一、背景
習(xí)近平總書記在黨的十九大報告中提出,推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合,建設(shè)數(shù)字中國、智慧社會。根據(jù)《自然資源部機關(guān)各司局職能配置、內(nèi)設(shè)機構(gòu)和人員編制規(guī)定》,組織數(shù)字中國時空信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)與更新是自然資源部依法賦予相關(guān)職能部門的重要職責(zé)。城市時空大數(shù)據(jù)平臺是數(shù)字中國時空信息數(shù)據(jù)庫的重要組成部分,是基礎(chǔ)測繪轉(zhuǎn)型升級的重要任務(wù),是智慧城市的基礎(chǔ)支撐。開展智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè),是切實貫徹落實好習(xí)近平總書記重要指示精神的具體舉措,是全面履行好自然資源部職責(zé)的切實行動,是提升城市治理能力的重要手段。
自2008年智慧地球概念提出后,世界各國給予了廣泛關(guān)注,并聚焦經(jīng)濟發(fā)展最活躍、信息化程度最高、人口居住最集中、社會管理難度最大的城市區(qū)域,先后啟動了智慧城市相關(guān)計劃。我國也高度重視智慧城市建設(shè),2014年,經(jīng)國務(wù)院同意,國家發(fā)展和改革委員會等八部門聯(lián)合出臺的《關(guān)于促進智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》(發(fā)改高技[2014]1770號)提出“智慧城市是運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、地理信息集成等新一代信息技術(shù),促進城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)智慧化的新理念和新模式。建設(shè)智慧城市,對加快工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化融合,提升城市可持續(xù)發(fā)展能力具有重要意義。”2016年,《中共中央 國務(wù)院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》要求,推進城市智慧管理,到2020年,建成一批特色鮮明的智慧城市。
作為智慧城市建設(shè)的重要組成,智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)試點工作自2012年啟動以來,已經(jīng)在智慧城市建設(shè)和城市運行管理中得到了廣泛深入應(yīng)用,發(fā)揮了基礎(chǔ)支撐作用,極大提高了城市管理能力和水平。自然資源部組建后,測繪工作成為自然資源統(tǒng)一監(jiān)管工作的組成部分,其服務(wù)目標(biāo)和對象更具針對性,工作重心更加突出,由原來面向全社會的普適性服務(wù),轉(zhuǎn)化為圍繞自然資源管理“兩統(tǒng)一”職責(zé)履行這個中心,做好技術(shù)保障與支持的同時,為經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展繼續(xù)提供基礎(chǔ)性、公益性測繪保障。
隨著社會治理的精細(xì)化發(fā)展,社會各界各部門對測繪的要求越來越高、需求越來越迫切,測繪技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等高新技術(shù)不斷融合發(fā)展,無尺度地理要素數(shù)據(jù)(NSF)、空地一體測繪、網(wǎng)絡(luò)信息抓取等測繪新技術(shù)不斷涌現(xiàn),信息化測繪體系和新型基礎(chǔ)測繪體系逐步形成。
因此,為切實貫徹落實好黨中央、國務(wù)院相關(guān)部署,面向國家智慧城市、大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略和自然資源管理工作需求以及當(dāng)前測繪新技術(shù)發(fā)展要求,基于前期試點工作經(jīng)驗,修改完善2017版技術(shù)大綱,形成《智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)技術(shù)大綱(2019版)》。
二、任務(wù)、定位與作用
(一)任務(wù)
根據(jù)新型智慧城市建設(shè)部際協(xié)調(diào)工作組確定的任務(wù)分工,自然資源部重要任務(wù)之一就是指導(dǎo)各地區(qū)自然資源主管部門開展智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)及應(yīng)用。內(nèi)容涵蓋:智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)試點,指導(dǎo)開展時空大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建;鼓勵其在國土空間規(guī)劃、市政建設(shè)與管理、自然資源開發(fā)利用、生態(tài)文明建設(shè)以及公眾服務(wù)中的智能化應(yīng)用,促進城市科學(xué)、高效、可持續(xù)發(fā)展;研究制定相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,完善評價指標(biāo)體系,參與部際協(xié)調(diào)工作組開展的年度評價工作。
時空大數(shù)據(jù)平臺是基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)、公共管理與公共服務(wù)涉及專題信息的“最大公約數(shù)”(簡稱公共專題數(shù)據(jù))、物聯(lián)網(wǎng)實時感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)、根據(jù)本地特色擴展數(shù)據(jù),及其獲取、感知、存儲、處理、共享、集成、挖掘分析、泛在服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。連同云計算環(huán)境、政策、標(biāo)準(zhǔn)、機制等支撐環(huán)境,以及時空基準(zhǔn)共同組成時空基礎(chǔ)設(shè)施。其構(gòu)成如圖1所示。
(二)在智慧城市中的定位與作用
綜合國內(nèi)外智慧城市的認(rèn)識和建設(shè)實踐,盡管運作方式、建設(shè)內(nèi)容和解決問題等存在差異、各具特色,但其體系框架具有共性,智慧城市建設(shè)的典型結(jié)構(gòu)如圖2所示,包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、計算存儲設(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。
智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺內(nèi)容在智慧城市總體架構(gòu)中的位置分別是:時空大數(shù)據(jù)蘊含在公共數(shù)據(jù)庫層,其中基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)是政務(wù)、民務(wù)、運營和感知等其他城市大數(shù)據(jù)時空化的基礎(chǔ);云平臺是公共信息平臺層的重要組成,是其他專題應(yīng)用平臺的基礎(chǔ)性支撐平臺。平臺運行服務(wù)依賴的云計算環(huán)境是計算存儲設(shè)施層的核心,相關(guān)的政策機制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等軟環(huán)境包含在制度安全保障體系和政策標(biāo)準(zhǔn)保障體系中,如圖2所示。
智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺作為智慧城市的重要組成,既是智慧城市不可或缺的、基礎(chǔ)性的信息資源,又是其他信息交換共享與協(xié)同應(yīng)用的載體,為其他信息在三維空間和時間交織構(gòu)成的四維環(huán)境中提供時空基礎(chǔ),實現(xiàn)基于統(tǒng)一時空基礎(chǔ)下的規(guī)劃、布局、分析和決策。
三、目標(biāo)、思路與原則
(一)目標(biāo)
在數(shù)字城市地理空間框架的基礎(chǔ)上,依托城市云支撐環(huán)境,實現(xiàn)向智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺的提升,開發(fā)智慧專題應(yīng)用系統(tǒng),為智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺的全面應(yīng)用積累經(jīng)驗。凝練智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)管理模式、技術(shù)體系、運行機制、應(yīng)用服務(wù)模式和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及政策法規(guī),為推動全國數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)向智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺的升級轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)。
