shí)施新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換戰(zhàn)略做出新的更大的貢獻(xiàn)。