引言

　　2014年國家發(fā)改委等八部門聯(lián)合出臺的《關于促進智慧城市健康發(fā)展的指導意見》中明確指出“時空信息基礎設施是支撐智慧城市建設的核心基礎”，根據(jù)自然資源部三定方案，組織數(shù)字中國時空信息數(shù)據(jù)庫建設與更新是自然資源部門的重要職責之一，為更好地支撐新型智慧城市建設，自然資源部于2019年1月正式發(fā)布了《智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設技術大綱（2019版）》（以下簡稱《大綱》）。

　　國地科技基于長期服務于自然資源（國土資源）部門的長期實踐，針對通常智慧城市條塊化建設模式所帶來的信息孤島、重復投資、資源浪費等問題，在深入解讀《大綱》的基礎上，提出以時空大數(shù)據(jù)平臺為基礎構(gòu)建智慧城市支撐平臺，通過 “平臺支撐”促進基礎設施、平臺與應用之間的深度融合，實現(xiàn)新型智慧城市基礎設施的集約化建設。

　　解讀：智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺的內(nèi)涵與建設要求

　　(1)《大綱》提出的背景

　　隨著當前社會各界各部門對測繪的要求越來越高、需求越來越迫切，具有時空標識的地理信息數(shù)據(jù)海量累積、測繪技術與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等高新技術不斷融合發(fā)展，無尺度地理要素數(shù)據(jù)（NSF）、空地一體測繪、網(wǎng)絡信息抓取等測繪新技術不斷涌現(xiàn)。自然資源部面向國家智慧城市、大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略、自然資源管理工作需求以及當前測繪新技術發(fā)展要求，基于前期試點工作經(jīng)驗，于2019年1月發(fā)布了《智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設技術大綱（2019版）》，以指導各地區(qū)自然資源主管部門開展智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設及應用。

　　圖1 大綱提出的背景與目標

　　(2)時空大數(shù)據(jù)平臺的內(nèi)涵

　　時空大數(shù)據(jù)平臺是基礎時空數(shù)據(jù)、公共管理與公共服務涉及專題信息的“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、泛在服務的技術系統(tǒng)。時空大數(shù)據(jù)平臺連同云計算環(huán)境、政策、標準、機制等支撐環(huán)境，以及時空基準共同組成時空基礎設施。

　　圖2 時空基礎設施

　　(3)時空大數(shù)據(jù)平臺的建設內(nèi)容

　　《大綱》要求時空大數(shù)據(jù)平臺的建設遵循開放性、繼承性、安全性、智能化、重點性五大原則，提出時空大數(shù)據(jù)平臺建設的具體內(nèi)容包括：統(tǒng)一時空基準、豐富時空大數(shù)據(jù)、構(gòu)建云平臺、搭建云支撐環(huán)境和開展智慧應用。

　　圖3 時空大數(shù)據(jù)平臺建設內(nèi)容

　　思考：從時空大數(shù)據(jù)平臺到智慧城市支撐平臺

　　(1)以支撐平臺實現(xiàn)統(tǒng)籌建設是新型智慧城市建設的必然要求

　　目前大部分城市的信息化建設的運營實體、行業(yè)領域、技術體系均較為松散雜亂，形成了眾多孤立、分散的信息系統(tǒng)，既存在重復建設的浪費，也導致了運營維護的復雜和困難。因此有必要構(gòu)建統(tǒng)一、公共、普適的公共支撐平臺來提供相應的數(shù)據(jù)共享和能力開放等服務，這樣既可以保證智慧城市應用不會受到不同行業(yè)所屬的基礎設施、數(shù)據(jù)與能力資源共享開放的局限，各種各不相同的應用也可以從公共支撐平臺獲得所需的服務，從而更高效、更靈活地促進智慧城市的發(fā)展。

　　智慧城市公共支撐平臺的建設，旨在將信息化系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)應用中孤立存在的數(shù)據(jù)與能力資源由領域內(nèi)封閉轉(zhuǎn)變?yōu)榭珙I域開放、由各種自有技術轉(zhuǎn)變?yōu)闃藴驶?guī)范，并通過將分散的、小范圍的信息化和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)、能力資源匯聚即成為共性服務資源群，形成統(tǒng)一的共性服務公共支撐體系，為各種智慧城市具體應用的共性需求實現(xiàn)全面支撐。

　　(2)時空大數(shù)據(jù)平臺是智慧城市支撐平臺的重要組成

　　從新型智慧城市總體架構(gòu)來看，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，其中基礎時空數(shù)據(jù)是政務、民務、運營和感知等其他城市大數(shù)據(jù)時空化的基礎；云平臺是公共信息平臺層的重要組成，是其他專題應用平臺的基礎性支撐平臺。

　　因此，時空大數(shù)據(jù)平臺作為智慧城市支撐平臺的重要組成，既是智慧城市支撐平臺不可或缺的、基礎性的信息資源，又是其他信息交換共享與協(xié)同應用的載體，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，實現(xiàn)基于統(tǒng)一時空基礎下的規(guī)劃、布局、分析和決策。