(二)思路
為保障智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺有序開展和長效運行,其建設(shè)內(nèi)容涵蓋五部分。
1.統(tǒng)一時空基準(zhǔn)
時空基準(zhǔn)是指時間和地理空間維度上的基本參考依據(jù)和度量的起算數(shù)據(jù)。時空基準(zhǔn)是經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,是時空大數(shù)據(jù)在時間和空間維度上的基本依據(jù)。時間基準(zhǔn)中日期應(yīng)采用公歷紀(jì)元,時間應(yīng)采用北京時間??臻g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)。
2.豐富時空大數(shù)據(jù)
時空大數(shù)據(jù)主要包括時序化的基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實時感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)和根據(jù)本地特色擴展數(shù)據(jù),構(gòu)成智慧城市建設(shè)所需的地上地下、室內(nèi)室外、虛實一體化的、開放的、鮮活的時空數(shù)據(jù)資源。
3.構(gòu)建云平臺
面向兩種不同應(yīng)用場景,構(gòu)建桌面平臺和移動平臺。通過時空大數(shù)據(jù)池化、服務(wù)化,形成服務(wù)資源池,內(nèi)容包括數(shù)據(jù)服務(wù)、接口服務(wù)、功能服務(wù)、計算存儲服務(wù)、知識服務(wù);擴充地理實體、感知定位、接入解譯及模擬推演API接口,形成應(yīng)用接口;新增地名地址引擎、業(yè)務(wù)流引擎、知識引擎、服務(wù)引擎。在此基礎(chǔ)上,開發(fā)任務(wù)解析模塊、物聯(lián)網(wǎng)實時感知模塊、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取模塊、可共享接口聚合模塊,創(chuàng)建開放的、具有自學(xué)習(xí)能力的智能化技術(shù)系統(tǒng)。
4.搭建云支撐環(huán)境
鼓勵有條件的城市,將時空大數(shù)據(jù)平臺遷移至全市統(tǒng)一、共用的云支撐環(huán)境中;不具備條件的城市,改造原有部門支撐環(huán)境,部署時空大數(shù)據(jù)平臺,形成云服務(wù)能力。
5.開展智慧應(yīng)用
基于時空大數(shù)據(jù)平臺,根據(jù)各城市的特點和需求,本著急用先建的原則,開展智慧應(yīng)用示范。實施過程中,在城市人民政府統(tǒng)籌領(lǐng)導(dǎo)下,以應(yīng)用部門為主,自然資源部門做好數(shù)據(jù)與技術(shù)支撐,在原有部門信息化成果基礎(chǔ)上,突出實時數(shù)據(jù)接入、時空大數(shù)據(jù)分析和智能化處置等功能,鼓勵采用多元化的投融資模式,開展深入應(yīng)用。
(三)建設(shè)原則
秉承上述思路,應(yīng)遵循以下建設(shè)原則:
1.開放性原則
時空大數(shù)據(jù)平臺的體系架構(gòu)應(yīng)是開放的。一方面,用戶可以分享數(shù)據(jù)資源、計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源、開發(fā)接口和關(guān)于時空信息功能軟件的服務(wù);另一方面,也能夠從物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)上實時抓取或感知信息。
2.繼承性原則
數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)已經(jīng)融入了云計算服務(wù)的理念和思想。從數(shù)字走向智慧,特別在初級階段,具有云計算條件的城市,可遷移至該環(huán)境;未具備條件的城市,可采用虛擬云計算環(huán)境。
3.安全性原則
凡部署在非涉密網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的計算資源、存儲資源,以及數(shù)據(jù)資源應(yīng)不涉及與國家安全保密有關(guān)的內(nèi)容和事項,否則需經(jīng)國家指定部門進行統(tǒng)一的保密處理。
4.智能化原則
開發(fā)任務(wù)解析、實時感知、在線抓取、接口聚合等功能,使平臺具有自學(xué)習(xí)能力,根據(jù)不同任務(wù)要求,通過任務(wù)解析,感知、抓取或聚合現(xiàn)有平臺中缺失的數(shù)據(jù)和功能,自適應(yīng)達到預(yù)期目標(biāo)。
5.重點性原則
應(yīng)把建設(shè)重點放在時空大數(shù)據(jù)平臺,示范應(yīng)用宜求精不求多,要能體現(xiàn)跨部門協(xié)同和智慧的特點。
四、時空大數(shù)據(jù)
時空大數(shù)據(jù)應(yīng)包括基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實時感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù),及其驅(qū)動的數(shù)據(jù)引擎和多節(jié)點分布式大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。依托基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù),采用全空間信息模型形成全空間的時空化公共專題數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實時感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù),通過管理系統(tǒng)經(jīng)數(shù)據(jù)引擎實現(xiàn)一體化管理。在完成四類數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,根據(jù)實際情況,各地可擴展示范應(yīng)用建設(shè)所需要的其他專題數(shù)據(jù),其范圍和數(shù)量應(yīng)根據(jù)本地的信息化基礎(chǔ)、應(yīng)用需求和智慧城市頂層設(shè)計,逐步豐富。時空大數(shù)據(jù)建設(shè)可概括為四個步驟:資源匯聚、空間處理、數(shù)據(jù)引擎和分布式管理系統(tǒng)開發(fā),如圖3所示。
(一)資源匯聚
1.資源內(nèi)容
(1)基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)
內(nèi)容至少包括矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、高程模型數(shù)據(jù)、地理實體數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、新型測繪產(chǎn)品數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)。
矢量數(shù)據(jù)。進一步豐富大比例尺矢量數(shù)據(jù),確保1:500、1:1000、1:2000等大比例尺地形圖至少覆蓋規(guī)劃區(qū)范圍,1:5000或1:10000應(yīng)覆蓋市轄范圍。
影像數(shù)據(jù)。進一步豐富高分辨率影像數(shù)據(jù),0.1米或0.2米影像等至少覆蓋規(guī)劃區(qū)范圍,0.5米影像應(yīng)覆蓋市轄范圍。
高程模型數(shù)據(jù)。進一步豐富高程模型數(shù)據(jù),0.5米、1米格網(wǎng)至少覆蓋規(guī)劃區(qū)范圍,2米、5米格網(wǎng)應(yīng)覆蓋市轄范圍。
地理實體數(shù)據(jù)。以地形圖為基礎(chǔ),對境界、政區(qū)、道路、水系、院落、建筑物、植被等內(nèi)容進行實體化,并賦予唯一編碼,作為與其它行業(yè)和專題數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)。
地名地址數(shù)據(jù)。應(yīng)擴充自然村以上的行政地名,建立市(地區(qū)、自治州、盟)級、縣(區(qū)、縣級市)級、鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)級和行政村(社區(qū))級四級區(qū)劃單元,實現(xiàn)市轄范圍精細(xì)化地名地址全覆蓋。
