文｜濰坊市自然資源和規(guī)劃局 劉曉婧 王毅 李安亭 房德海 劉乾忠

1.課題背景

2015年6月濰坊市被自然資源部（原國家測繪地理信息局）批準(zhǔn)為“智慧城市時空信息云平臺”建設(shè)試點城市之一，2017年11月3日成為全國首個通過驗收的地級市試點，基本滿足了城市運行、管理與服務(wù)的自動化、智能化需求。隨著推廣應(yīng)用深度不斷加深和應(yīng)用需求不斷旺盛，在解決了省市縣一體化地理信息框架數(shù)據(jù)更新后，平臺專題數(shù)據(jù)更新問題浮出水面，適逢全市推廣應(yīng)用政務(wù)資源信息共享交換平臺，如何基于地理信息推進(jìn)政務(wù)資源共享以及保障重要地理信息數(shù)據(jù)安全成為擺在研究人員面前的重要課題之一。

2.課題內(nèi)容

課題啟動后，總體分兩步進(jìn)行，智慧濰坊時空信息云平臺建設(shè)國家試點項目視為平臺建設(shè)一期，2020年濰坊成功申報“測繪自主可控專項”項目市級時空信息綜合服務(wù)重要場景的應(yīng)用試點之一，為平臺建設(shè)兩期。在平臺建設(shè)和推廣應(yīng)用實踐中，濰坊就政務(wù)資源共享方面開展了大量工作，兩期側(cè)重點有所不同，但能繼承性迭代升級，有效融合集成為一體。

2.1 政務(wù)專題數(shù)據(jù)收集

在平臺建設(shè)一期階段，主要集中在政務(wù)專題數(shù)據(jù)的融合匯聚，重點集中在匯聚內(nèi)容、匯聚方式和挖掘分析等方面。

圖1 時空大數(shù)據(jù)建設(shè)總體框架

匯聚內(nèi)容方面，結(jié)合本地實際情況，在2019 版技術(shù)大綱的基礎(chǔ)上有針對性地編寫形成《濰坊市法人時空數(shù)據(jù)庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》和《濰坊市地名地址數(shù)據(jù)建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等多個地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為后續(xù)智慧濰坊時空大數(shù)據(jù)的持續(xù)建設(shè)和完善提供標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)參考。

匯聚方式方面，通過濰坊市大數(shù)據(jù)局協(xié)調(diào)，分建共享法人、人口、宏觀經(jīng)濟(jì)三類覆蓋全市的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)資源，并依托濰坊市電子政務(wù)共享交換平臺協(xié)調(diào)了公安、民政、自然資源、城管、銀行、衛(wèi)計委、教育、旅游、公交、公共自行車、統(tǒng)計等部門，形成了43 個專題數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的不同特性分別進(jìn)行了相應(yīng)的空間化處理。

2.1.1 時空法人數(shù)據(jù)

從市質(zhì)監(jiān)局獲取到19.6 萬的法人組織機(jī)構(gòu)代碼數(shù)據(jù)、從市工商局獲取到 22.9 萬條工商登記數(shù)據(jù)、從民政局獲取到277 條社團(tuán)法人數(shù)據(jù)、從社保局獲取到4 萬條社保企業(yè)法人數(shù)據(jù)，均以excel 表格形式提供共享。我們根據(jù)《濰坊市法人時空數(shù)據(jù)庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》將不同來源的法人數(shù)據(jù)整合成以組織機(jī)構(gòu)代碼為唯一標(biāo)識的法人時空數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入時空信息大數(shù)據(jù)中心。

（1）數(shù)據(jù)比對融合

通過各類表中的“名稱”字段將不同類表進(jìn)行關(guān)聯(lián)，按照《濰坊市法人時空數(shù)據(jù)庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的相關(guān)內(nèi)容提取相關(guān)的屬性，合并4 類法人數(shù)據(jù)。

（2）法人數(shù)據(jù)空間化

①有詳細(xì)地址描述信息的數(shù)據(jù)