　　圖4 時空大數(shù)據(jù)平臺是智慧城市支撐平臺的重要組成

　　路徑：基于時空大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建智慧城市支撐平臺

　　城市時空信息平臺作為智慧城市的地理空間信息的提供載體，是智慧城市重要的空間信息基礎設施，具備業(yè)務時空數(shù)據(jù)深度融合，應用時空數(shù)據(jù)深入分析，主題時空數(shù)據(jù)跨地區(qū)、跨部門、跨層級共享服務的能力。智慧城市支撐平臺的建設，應基于時空大數(shù)據(jù)平臺，逐步推進城市級公共數(shù)據(jù)庫、公共信息平臺建設，更好地促進數(shù)據(jù)交換共享和跨領域業(yè)務協(xié)同，沉淀和積累數(shù)據(jù)資源為，最終構(gòu)建新型智慧城市的“心臟和大腦”。

　　(1)打通城市公共數(shù)據(jù)的進出通道

　　實現(xiàn)城市公共數(shù)據(jù)的交換、 清洗、整合和加工。通過交換系統(tǒng)從各個離散的信息源獲取人口、法人、地理空間、宏觀經(jīng)濟及建筑物數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)比對、清洗等技術手段，存入到公共基礎數(shù)據(jù)庫；通過數(shù)據(jù)交換、清洗、整合、加工、時空化等技術手段對來自各應用單位的業(yè)務數(shù)據(jù)進行處理，存入到公共業(yè)務數(shù)據(jù)庫。促進新型智慧城市建設中數(shù)據(jù)的整合、協(xié)同、完善，高效利用具有基于統(tǒng)一的時空基準。

　　圖5 作為城市公共數(shù)據(jù)的進出通道

　　(2)實現(xiàn)城市公共數(shù)據(jù)的組織、編目、管理以及應用績效評估

　　依托元數(shù)據(jù)、目錄數(shù)據(jù)、交換數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)等支撐數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對公共數(shù)據(jù)庫有效管理。同時，通過對公共數(shù)據(jù)庫的服務封裝，發(fā)布接口規(guī)范，以統(tǒng)一接口服務方式實現(xiàn)智慧應用對公共數(shù)據(jù)庫資源的訪問，以支撐專題應用平臺、管理公共時空信息數(shù)據(jù)、分享時空信息專題數(shù)據(jù)、為公眾提供時空信息服務，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、業(yè)務融合、技術融合和跨部門、跨系統(tǒng)、跨業(yè)務、跨層級、跨地域的服務和協(xié)同管理。

　　(3)提供城市公共數(shù)據(jù)的共享服務

　　為城市政府專網(wǎng)和公共網(wǎng)絡上的各類智慧應用提供基于城市公共數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)服務、時空信息承載服務、基于數(shù)據(jù)挖掘的決策知識服務等。通過集成第三方提供時空信息承載、專題數(shù)據(jù)分析及挖掘等服務組件，以統(tǒng)一接口方式提供給各類智慧應用。服務組件可根據(jù)業(yè)務發(fā)展需要而動態(tài)調(diào)整。同時也提供開發(fā)接口服務，支持開發(fā)者或應用開發(fā)商調(diào)用平臺提供的服務和自己的業(yè)務應用進行集成，或是開發(fā)基于公共信息平臺的應用系統(tǒng)。優(yōu)先推進協(xié)同辦公系統(tǒng)、網(wǎng)上辦事大廳等共用平臺及市民卡、市民網(wǎng)頁等公共服務平臺建設，形成綜合服務能力。

　　圖6 智慧城市支撐平臺下的智慧應用體系

　　(4)統(tǒng)籌空間數(shù)據(jù)資源，服務城市建設管理

　　為了更好地從空間規(guī)劃中統(tǒng)籌數(shù)據(jù)資源、引領智慧城市建設，在其上構(gòu)建信息規(guī)劃平臺，主要包括計算與存儲平臺、智慧城市公共數(shù)據(jù)庫、智慧城市公共服務云平臺、城市三維實景地圖、規(guī)劃信息平臺等。在此平臺上可根據(jù)城市智能模型（CIM）實現(xiàn)多維態(tài)的城市元胞建模并進行城市空間的演化模擬；同時將物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與BIM結(jié)合，充分發(fā)揮BIM具有高級別微觀世界的語義信息存儲、更新、管理和表達能力，實現(xiàn)對城市地理實體細粒度的良好表達作用，進一步深度挖掘城市時空運行規(guī)律，實現(xiàn)運行狀態(tài)的實時感知，支撐城市的精細化管理，最終構(gòu)建具有動態(tài)協(xié)同管理及實施預測能力的三維高仿真可視化系統(tǒng)以支撐城市地理實體中各業(yè)務部門良好運作。

　　效能：以平臺統(tǒng)籌實現(xiàn)新型智慧城市的集約高效建設

　　新型智慧城市是關于“人”的智慧城市而不是關于“技術”，“智慧城市”的本質(zhì)，應是實現(xiàn)城市良性運轉(zhuǎn)、達到“效率提升”目標的一種手段，“智慧城市”應是一種“以更少投入獲得更優(yōu)質(zhì)、更高效產(chǎn)出”的城市系統(tǒng)。