三維模型數(shù)據(jù)。至少分等級實現(xiàn)市轄范圍全覆蓋。政治、經(jīng)濟、文化、交通、旅游等方面的地標(biāo)(標(biāo)志)性中心區(qū)、中心商務(wù)區(qū)(CBD)以及特定區(qū)域應(yīng)建立一級模型;除上述以外的政治、經(jīng)濟、文體、交通、旅游等中心區(qū)域,高檔住宅、公寓以及特定區(qū)域應(yīng)建立二級模型;其他政治、經(jīng)濟、文體、交通、旅游等中心區(qū)域,普通住宅以及特定區(qū)域應(yīng)建立三級模型;城中村、棚戶區(qū)、工廠廠房區(qū)等區(qū)域,遠(yuǎn)郊、農(nóng)村地區(qū)以及特定區(qū)域應(yīng)建立四級模型。
新型測繪產(chǎn)品數(shù)據(jù)。宜涵蓋全景及可量測實景影像、傾斜影像、激光點云數(shù)據(jù)、室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)、地下空間數(shù)據(jù)、建筑信息模型數(shù)據(jù)等。
(2)公共專題數(shù)據(jù)
內(nèi)容至少包括法人數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、宏觀經(jīng)濟數(shù)據(jù)、民生興趣點數(shù)據(jù)、地理國情普查與監(jiān)測數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)。其中民生興趣點數(shù)據(jù)宜涵蓋制造企業(yè)、批發(fā)和零售、交通運輸和郵政、住宿和餐飲、信息傳輸和計算機服務(wù)、金融和保險、房地產(chǎn)、商務(wù)服務(wù)、居民服務(wù)、教育科研、衛(wèi)生社會保障和社會福利、文化體育娛樂、公共管理和社會組織等內(nèi)容。地理國情普查與監(jiān)測數(shù)據(jù)種類涵蓋自然地理要素、人文地理要素等基本國情數(shù)據(jù)和專題國情數(shù)據(jù)。
(3)物聯(lián)網(wǎng)實時感知數(shù)據(jù)
通過物聯(lián)網(wǎng)智能感知的具有時間標(biāo)識的實時數(shù)據(jù),其內(nèi)容至少包括采用空、天、地一體化對地觀測傳感網(wǎng)實時獲取的基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)和依托專業(yè)傳感器感知的可共享的行業(yè)專題實時數(shù)據(jù),以及其元數(shù)據(jù)。其中,實時獲取的基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)包括實時位置信息、影像和視頻,行業(yè)專題實時數(shù)據(jù)包括交通、環(huán)保、水利、氣象等監(jiān)控與監(jiān)測數(shù)據(jù)。
(4)互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)
根據(jù)不同任務(wù)需要,采用網(wǎng)絡(luò)爬蟲等技術(shù),通過互聯(lián)網(wǎng)在線抓取完成任務(wù)所缺失的數(shù)據(jù)。
2.匯聚方式
對于基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù),定期從自然資源相關(guān)部門將分級分類后可共享的數(shù)據(jù)內(nèi)容離線拷貝;對于人口、法人、宏觀經(jīng)濟等公共專題數(shù)據(jù),通常源于部門之間的信息共享;對于智能感知的基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù),依照國家相關(guān)保密規(guī)定,在線或離線共享,行業(yè)專題可共享的實時數(shù)據(jù),通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)接入;對于互聯(lián)網(wǎng)在線抓取的數(shù)據(jù),面向任務(wù)需求實時動態(tài)抓取,確有必要時,經(jīng)時空序化后動態(tài)追加至?xí)r空大數(shù)據(jù)。
3.時空標(biāo)識
上述數(shù)據(jù)主要表現(xiàn)為矢量數(shù)據(jù)、影像、高程模型、地理實體、地名地址、三維模型、新型測繪產(chǎn)品和感知及抓取數(shù)據(jù)等形式,對其進行時空標(biāo)識,即注入時間、空間和屬性“三域”標(biāo)識。時間標(biāo)識注記該數(shù)據(jù)的時效性,空間標(biāo)識注記空間特性,屬性標(biāo)識注記隸屬的領(lǐng)域、行業(yè)、主題等內(nèi)容,以便捷后續(xù)的時空大數(shù)據(jù)的整理和序化。
(1)矢量數(shù)據(jù)應(yīng)按幅增添“三域”標(biāo)識。
(2)影像數(shù)據(jù)應(yīng)針對不同類型、不同分辨率增添“三域”標(biāo)識。該數(shù)據(jù)采用連續(xù)的時間快照模型進行數(shù)據(jù)重組,將同一分辨率的不同時相影像,構(gòu)建影像時間序列,形成客觀世界的連續(xù)快照;對具體一個快照,應(yīng)采用緊縮金字塔模型進行空間組織。
(3)高程模型數(shù)據(jù)應(yīng)針對不同格網(wǎng)間距增添“三域”標(biāo)識。該數(shù)據(jù)采用連續(xù)的時間快照模型進行數(shù)據(jù)重組,構(gòu)建時間序列。
(4)地理實體數(shù)據(jù)應(yīng)面向?qū)嶓w增添“三域”標(biāo)識。該數(shù)據(jù)采用面向?qū)ο蟮臅r空數(shù)據(jù)模型進行數(shù)據(jù)重組,將每個地理實體構(gòu)建具有唯一“三域”標(biāo)識的時空對象。
(5)地名地址數(shù)據(jù)應(yīng)逐條增添“三域”標(biāo)識。該數(shù)據(jù)采用面向?qū)ο蟮臅r空數(shù)據(jù)模型進行數(shù)據(jù)重組,將每個地名地址條目構(gòu)建具有唯一“三域”標(biāo)識的時空對象。
(6)三維模型數(shù)據(jù)應(yīng)逐層、每一模型增添“三域”標(biāo)識。該數(shù)據(jù)采用面向?qū)ο蟮臅r空數(shù)據(jù)模型進行數(shù)據(jù)重組,將每個三維模型構(gòu)建具有唯一“三域”標(biāo)識的時空對象。
(7)新型測繪產(chǎn)品數(shù)據(jù)應(yīng)按類型、批次增添“三域”標(biāo)識。
(8)感知及抓取數(shù)據(jù),確有必要追加存儲,在注入相對穩(wěn)定的空間和屬性同時,著重標(biāo)簽時間特性。
(二)空間處理
對結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的時空大數(shù)據(jù),序化前的處理工作包括:統(tǒng)一格式、一致性處理和空間化。
1.統(tǒng)一格式
不同數(shù)據(jù)能夠基本實現(xiàn)無損格式轉(zhuǎn)換,對于無拓?fù)潢P(guān)系圖形數(shù)據(jù)要能夠轉(zhuǎn)換至基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù),并建立拓?fù)潢P(guān)系。格式統(tǒng)一后的基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)應(yīng)合并、自動接邊,數(shù)據(jù)表格能夠?qū)崿F(xiàn)自動屬性賦值。
2.一致性處理
對于存放的矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)和實體數(shù)據(jù),將更新后的數(shù)據(jù)快速及時進行地圖綜合,利用綜合的結(jié)果聯(lián)動更新相應(yīng)范圍數(shù)據(jù),原內(nèi)容自動變成歷史數(shù)據(jù)。
3.空間化
(1)地名譜特征提取
匯聚的數(shù)據(jù),有些帶有空間位置坐標(biāo)信息,經(jīng)過了統(tǒng)一時空基準(zhǔn)后,即可匹配集成;部分自身沒有空間坐標(biāo)信息,但在屬性項中蘊含了地名地址;還有一部分只是蘊含了一些地名基因,要結(jié)合漢語分詞和數(shù)據(jù)比對技術(shù),通過基于語義和地理本體的統(tǒng)一認(rèn)知,提取地名譜特征。
(2)空間匹配
對于具有空間位置坐標(biāo)的數(shù)據(jù),直接坐標(biāo)匹配;對于無空間位置坐標(biāo)的數(shù)據(jù),根據(jù)識別提取出的地名地址信息,建立含有地名標(biāo)識的切分序列與邏輯組合關(guān)系,開展基于分詞、本體和詞語相似性的多種匹配,提出局部模糊匹配后的歧義消除方法,實現(xiàn)高效、精準(zhǔn)、實用的地名地址匹配。
(3)數(shù)據(jù)序化
依托時空基準(zhǔn),采用地名地址匹配的技術(shù)方法,將“三域”標(biāo)識的信息內(nèi)容進行時空定位尋址。對于帶有空間位置坐標(biāo)的信息內(nèi)容,通過坐標(biāo)匹配定位;蘊含地名地址的信息內(nèi)容,通過地名地址匹配定位;僅蘊含地名基因的信息內(nèi)容,先提取地名地址信息,再通過地名地址匹配定位。