對于字段具有詳細(xì)的地址描述信息的數(shù)據(jù)，可通過地名地址引擎匹配轉(zhuǎn)為空間shp 數(shù)據(jù)。

②對于沒有詳細(xì)地址信息的數(shù)據(jù)

結(jié)合人工外業(yè)實地普查，以定位每條法人數(shù)據(jù)的空間位置，并記錄位置信息，最終形成空間數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)檢查

對空間位置一致的情況下存在多個同名法人單位、同一法人單位分散于多個空間位置上，分析其存在的原因，確定是否處理，同時利用檢查軟件對屬性數(shù)據(jù)完整性、一致性和邏輯性進(jìn)行一定比例檢查。

（4）法人時空數(shù)據(jù)入庫

將空間化后的法人時空數(shù)據(jù)導(dǎo)入時空信息大數(shù)據(jù)中心。

2.1.2 人口數(shù)據(jù)和宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)

協(xié)調(diào)公安、人社等單位，獲取927 萬條非敏感人口信息構(gòu)建人口庫。協(xié)調(diào)發(fā)改、財稅等部門，獲取19 萬條宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)完成經(jīng)濟(jì)庫建設(shè)。

首先調(diào)用地名地址匹配引擎對人口、宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間定位，對于不能明確定位的登記戶址數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，進(jìn)行外業(yè)核實，并完成核實后的地址補(bǔ)充到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中?？臻g化后的數(shù)據(jù)，通過交換共享的方式共享到時空信息大數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理。

2.1.3 專題數(shù)據(jù)

梳理分析各部門提供的專題信息，分為兩大類，一類是和地名地址信息提取的興趣點信息進(jìn)行空間和屬性合并，成為公共興趣點信息；一類是保持各部門的專業(yè)屬性信息，成為專題興趣點信息。處理流程如下：

（1）數(shù)據(jù)清洗和空間定位

各部門提供的專題信息大多是表格或文檔，對數(shù)據(jù)加以充分分析，按照要求分類出兩類興趣點，同時對無效信息進(jìn)行清除；然后通過地名地址引擎，對專題信息進(jìn)行空間定位。

（2）整合數(shù)據(jù)和增加分類信息

地名地址信息中提取出有關(guān)的興趣點信息，與各部門提取的公共興趣點信息做整合，在空間和屬性上消除冗余的內(nèi)容。同時按照分類信息增加數(shù)據(jù)的大分類和小分類信息。

（3）數(shù)據(jù)屬性加上時間標(biāo)識

對所有的興趣點信息增加時間屬性。

（4）數(shù)據(jù)檢查

主要針對空間和分類信息的正確性上進(jìn)行質(zhì)檢。

2.1.4 智能感知實時數(shù)據(jù)

通過濰坊市政務(wù)資源信息共享交換平臺以及交通、環(huán)保、公安等部門協(xié)調(diào)，全市38 個空氣質(zhì)量觀測點數(shù)據(jù)、109 個廢水實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、64 個污水處理廠監(jiān)測數(shù)據(jù)，84 個監(jiān)測點數(shù)據(jù)，256 個雨量實時監(jiān)測點數(shù)據(jù)，以及城區(qū)1296 個公共自行車站點數(shù)據(jù)、公安、交通和市政的公共監(jiān)控視頻流數(shù)據(jù)等物聯(lián)網(wǎng)和智能感知實時數(shù)據(jù)，在平臺上實現(xiàn)了集成共享。通過地名地址引擎匹配和人工核查相結(jié)合的方式對感知設(shè)備位置進(jìn)行空間定位，并根據(jù)實時服務(wù)接口中的參數(shù)對每個點位進(jìn)行屬性賦值。