　　傳統(tǒng)空間信息平臺建設往往只停留在技術、基礎設施層面，不具備基本的統(tǒng)籌能力，不足以支撐頂層統(tǒng)籌規(guī)劃與業(yè)務需求。因此，以時空大數(shù)據(jù)平臺為基礎構(gòu)建智慧城市支撐平臺，將更好的統(tǒng)籌信息、數(shù)據(jù)、業(yè)務、技術、平臺、基礎設施等各個方面，從而實現(xiàn)新型智慧城市的集約高效建設。智慧城市支撐平臺的統(tǒng)籌能力主要體現(xiàn)在以下四個方面：

　　01 統(tǒng)籌公共信息，實現(xiàn)互通共享

　　支撐平臺的建設通過統(tǒng)籌相關單位擁有自主產(chǎn)權(quán)、處置權(quán)或管轄權(quán)的硬件資產(chǎn)、場地和軟件基礎數(shù)據(jù)，積極進行社會化、市場化，從而減少資料收集、數(shù)據(jù)采集等單獨建設、重復勞動的費用和時間，打破各個“信息孤島”、部門隔閡，實現(xiàn)計算、數(shù)據(jù)共享，提升各部門效率。同時，平臺建立統(tǒng)一的時空數(shù)據(jù)標準體系，統(tǒng)一數(shù)據(jù)分類、元數(shù)據(jù)定義和時空基準，開發(fā)規(guī)范數(shù)據(jù)接口，使數(shù)據(jù)互通共享暢通無阻。

　　02 統(tǒng)籌云平臺技術，實現(xiàn)高效分析

　　支撐平臺基于云基礎架構(gòu)，淘汰傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)建設管理模式，實現(xiàn)存儲資源池化、虛擬存儲遷移、異地災備；提供充足計算與存儲資源，實現(xiàn)算力與存儲的快速伸縮，服務資源的彈性調(diào)整，有效滿足未來不斷變化的數(shù)據(jù)存儲與挖掘需求。

　　03 統(tǒng)籌部門應用，綜合管理業(yè)務

　　隨著城市規(guī)模擴展、管理深化，城市管理業(yè)務由單一向綜合，由分散向集中變革，以支撐平臺為門戶，統(tǒng)籌各部門業(yè)務，實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、業(yè)務融合、技術融合和跨部門、跨系統(tǒng)、跨業(yè)務、跨層級、跨地域的協(xié)同管理和服務，從而促進城市業(yè)務的集中高效管理。

　　04 統(tǒng)籌平臺建設，節(jié)約建設成本

　　通過集中建設支撐平臺的模式，打造規(guī)范化可擴展的專業(yè)化平臺，使平臺搭建脫離了傳統(tǒng)的從硬件、軟件、開發(fā)的低效率的煙囪式建設；基于支撐平臺，各部門可以根據(jù)業(yè)務需求以云公共服務平臺申請的方式快速搭建如生態(tài)環(huán)境監(jiān)測平臺、智慧交通平臺等業(yè)務平臺。統(tǒng)籌建設支撐平臺，能有效避免多頭投資，重復建設，極大的降低業(yè)務擴展成本、數(shù)據(jù)建設成本、應用開發(fā)成本、運維成本、機房資源成本等，有效提高資源利用率，從而進一步促進城市集約建設與共建共享。

結(jié)語

　　新階段的智慧城市建設應關注大數(shù)據(jù)融合分析和應用，基于時空大數(shù)據(jù)平臺可以全面、準確地掌握城市發(fā)展特征和態(tài)勢、關鍵影響因素、發(fā)展規(guī)律，助力政府科學決策、提升城市治理精細化水平、提供主動的、個性化、差異化的服務。

　　以時空大數(shù)據(jù)平臺為基礎，構(gòu)建智慧城市支撐平臺，實現(xiàn)各類信息資源和業(yè)務功能的服務化封裝和調(diào)度管理，支撐上層應用快速定制、開發(fā)和部署能力，實現(xiàn)跨地域、跨部門、跨行業(yè)的綜合服務和協(xié)同，將有效的促進資源整合，實現(xiàn)“一個平臺，多重應用”，從而真正實現(xiàn)以智慧助“智惠”的新型智慧城市建設目標。

　　作者簡介：

　　羅偉玲：國地科技總工程師，高級工程師，中國土地學會專家?guī)鞂＜遥瑥V東省土地規(guī)劃專家?guī)鞂＜?，廣東三舊改造協(xié)會規(guī)劃與設計委員會副主任委員，中山市城鄉(xiāng)規(guī)劃委員會委員。2006年以來主持近50項土地利用總體規(guī)劃編制、評估及調(diào)整完善工作。獲得6項國土資源（廣東）科學技術獎，公開發(fā)表多篇研究論文。

　　林子裕，主要研究方向為機器學習、大數(shù)據(jù)挖掘在城市研究中的應用。

　　張澤瑞，主要研究方向為深度學習、時空大數(shù)據(jù)分析與應用。