(三)數(shù)據(jù)引擎開發(fā)
建立全空間信息模型,實現(xiàn)地上地下、室內(nèi)室外、虛實、開放、鮮活的時空大數(shù)據(jù)一體化管理,克服非關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲時空大數(shù)據(jù)存在的存儲與訪問的效率低下,難以滿足高并發(fā)、大數(shù)據(jù)量下的實時性要求問題,充分發(fā)揮非關(guān)系數(shù)據(jù)庫的性能優(yōu)勢;支撐云平臺,幫助用戶在線調(diào)用現(xiàn)成的時空大數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)。
(四)分布式管理系統(tǒng)開發(fā)
1.動態(tài)數(shù)據(jù)獲取
(1)接收
通過物聯(lián)網(wǎng)實時感知、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取,根據(jù)本地智慧城市建設(shè)對時空大數(shù)據(jù)的要求,實時立體感知城市各種運行體征數(shù)據(jù),在線抓取城市各種運行狀態(tài)數(shù)據(jù),并在原有時空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進行動態(tài)積累。
(2)調(diào)取
在數(shù)據(jù)挖掘與分析過程中,及時利用動態(tài)積累的物聯(lián)網(wǎng)實時感知和互聯(lián)網(wǎng)在線抓取的數(shù)據(jù),確有必要,可通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)調(diào)取相應(yīng)的城市運行狀態(tài)或運行體征源數(shù)據(jù)。
2.數(shù)據(jù)管理
(1)輸入輸出
支持對靜態(tài)數(shù)據(jù)以通用格式導(dǎo)入、檢查、添加和確認(rèn);支持三維模型的幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)以通用格式導(dǎo)出;支持按照產(chǎn)品類型、數(shù)據(jù)時相或用戶需求所進行的產(chǎn)品制作、內(nèi)容提取、導(dǎo)出和分發(fā)。
(2)數(shù)據(jù)編輯及處理
支持坐標(biāo)及投影變換、高程換算、數(shù)據(jù)裁切、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換以及影像數(shù)據(jù)的對比度、灰度(色彩)、飽和度一致性調(diào)整等;支持對二維矢量數(shù)據(jù)的圖形編輯;支持對三維模型數(shù)據(jù)模型替換、模型空間位置修改、紋理編輯、屬性編輯、元數(shù)據(jù)編輯等。
(3)查詢統(tǒng)計
應(yīng)具有按時間、屬性和空間或其組合條件,查詢與檢索不同時相、不同類型和不同區(qū)域時空信息的能力,并可提取與統(tǒng)計;應(yīng)具有對三維模型數(shù)據(jù)進行查詢的功能;應(yīng)具有對數(shù)據(jù)及服務(wù)資源進行目錄檢索的功能;應(yīng)根據(jù)檢索結(jié)果進行快速定位的功能。
(4)數(shù)據(jù)可視化
支持將多時相數(shù)據(jù)組合、疊加、符號化顯示和放大、縮小、漫游、前視圖、后視圖等瀏覽功能,并可通過動畫、動態(tài)符號和顏色模擬變化;支持三維模型數(shù)據(jù)的顯示,為提高系統(tǒng)性能宜支持模型動態(tài)加載;具有三維漫游功能,宜支持拖動、滑動、飛行模式;支持多視角瀏覽,宜包括平視、仰視、俯視角度;支持將多時相數(shù)據(jù)在三維上疊加、符號化顯示及漫游、多視角瀏覽等。
(5)動態(tài)更新
支持感知數(shù)據(jù)、抓取數(shù)據(jù)的動態(tài)追加;支持?jǐn)?shù)據(jù)索引的實時修正;支持?jǐn)?shù)據(jù)按范圍、按時間、按類型以及整體的更新;支持三維模型的替換、模型屬性的更新和局部區(qū)域模型的整體更新;支持對地圖瓦片數(shù)據(jù)及三維緩存數(shù)據(jù)的整體更新、按層更新和局部更新。
(6)歷史數(shù)據(jù)管理
應(yīng)具有歷史數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能;應(yīng)具備歷史數(shù)據(jù)的版本創(chuàng)建、管理及版本數(shù)據(jù)對比功能。
(7)元數(shù)據(jù)管理
支持實時追加數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的實時更新;支持元數(shù)據(jù)注冊、編輯、修改和元數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、分析、輸出等;元數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)建立關(guān)聯(lián),應(yīng)能實現(xiàn)與其對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行同步更新。
(8)安全管理
應(yīng)具有用戶管理、權(quán)限管理、日志管理、事務(wù)管理、數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)。備份包括數(shù)據(jù)的備份和系統(tǒng)軟件的備份。備份可采用全備份或增量備份方式,定期檢查備份的可用性。
3.分析量測
(1)常用分析
應(yīng)具有不同類型數(shù)據(jù)融合、多時相數(shù)據(jù)比對、變化信息提取等,以及時空數(shù)據(jù)分類、時空疊加分析、時空序列分析和預(yù)測分析。
(2)空間量測
應(yīng)具備對二維數(shù)據(jù)進行距離、面積量測功能;對三維模型數(shù)據(jù)進行空間距離量測的功能;對三維模型數(shù)據(jù)進行水平面積量測的功能;對三維模型數(shù)據(jù)進行體積量測的功能。
4.模擬推演
(1)時空過程模擬
以事件或者情景為對象,檢索調(diào)取相應(yīng)的地理對象及其時間、空間和屬性“三域”內(nèi)容,模擬發(fā)展變化過程,實現(xiàn)情景與事件數(shù)字化再現(xiàn)。
(2)決策預(yù)案的動態(tài)推演
通過調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)或人工干預(yù),計算決策方案的實施效果,并提供模擬效果的動態(tài)可視化。
5.大數(shù)據(jù)挖掘
(1)基礎(chǔ)分析
開發(fā)集成歷史推理方法、聚類分析、鏈接分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、判別分析、邏輯分析、人工智能等通用性的挖掘方法,形成基礎(chǔ)分析工具包。
(2)空間分布
計算單一專題數(shù)據(jù)源的空間粒度,通過地名地址匹配自動化或半自動化將其分布在相應(yīng)尺度的基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)之上,分析挖掘其空間分布規(guī)律。
(3)多因子關(guān)聯(lián)分析
將兩種及以上專題數(shù)據(jù)源分布在相應(yīng)尺度的統(tǒng)一基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)之上,綜合運用各種數(shù)學(xué)模型,探求挖掘?qū)n}信息之間的相關(guān)性和依賴度。
(4)時空分析
將單一或多種帶有時間特征的專題信息,分布在相應(yīng)尺度的統(tǒng)一基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)之上,研究揭示專題信息在時間維度上的演變規(guī)律、在空間維度上的分布規(guī)律,以及在四維時空中的時空特征。
(5)主題分析
面向某一主題,在基礎(chǔ)分析工具包和空間分布、多因子關(guān)聯(lián)分析、時空分析的基礎(chǔ)上,提煉主題大數(shù)據(jù)分析的專業(yè)模型和業(yè)務(wù)流程,形成定制化、流程化的知識鏈,開發(fā)高自動化的分析功能,發(fā)現(xiàn)潛藏數(shù)據(jù)背后的知識與規(guī)律。
6.大數(shù)據(jù)管理
(1)存儲檢索
應(yīng)實現(xiàn)時空大數(shù)據(jù)的分布式存儲、高效存取、精確檢索、并發(fā)響應(yīng)及負(fù)載均衡,具備管理節(jié)點動態(tài)增加和容災(zāi)備份等能力,提升時空大數(shù)據(jù)的查詢效率、吞吐量、可用性、容錯性、穩(wěn)定性。
(2)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)
應(yīng)實現(xiàn)多源異構(gòu)時空大數(shù)據(jù)的共享、互操作和無縫流轉(zhuǎn),實現(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)庫的有效集成,并提供應(yīng)用層面的統(tǒng)一訪問接口、統(tǒng)一查詢方式和統(tǒng)一操作行為。