大數(shù)據(jù)時代背景下的數(shù)據(jù)價值不再單純?nèi)Q于它的基本用途，而是更多來源于它的再利用。在專題數(shù)據(jù)挖掘分析方面，我們選用單因子空間分析、多因子關(guān)聯(lián)分析、時序分析、主題分析、時空推演等多種空間分析挖掘技術(shù)，找出時空數(shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)之間的潛在關(guān)聯(lián)，客觀地分析出隱藏的有用信息，獲取了4 大類15 種知識服務(wù)，面向全市各部門單位開放。

2.2 政務(wù)專題數(shù)據(jù)安全接入

平臺建設(shè)一期階段雖然在數(shù)據(jù)和平臺系統(tǒng)安全方面都采取了相應(yīng)的技術(shù)手段，但離滿足地理信息在線需求還有差距。在平臺建設(shè)二期階段，我們按照涉密測繪地理信息保密處理方案，在涉密內(nèi)網(wǎng)開展政務(wù)時空數(shù)據(jù)保密處理工作，并將處理完成后的非密但敏感的時空數(shù)據(jù)離線拷貝到政務(wù)外網(wǎng)中。

在時空數(shù)據(jù)脫密脫敏處理方面，采用國家認(rèn)可的非線性保密處理技術(shù)對敏感的單層矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)密性保護(hù)，在數(shù)據(jù)入庫后，通過調(diào)用密碼服務(wù)平臺的商用密碼接口，對數(shù)據(jù)中敏感字段進(jìn)行加密，采用商用密碼對切片的柵格位置信息進(jìn)行機(jī)密性及柵格圖片的完整性保護(hù)。

在時空大數(shù)據(jù)平臺分級服務(wù)方面，依據(jù)用戶的登錄方式對用戶權(quán)限進(jìn)行管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容與精度的分級服務(wù)。對安全方式接入的授權(quán)用戶提供高精度數(shù)據(jù)服務(wù)，采用商用密碼技術(shù)來保證高精度數(shù)據(jù)服務(wù)的安全和定向可控；對普通方式接入的非安全認(rèn)證用戶提供低精度數(shù)據(jù)服務(wù)，以滿足用戶的使用需求；對未授權(quán)用戶不提供服務(wù)，并采取安全管控措施防止數(shù)據(jù)被非法泄漏。如圖3所示。

圖3 時空大數(shù)據(jù)分級服務(wù)示意圖

在時空信息數(shù)據(jù)安全傳輸方面，時空信息數(shù)據(jù)直接以服務(wù)的形式對外提供，采用對時空大數(shù)據(jù)平臺透明的信道加密方式，通過集成商用密碼算法和SSL VPN 協(xié)議的安全認(rèn)證網(wǎng)關(guān)，建立安全接入終端與時空大數(shù)據(jù)平臺之間安全通信鏈路，確保終端與時空大數(shù)據(jù)平臺之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性、完整性。

圖2 政務(wù)時空數(shù)據(jù)加密處理總流程

3.關(guān)鍵技術(shù)

立足于國產(chǎn)化的核心技術(shù)產(chǎn)品，重點利用互聯(lián)網(wǎng)在線抓取、物聯(lián)網(wǎng)實時感知、地理編碼、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)安全可控分發(fā)等成熟技術(shù)。

3.1 互聯(lián)網(wǎng)在線抓取技術(shù)

根據(jù)指定的主題（如火災(zāi)、積水、盜竊等關(guān)鍵詞，或POI、地圖瓦片等Web 服務(wù)），自動從互聯(lián)網(wǎng)中抓取相關(guān)內(nèi)容，計算關(guān)聯(lián)度，并進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、質(zhì)量評價、信息提取，用于時空大數(shù)據(jù)的變化發(fā)現(xiàn)與信息提取。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)實時感知技術(shù)

面向物聯(lián)網(wǎng)有線／無線多源、多種類傳感設(shè)備，突破了對接口、內(nèi)容、格式等方面的自適應(yīng)解析等技術(shù)，實現(xiàn)了可視化定制流程與參數(shù)調(diào)整，解決了物聯(lián)網(wǎng)實時接入、流信息獲取實時的難題。

3.3 地理編碼技術(shù)