(3)智能監(jiān)管
應(yīng)實現(xiàn)對各存儲節(jié)點運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和負(fù)載均衡動態(tài)調(diào)整,監(jiān)控信息主動收集和統(tǒng)一展示,運行問題的實時分析及應(yīng)對處理。
五、云平臺
針對應(yīng)用場景不同,云平臺可分為桌面平臺和移動平臺,以便捷使用。兩類平臺均以云中心為基礎(chǔ),分別根據(jù)運行網(wǎng)絡(luò)和硬件環(huán)境,開發(fā)構(gòu)建相應(yīng)的桌面端和移動端服務(wù)系統(tǒng)及功能。
(一)云中心
應(yīng)包括服務(wù)資源池、服務(wù)引擎、地名地址引擎、業(yè)務(wù)流引擎、知識引擎和云端管理系統(tǒng)等六部分。以計算存儲、數(shù)據(jù)、功能、接口和知識服務(wù)為核心,形成服務(wù)資源池,建立服務(wù)引擎、地名地址引擎、業(yè)務(wù)流引擎和知識引擎,連同時空大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)引擎,通過云端管理系統(tǒng)進行運維管理,為桌面平臺和移動平臺提供大數(shù)據(jù)支撐和各類服務(wù)。其構(gòu)成如圖4所示。
1.服務(wù)資源池
(1)數(shù)據(jù)服務(wù)
針對基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實時感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)和根據(jù)本地特色擴展數(shù)據(jù)。
(2)接口服務(wù)
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序接口(Web API)至少應(yīng)包括14類,并應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需要預(yù)留擴展空間。
— 基本API:描述GIS應(yīng)用的工程屬性。
— 地圖類API:地圖要素的描述、操作以及編輯。
— 地理實體類API:包括行政區(qū)劃、建筑物、道路、水系等實體要素的描述、操作及編輯。
— 事件類API:地圖交互中可偵聽和觸發(fā)的事件。
— 控件類API:GIS系統(tǒng)中常用控件的操作。
— 數(shù)據(jù)解析類API:格式化數(shù)據(jù)的讀寫和解析。
— 三維類API:三維地理信息的定義及操作。
— 專業(yè)API:專業(yè)化應(yīng)用的描述。
— 實時感知API:感知設(shè)備定位、接入、解譯、推送與調(diào)取。
— 在線抓取API:種子網(wǎng)頁確定、過濾、鏈接地址解析、關(guān)鍵詞搜索。
— 歷史分析API:歷史數(shù)據(jù)的分析。
— 比對分析API:按空間、時間、屬性等信息的對比。
— 模擬推演API:過程模擬、情景再現(xiàn)、預(yù)案推演。
— 平臺管理API:平臺管理如用戶認(rèn)證、資源檢索、申請審核等。
(3)功能服務(wù)
功能服務(wù)包括四種:
— 地圖必選模塊:至少包括注冊認(rèn)證、登錄認(rèn)證、權(quán)限認(rèn)證;地圖的放大、縮小、漫游、切換;距離、面積量測;屬性查詢、空間查詢、興趣點定位;二三維地圖瀏覽、歷史地圖切換、歷史資源疊加、歷史要素檢索展示。
— 地圖可選模塊:至少包括服務(wù)加載;目錄瀏覽、查詢、訂閱和檢索;元數(shù)據(jù)注冊、查詢、下載、編輯、圖形預(yù)覽;角度量測;疊加、緩沖、最佳路徑、統(tǒng)計等空間分析;專題地圖;地理編碼;定制服務(wù);數(shù)據(jù)托管與發(fā)布;服務(wù)注冊、查詢、聚合和鏈接;服務(wù)申請、審核、授權(quán)和預(yù)覽;服務(wù)元數(shù)據(jù)查詢、服務(wù)元數(shù)據(jù)自動更新;服務(wù)狀態(tài)監(jiān)測、服務(wù)統(tǒng)計分析。
— 地圖專業(yè)模塊:至少包括保密處理、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、投影轉(zhuǎn)換等。
— 其他非地圖類的功能服務(wù):具備服務(wù)訪問日志收集與分析、用戶注冊審核、用戶消息通知等。
(4)計算存儲服務(wù)
計算存儲服務(wù)包括四種:
— 宿主服務(wù):通過高可靠的云服務(wù)/云計算軟件,將集群服務(wù)器、刀片機、小型機、磁盤陣列等存儲、計算物理硬件設(shè)備,虛擬出若干邏輯區(qū),支撐宿主服務(wù)能夠寄存用戶數(shù)據(jù)和開發(fā)的系統(tǒng),且可部署在云上向端服務(wù)。
— 彈性分配服務(wù):通過云端管理系統(tǒng),針對大數(shù)據(jù)、高并發(fā)訪問,支撐彈性分配服務(wù),按需動態(tài)分配資源,每一用戶彈性地調(diào)用資源,迅速完成任務(wù)并釋放,最大限度提高資源利用率。
— 計算資源管理服務(wù):通過云端管理系統(tǒng),對計算存儲資源及軟件服務(wù)狀態(tài)進行檢測與管理,能夠及時發(fā)現(xiàn)運行異常并進行報警。
— 系統(tǒng)備份與恢復(fù)服務(wù):系統(tǒng)能夠定期自動備份當(dāng)前節(jié)點資源狀態(tài),當(dāng)資源節(jié)點因為故障導(dǎo)致服務(wù)停用時,應(yīng)能夠快速恢復(fù)原有可用狀態(tài)。
(5)知識服務(wù)
大數(shù)據(jù)分析形成的專題信息時空分布規(guī)律、關(guān)聯(lián)規(guī)則和時空演變等潛藏在大數(shù)據(jù)深層的規(guī)律和隱性聯(lián)系,池化為知識服務(wù)。
2.服務(wù)引擎
服務(wù)引擎是指以靈活的方式實現(xiàn)服務(wù)彼此通信和轉(zhuǎn)換的連接中樞,并且這種連接與開發(fā)環(huán)境、編程語言、編程模型或者消息格式具有支撐在線調(diào)用現(xiàn)有服務(wù)和知識,實現(xiàn)將其他資源上傳、注冊與發(fā)布等功能。具體功能包括:
(1)服務(wù)地址編目規(guī)則
建立服務(wù)地址可擴展、開放式的編目規(guī)則,開發(fā)自動統(tǒng)一編目功能。
(2)服務(wù)地址轉(zhuǎn)換與編目
對自主發(fā)布和第三方發(fā)布服務(wù)的地址按照編目規(guī)則進行轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)統(tǒng)一、自動化編目。
(3)服務(wù)通信
對申請的服務(wù),解析物理服務(wù)地址。
(4)服務(wù)圍欄
通過服務(wù)地址編目與解析實現(xiàn)服務(wù)的注冊與共享。
3.地名地址引擎
地名地址引擎是空間信息與其他信息之間的橋梁,能夠?qū)崿F(xiàn)大數(shù)據(jù)在全空間信息模型上的精確定位。具體功能包括:
(1)精確匹配不完整地址和不規(guī)范地址
針對進行定位時習(xí)慣使用不完整地址和不規(guī)范地址的特點,提供精確匹配不完整地址和不規(guī)范地址功能,并能進行定位。
(2)精確匹配地址別名
針對進行定位時習(xí)慣使用別名的特點,如黨政機關(guān)、科研院所和學(xué)校等,提供精確匹配地址別名功能,并返回這些別名的標(biāo)準(zhǔn)地址。
(3)精確匹配地址要素別名
針對進行定位時習(xí)慣使用地址要素別名的特點,如定位餐館,只習(xí)慣說餐館的特色菜等,提供精確匹配地址要素別名功能,并返回這些地址要素別名的標(biāo)準(zhǔn)地址。
(4)容錯匹配功能
當(dāng)用戶輸入的地址不規(guī)范甚至錯誤時,匹配引擎可以根據(jù)同音字、通假字和同義詞對地址進行分析,并返回最佳的匹配結(jié)果。
(5)非法或超界地址識別功能
可以識別嚴(yán)重的輸入地址錯誤,或超出參考地址范圍的地址輸入,給出匹配失敗信息。
(6)可定制功能的開放服務(wù)接口
可封裝為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口,并提供不同精度(點地址查詢、線面地址查詢),不同輸入模式(單條匹配模式、多條匹配模式)的功能定制。
(7)批量匹配
支持對表格形式的樣本數(shù)據(jù)匹配,匹配時可選擇地址匹配字段,用戶可通過上傳文件的形式,對文件中多條記錄進行匹配;支持成果下載,可導(dǎo)出為表格或圖形數(shù)據(jù)格式。
(8)逆向匹配
將坐標(biāo)映射成地名地址,并在地圖上展示。根據(jù)用戶輸入的坐標(biāo)值,實現(xiàn)逆向查詢得到該坐標(biāo)所在的行政區(qū)劃、所處街道,以及最匹配的標(biāo)準(zhǔn)地址信息。
4.業(yè)務(wù)流引擎
業(yè)務(wù)流引擎是將業(yè)務(wù)流程中的工作,按照邏輯和規(guī)則以恰當(dāng)?shù)哪P瓦M行表示并對其實施計算,實現(xiàn)工作業(yè)務(wù)的自動化處理。具體功能包括:
(1)業(yè)務(wù)規(guī)則庫管理
預(yù)定義標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則模塊,以及模塊間流向關(guān)系;預(yù)定義業(yè)務(wù)流程樣例;已有的業(yè)務(wù)流程樣例存儲、解析、調(diào)用、修改、刪除和退回操作。
(2)運行服務(wù)管理
業(yè)務(wù)流程的裝載與解釋;業(yè)務(wù)實例的創(chuàng)建和控制,如實例的運行、掛起、恢復(fù)、終止等;外部應(yīng)用程序的調(diào)用;數(shù)據(jù)的調(diào)用。
(3)運行監(jiān)控管理
實時數(shù)據(jù)查詢;日志監(jiān)督服務(wù);日志分析挖掘服務(wù);圖形化的監(jiān)測業(yè)務(wù)實例的運行情況;實時跟蹤業(yè)務(wù)實例的運行情況;業(yè)務(wù)實例的狀態(tài)控制。
5.知識引擎
知識引擎是通過提供不同層次能力的大數(shù)據(jù)分析工具,幫助用戶完成對數(shù)據(jù)的深度挖掘,進而獲取有價值的知識。具體功能包括:
(1)分析模型庫
以時空大數(shù)據(jù)挖掘分析為基礎(chǔ),建立統(tǒng)計分析、特征提取、變化發(fā)現(xiàn),以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、聚類分析、鏈接分析、網(wǎng)絡(luò)分析、判別分析、邏輯分析、人工智能等在線分析模型庫。
(2)推演模型庫
以時空大數(shù)據(jù)挖掘分析為基礎(chǔ),建立決策樹、群集偵測、基因算法等預(yù)測推演模型庫。
(3)業(yè)務(wù)知識鏈
以上述在線分析模型為原子工具,針對用戶需求,形成定制化、流程化的知識鏈,根據(jù)反饋情況,自適應(yīng)調(diào)整知識鏈和原子工具,并在運行過程中實現(xiàn)知識鏈豐富擴充。
6.云端管理系統(tǒng)
至少應(yīng)包括系統(tǒng)設(shè)置、用戶管理、資源發(fā)布、服務(wù)管理、系統(tǒng)監(jiān)控等功能。
(1)系統(tǒng)設(shè)置。包括基本配置信息設(shè)置、數(shù)據(jù)庫信息設(shè)置、服務(wù)器信息設(shè)置、服務(wù)備份和集群部署等。
(2)用戶管理。包含用戶列表、用戶組管理、角色管理和審核審批。
(3)資源發(fā)布。將時空大數(shù)據(jù)以服務(wù)的形式在系統(tǒng)中發(fā)布并注冊,進入服務(wù)資源池。
(4)服務(wù)管理。實現(xiàn)發(fā)布的服務(wù)資源查詢、運行狀態(tài)更改、詳細(xì)信息瀏覽和服務(wù)刪除等。
(5)系統(tǒng)監(jiān)控。包含用戶監(jiān)控、系統(tǒng)監(jiān)控、服務(wù)監(jiān)控和日志查看與分析。
(二)桌面平臺
桌面平臺是依托云中心提供的各類服務(wù)和引擎,面向筆記本、臺式機等桌面終端設(shè)備,運行在內(nèi)部網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上的服務(wù)平臺。除包括原有地理信息公共平臺的桌面服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能外,新增擴展任務(wù)解析模塊、物聯(lián)網(wǎng)實時感知模塊、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取模塊和可共享接口聚合模塊等,以體現(xiàn)系統(tǒng)開放性和自學(xué)習(xí)能力。其結(jié)構(gòu)如圖5所示。
桌面平臺能夠在線智能解析用戶需求,提煉所需的數(shù)據(jù)、功能和業(yè)務(wù)流程等技術(shù)指標(biāo),根據(jù)需求自動調(diào)取現(xiàn)有儲備的相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)、功能或接口服務(wù),缺失的數(shù)據(jù)通過實時感知和在線抓取模塊實時感知抓取,缺失的功能或接口通過接口聚合模塊從網(wǎng)絡(luò)上可共享的功能及接口進行聚合,自適應(yīng)達到用戶預(yù)期目標(biāo)。當(dāng)感知、抓取或聚合的數(shù)據(jù)、功能或接口需求頻率較高時,可將其動態(tài)追加至服務(wù)資源池中。
(三)移動平臺
移動平臺是依托云中心提供的服務(wù),以移動應(yīng)用程序或軟件形式部署在移動終端設(shè)備,運行在移動網(wǎng)或無線網(wǎng)上的服務(wù)平臺。具體功能包括:
1.移動端服務(wù)系統(tǒng)
至少應(yīng)包括地圖窗口、地圖的放大、縮小工具條、地圖切換、興趣點搜索框、圖層菜單、功能菜單、定位等內(nèi)容,并進行合理布局。
依托云中心,實現(xiàn)用戶注冊、認(rèn)證及登錄、圖層疊加、查詢統(tǒng)計、離線下載、路線查詢及規(guī)劃、興趣點標(biāo)注及收藏、空間量測及應(yīng)用設(shè)置等功能。
2.擴展移動功能
實現(xiàn)用戶分享、數(shù)據(jù)編輯、消息通訊、語音搜索、二維碼掃描、分屏對比、資源更新同步、地圖打印、地圖導(dǎo)航等功能。
六、運行服務(wù)及支撐環(huán)境
時空大數(shù)據(jù)平臺的成果內(nèi)容應(yīng)部署在云計算環(huán)境中,并對外提供服務(wù)。
(一)時空大數(shù)據(jù)運行服務(wù)
1.數(shù)據(jù)內(nèi)容
一套時空大數(shù)據(jù),包括市域全覆蓋的基礎(chǔ)時空數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實時感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)和根據(jù)本地特色擴展數(shù)據(jù)。
2.管理軟件
一套時空數(shù)據(jù)引擎和一套多節(jié)點分布式時空大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),以及地圖工作站、空間匹配等工具軟件。
3.部署結(jié)構(gòu)
對于數(shù)據(jù)以及通過數(shù)據(jù)引擎與相應(yīng)的管理軟件構(gòu)成的信息系統(tǒng),進行分類分區(qū)部署,實現(xiàn)地上地下、室內(nèi)室外、虛實、開放、鮮活的時空大數(shù)據(jù)一體化管理。數(shù)據(jù)和管理軟件一般存儲在云計算環(huán)境中的磁盤陣列或刀片機等介質(zhì)上。
4.運行服務(wù)
多節(jié)點分布式時空大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)一要負(fù)責(zé)匯聚多層次數(shù)據(jù),二要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)時空化,三要實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)化和分析挖掘,并推送至云平臺的服務(wù)引擎,支撐云平臺對外提供服務(wù)。
(二)云平臺運行服務(wù)
1.云中心
(1)服務(wù)內(nèi)容
面向服務(wù)的、不涉及國家安全和敏感內(nèi)容的、經(jīng)過數(shù)據(jù)擴充、數(shù)據(jù)融合、分析挖掘形成的覆蓋全市域的數(shù)據(jù)服務(wù)、接口服務(wù)、功能服務(wù)、計算存儲服務(wù)以及知識服務(wù)。
(2)管理軟件
包括云端管理軟件和四套引擎。其中云端管理軟件應(yīng)提供系統(tǒng)設(shè)置、用戶管理、資源發(fā)布、服務(wù)管理、系統(tǒng)監(jiān)控等功能,具備集成數(shù)據(jù)服務(wù)、接口服務(wù)、功能服務(wù)、計算存儲服務(wù)以及知識服務(wù)的能力;四套引擎,分別為服務(wù)引擎、地名地址引擎、業(yè)務(wù)流引擎和知識引擎。
(3)部署結(jié)構(gòu)
服務(wù)資源池、四套引擎和云端管理軟件集成為云中心,通常部署在云計算環(huán)境中。
(4)運行服務(wù)
云中心運行在內(nèi)部網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等環(huán)境,涉及的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及虛擬化軟件、云操作系統(tǒng)有機構(gòu)成了云計算環(huán)境。
2.桌面平臺
桌面平臺通常部署在云計算環(huán)境中,面向筆記本、臺式機等桌面終端,通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器在內(nèi)部網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等環(huán)境下直接調(diào)取使用。其中桌面平臺涵蓋桌面端服務(wù)系統(tǒng)、任務(wù)解析模塊、物聯(lián)網(wǎng)實時感知模塊、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取模塊、可共享接口聚合模塊等。