提出了基于多樹索引的地名地址匹配技術(shù)。進(jìn)行地址匹配時，程序首先通過地址要素詞典采用正向最長匹配算法，同時完成地址字符串切分和地址要素匹配。有時不同的地址包含同名地址要素，最終可能匹配到多條地址，程序再根據(jù)打分排序算法，對地址樹中匹配到的各條地址打分，確定最佳匹配結(jié)果。

3.4 非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)安全可控分發(fā)技術(shù)

基于操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)過濾驅(qū)動技術(shù)，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)文件的加密存儲保護(hù)和定向受控訪問。整個加解密過程對空間數(shù)據(jù)引擎和GIS 平臺是無感知的，不影響業(yè)務(wù)邏輯，最大限度的降低改造成本，并達(dá)到分發(fā)數(shù)據(jù)的安全保護(hù)。

4.應(yīng)用成效

4.1 建設(shè)數(shù)字空間底座，實現(xiàn)高效的政務(wù)信息資源共享

構(gòu)建集基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、智能感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)等在內(nèi)的智慧濰坊時空大數(shù)據(jù)資源體系，打造歷史現(xiàn)狀一體化、二三維一體化、室內(nèi)室外一體化、地上地下一體化、虛實一體化、市縣一體化的“六位一體化”濰坊全時空，為全市政務(wù)信息化應(yīng)用提供時空信息全域一張圖。

4.2 通過地名地址匹配引擎推動部門專題數(shù)據(jù)空間化的建設(shè)

根據(jù)城市的地名地址數(shù)據(jù)的采集與應(yīng)用特點，建設(shè)地名地址匹配服務(wù)引擎，建設(shè)全濰坊市標(biāo)準(zhǔn)地名地址庫，為各部門提供了專題數(shù)據(jù)自動匹配的服務(wù)支撐，大大縮短了各部門專題數(shù)據(jù)建設(shè)與應(yīng)用的時間。

4.3 發(fā)揮時空大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，創(chuàng)新政府決策模式

時空大數(shù)據(jù)不僅具備大數(shù)據(jù)的典型特性，還擁有豐富的語義特征和時空動態(tài)關(guān)聯(lián)特性。通過對時空信息的大數(shù)據(jù)知識挖掘分析，找出它們之間的相關(guān)關(guān)系，為我們提供新的視野和有用的預(yù)測，將政府部門決策由經(jīng)驗決策提升為知識決策。

4.4 全面支撐基于時空信息的智慧濰坊深度應(yīng)用

智慧濰坊時空大數(shù)據(jù)平臺集成了跨部門地理信息政務(wù)資源，極大地提高了數(shù)據(jù)資源應(yīng)用價值，先后廣泛應(yīng)用于發(fā)改委、稅務(wù)、公安、大數(shù)據(jù)、城管、農(nóng)業(yè)、水利等近80個部門和單位140 個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為濰坊市脫貧攻堅、生態(tài)文明建設(shè)、鄉(xiāng)村振興等提供了數(shù)據(jù)服務(wù)支撐，成為“城市大腦”的一部分。

5.結(jié)論

我們在時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)與實踐中取得了一些初步成果，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用需求的深入，智慧濰坊時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)與推廣應(yīng)用在政務(wù)資源共享方面依然任重而道遠(yuǎn)，比如公共專題、物聯(lián)網(wǎng)實時感知數(shù)據(jù)涉及面廣，時效性不高、更新較緩慢，比如平臺數(shù)據(jù)更新發(fā)現(xiàn)機(jī)制不夠成熟，比如如何從海量時空數(shù)據(jù)中更有效地發(fā)現(xiàn)知識，運用知識等。這些都離不開政府部門的統(tǒng)一思想、統(tǒng)籌規(guī)劃、政策引導(dǎo)和協(xié)調(diào)推進(jìn)，離不開各部門之間的密切合作，需要我們不斷去研究實踐，更需要我們擁有更好的數(shù)據(jù)洞察力和不斷探索創(chuàng)新的精神。