3.移動平臺
移動平臺通常生成移動應(yīng)用程序或可下載安裝的移動應(yīng)用軟件,面向手機或平板電腦等移動終端,在移動網(wǎng)、無線網(wǎng)等環(huán)境下安裝使用。其中移動平臺涵蓋移動端服務(wù)系統(tǒng)及擴展移動功能。
(三)支撐環(huán)境
1.云計算環(huán)境建立
(1)全市統(tǒng)一云計算環(huán)境建設(shè)的集約模式
政府牽頭采用多元化投融資模式,整合現(xiàn)有云計算資源,建立全市統(tǒng)一的云計算中心,面向全市各部門提供統(tǒng)一的云服務(wù)(數(shù)據(jù)服務(wù)、接口服務(wù)、功能服務(wù)、計算存儲服務(wù)、知識服務(wù))。全市所有新建應(yīng)用系統(tǒng)及非涉密時空大數(shù)據(jù)平臺,都應(yīng)部署于統(tǒng)一云計算環(huán)境,各部門不宜再新建機房、購置硬件設(shè)備。見圖7。
對于原有系統(tǒng)要進行遷移,主要為應(yīng)用遷移和數(shù)據(jù)遷移。應(yīng)用遷移的內(nèi)容包括現(xiàn)有正運行的相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用,其中對暫時無法遷移的應(yīng)用,應(yīng)及時進行改造并遷移;數(shù)據(jù)遷移為現(xiàn)有本部門服務(wù)器中存儲的數(shù)據(jù),對異構(gòu)數(shù)據(jù)應(yīng)按照統(tǒng)一要求,進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改造并遷移。
(2)全市虛擬云計算環(huán)境建設(shè)的過渡模式
以現(xiàn)有的數(shù)字城市地理信息公共平臺支撐環(huán)境為基礎(chǔ),進行升級改造,將新建的基礎(chǔ)平臺和數(shù)據(jù)庫都部署于此環(huán)境中,各部門負(fù)責(zé)本部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè),通過政務(wù)網(wǎng)分布式調(diào)用時空大數(shù)據(jù)平臺的服務(wù)。在時空大數(shù)據(jù)平臺已經(jīng)具有的功能和服務(wù),業(yè)務(wù)系統(tǒng)不得重復(fù)建設(shè)。
現(xiàn)有支撐環(huán)境的升級,包括網(wǎng)絡(luò)的升級和計算存儲能力的升級。網(wǎng)絡(luò)升級要實現(xiàn)全網(wǎng)接入,而不僅僅是政務(wù)網(wǎng)接入;計算與存儲能力升級要根據(jù)本地實際情況因地制宜。
2.云計算環(huán)境要求
云計算環(huán)境的管理智能化水平,以及虛擬化能力、存儲能力和計算能力應(yīng)適應(yīng)本地信息化條件和應(yīng)用規(guī)模,并充分考慮未來發(fā)展,原則上不低于原專題應(yīng)用部門的能力。
3.安全保障
時空大數(shù)據(jù)應(yīng)按照國家對地理信息內(nèi)容分級分類的相關(guān)規(guī)定,對數(shù)據(jù)資源進行分版,其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)運行在涉密的局域網(wǎng)中,與政務(wù)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)嚴(yán)格物理隔離,政務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)運行在政務(wù)網(wǎng),與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)邏輯隔離,公眾信息運行在互聯(lián)網(wǎng)。
各類信息運行支撐環(huán)境建立完備的安全管理措施,具備漏洞掃描、入侵檢測、數(shù)據(jù)包過濾、防病毒、病毒查殺、身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密和主機監(jiān)控等能力。應(yīng)按時檢查和監(jiān)督安全措施的落實執(zhí)行情況。
服務(wù)器設(shè)備能夠支持海量信息存儲,預(yù)留擴展空間,運行穩(wěn)健、安全可靠。存儲備份設(shè)備具有空間數(shù)據(jù)的安全高效存儲備份能力,并預(yù)留擴展空間,有條件可建立異地容災(zāi)存貯備份機制。鼓勵采用自主國產(chǎn)化軟件開展建設(shè)。
4.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
在時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)所需的各項政策、標(biāo)準(zhǔn)、指南、技術(shù)規(guī)范等方面,鼓勵城市根據(jù)本地情況,積極探索。成熟的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),供各城市參考借鑒。
七、示范應(yīng)用
(一)示范要求
應(yīng)堅持需求導(dǎo)向、問題導(dǎo)向,特別注重解決民生問題,實現(xiàn)信息共享和業(yè)務(wù)融合。在建設(shè)實施過程中,可采用多元化建設(shè)運營模式,在城市人民政府統(tǒng)籌領(lǐng)導(dǎo)下,由示范應(yīng)用部門牽頭,時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)與運維單位配合共同實施。建成后的智慧示范應(yīng)用系統(tǒng)要確實能夠解決原有系統(tǒng)在未接入實時信息時,所存在的問題和不足,著重突出智能化、高效化、實時化、泛在化和便捷化。
示范應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)使用便捷、針對性強、服務(wù)泛在、與本領(lǐng)域?qū)n}信息能夠?qū)崿F(xiàn)無縫銜接、與其它相關(guān)領(lǐng)域?qū)崟r協(xié)同。以此為支撐建立的專題應(yīng)用系統(tǒng)至少應(yīng)新增以下內(nèi)容:
1.在功能上,應(yīng)開發(fā)云與端的專業(yè)功能。根據(jù)示范應(yīng)用的需求,優(yōu)先采用時空大數(shù)據(jù)平臺提供的二次開發(fā)API接口,研制相應(yīng)的專業(yè)功能。能公開的通過宿主環(huán)境部署在云,向端服務(wù),不宜公開的部署在本地。
2.在知識上,應(yīng)深入挖掘潛藏數(shù)據(jù)背后的知識與規(guī)律,提升面向時空大數(shù)據(jù)的時空分布、關(guān)聯(lián)分析、深度挖掘等大數(shù)據(jù)挖掘能力。擴充知識引擎,幫助用戶在線完成大數(shù)據(jù)挖掘分析,將空間可視化大數(shù)據(jù)分析結(jié)果,變成直接可用的知識,輔助科學(xué)決策、促進精細(xì)管理、推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展、便捷百姓生活。
3.在性能上,應(yīng)實現(xiàn)透徹感知、廣泛互聯(lián)、按需服務(wù)。整合感知或抓取數(shù)據(jù)作為服務(wù),連基礎(chǔ)時空服務(wù)運行在泛在環(huán)境,根據(jù)用戶的需求,如關(guān)鍵字提示、核心詞匯表述等,萃析并自動處理,或智能組裝應(yīng)用系統(tǒng),真正實現(xiàn)按需服務(wù)。
(二)典型應(yīng)用
依托時空大數(shù)據(jù)平臺,在智能感知、自動解譯、無線通信等新一代信息技術(shù)的支撐下,選擇自然資源管理、警用平臺、防災(zāi)減災(zāi)、公共安全、市場監(jiān)管、旅游服務(wù)等重點領(lǐng)域,海綿城市、地下管廊、信息惠民等重大工程,以及智慧交通、智慧社區(qū)等民生方面,開展示范應(yīng)用。
1.自然資源管理服務(wù)系統(tǒng)
基于時空大數(shù)據(jù)平臺,融合自然資源管理相關(guān)數(shù)據(jù),擴充構(gòu)建跨部門、跨行業(yè)的自然資源要素地理分布統(tǒng)計、空間開發(fā)格局分析、資源優(yōu)化配置等專業(yè)模型和功能,為國土空間規(guī)劃、空間用途管制、生態(tài)修復(fù)、自然資源確權(quán)登記、自然資源資產(chǎn)管理等提供服務(wù)支撐。
在時空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,應(yīng)擴展自然資源管理數(shù)據(jù)。在功能方面,至少包括三大模塊:變化發(fā)現(xiàn)模塊,應(yīng)包括歷史信息與現(xiàn)狀信息融合、人機協(xié)同變化信息提取、可靠性分析等;數(shù)據(jù)分析挖掘模塊,應(yīng)包含各類自然資源要素的數(shù)量、質(zhì)量、地理分布等統(tǒng)計特征分析、空間開發(fā)格局分析、時空關(guān)聯(lián)分析、時空模擬分析、發(fā)展趨勢與演變規(guī)律預(yù)測分析等功能;成果展示發(fā)布模塊,應(yīng)包含各類城市自然資源目錄、瀏覽疊加、查詢檢索、統(tǒng)計分析,以及分析結(jié)果、專題地圖、指標(biāo)規(guī)范、資料報告等的展示、發(fā)布和分發(fā)服務(wù)。
2.智慧公安系統(tǒng)
綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能引擎、視頻技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),整合公安信息資源、統(tǒng)籌公安業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),促進公安建設(shè)和公安執(zhí)法、管理與服務(wù)的科學(xué)發(fā)展。
在時空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,還應(yīng)擴展房屋實體,并集成戶籍人口、流動人口等統(tǒng)計和個體信息,建立人房關(guān)系。建立公安地理公共信息數(shù)據(jù)庫,公安信息地理關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫,直觀再現(xiàn)全市地形情況、交通狀況、公安機關(guān)布控堵截卡點和公安機關(guān)、警力的分布狀況等;建立全市統(tǒng)一的警務(wù)專用數(shù)據(jù)采集平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集入庫,保持?jǐn)?shù)據(jù)持續(xù)動態(tài)更新;構(gòu)建主要公安業(yè)務(wù)單位的專題GIS應(yīng)用,如數(shù)字警務(wù)GIS應(yīng)用系統(tǒng)、110指揮中心協(xié)同作戰(zhàn)、平安城市等GIS應(yīng)用系統(tǒng)。
3.智慧交通系統(tǒng)
綜合運用交通科學(xué)、系統(tǒng)方法、人工智能、知識挖掘等理論與工具,深度挖掘交通運輸相關(guān)數(shù)據(jù),實現(xiàn)行業(yè)資源配置優(yōu)化能力、公共決策能力、行業(yè)管理能力、公眾服務(wù)能力的提升。
在時空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,還應(yīng)擴展交通領(lǐng)域直接產(chǎn)生的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)、公眾互動交通狀況數(shù)據(jù)、相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)和重大社會經(jīng)濟活動關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。實現(xiàn)的功能模塊包括:智慧出行,整合交通出行服務(wù)信息,擴大各類交通出行信息服務(wù)覆蓋面,使公眾出行更便捷;智慧決策,即以系統(tǒng)整合和信息交互的思維,整合行業(yè)數(shù)據(jù),強化交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用,提高決策水平;智慧運營,即以信息化促進傳統(tǒng)行業(yè)轉(zhuǎn)型的思維,形成地面公交、出租汽車、軌道交通、路網(wǎng)建設(shè)、汽車服務(wù)等領(lǐng)域的一體化智能管理。
4.智慧城管系統(tǒng)
綜合運用移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)感知、云計算等現(xiàn)代化信息技術(shù),全面實施智慧化城市管理體系,提高城市管理精細(xì)化水平和快速反應(yīng)能力。
在時空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,還應(yīng)擴展城管專題數(shù)據(jù)集,包括責(zé)任網(wǎng)格、城市管理事部件、實景三維高清影像、業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)、地下管線數(shù)據(jù)等。通過數(shù)據(jù)比對、清洗、融合等技術(shù)手段,對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一授權(quán),并提供各類服務(wù)。其系統(tǒng)功能可包括大數(shù)據(jù)共享交換平臺、核心應(yīng)用平臺、專業(yè)拓展平臺、市容市貌監(jiān)管平臺、市政設(shè)施監(jiān)管平臺、全民城管信息平臺、綜合執(zhí)法平臺、大數(shù)據(jù)分析平臺等。
5.智慧環(huán)保系統(tǒng)
綜合運用信息化手段,將環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)管、環(huán)境監(jiān)察及綜合管理等業(yè)務(wù)進行全面整合,構(gòu)建覆蓋全面、技術(shù)先進的環(huán)境保護體系,實現(xiàn)環(huán)境管理任務(wù)及決策過程的自動化和智能化,提高環(huán)保工作效率和應(yīng)急處置能力。
在時空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,整合環(huán)境業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),搜集公眾、企業(yè)參與數(shù)據(jù)等,為政府、企業(yè)、社會公眾提供智能化、可視化的環(huán)保信息管理應(yīng)用平臺,解決環(huán)境監(jiān)管過程中監(jiān)測體系分散、決策分析不到位、調(diào)控措施不科學(xué)等問題。其主要功能包括環(huán)境監(jiān)測與預(yù)警服務(wù)、污染防治與總量減排服務(wù)、風(fēng)險防范與應(yīng)急指揮服務(wù)、環(huán)境管理服務(wù)、環(huán)境政務(wù)與公眾服務(wù)等。
6.智慧社區(qū)系統(tǒng)
綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等技術(shù),構(gòu)建社區(qū)生活服務(wù)體系,實現(xiàn)社區(qū)公共服務(wù)事項的全人群覆蓋、全口徑集成和全區(qū)域通辦,增強部門協(xié)同服務(wù)能力,提升居民群眾使用率和滿意度。
在時空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,還應(yīng)擴展網(wǎng)絡(luò)化管理的社區(qū)居民數(shù)據(jù)、智能家居報警監(jiān)測數(shù)據(jù)、可穿戴設(shè)備感知數(shù)據(jù)等。以標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)的方式,提供各類社區(qū)資源服務(wù)。全面整合與社區(qū)管理相關(guān)的各類管理資源、信息資源以及社會資源,系統(tǒng)構(gòu)建全區(qū)統(tǒng)一的綜合管理信息系統(tǒng),為領(lǐng)導(dǎo)決策和公眾服務(wù)打造系統(tǒng)服務(wù)管理大平臺;對社區(qū)進行街道辦網(wǎng)格管理,即時掌握影響社會和諧穩(wěn)定的各類信息動態(tài),提供智能分析,精細(xì)量化日常工作考核,協(xié)助快速決策處置。其系統(tǒng)功能可包括網(wǎng)格化精細(xì)辦公、居家養(yǎng)老綜合服務(wù)、平安社區(qū)管理、智能物業(yè)管理等。
7.智慧旅游系統(tǒng)
綜合運用信息化手段,將旅游管理、游客服務(wù)、旅游營銷等多領(lǐng)域資源進行整合,打造智慧旅游服務(wù)體系,實現(xiàn)景區(qū)流程化的生產(chǎn)運營、精細(xì)化的企業(yè)管理、精準(zhǔn)化的營銷決策、智能化的應(yīng)急指揮、人性化的游客服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)化的生態(tài)保護。
在時空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,還應(yīng)擴展互聯(lián)網(wǎng)電子地圖數(shù)據(jù)、旅游景區(qū)景點實景影像數(shù)據(jù)、旅游POI專題數(shù)據(jù)、旅游基礎(chǔ)設(shè)施、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等。對旅游數(shù)據(jù)進行分類采集、存儲、管理和分析,為旅游管理部門提供旅游信息資源查詢、分析、輔助決策等功能,為旅游企業(yè)的信息化應(yīng)用提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),為社會大眾提供旅游信息查詢咨詢服務(wù)。其系統(tǒng)功能可包括智慧旅游公眾服務(wù)平臺應(yīng)用系統(tǒng)、智慧旅游管控平臺、智慧旅游大數(shù)據(jù)平臺等。