时空大数据平台设计

时空大数据平台设计1.项目概况智慧城市作为现代信息技术集中应用与展示的重要载体，已成为促进经济社会建设升级的重要力量。

2006年以来测绘地理信息主管部门开始数字城市地理空间框架建设，取得了一系列地理空间数据资源、地理信息公共服务平台软件资源、应用示范建设资源等成果。

2012年开始智慧城市时空大数据与云平台建设工作，分别出台了《智慧城市时空信息云平台建设技术指南》（2015版）、《智慧城市时空大数据与云平台建设技术大纲》（2017版）、《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲》（2019版）。

时空大数据与云平台作为智慧城市各行各业全面建设的重要基础性支撑平台，是智慧城市所有与地理空间位置有关建设内容的核心支撑，也是智慧城市中用于关联其他信息的时空信息支撑平台和时空信息基础设施，实现时间、空间的地理空间信息共享，提供时空维度的分析与应用，协调和关联各个政府部门时空信息的产生、流向、管理、应用的技术体系和数据保障，将全面服务于政府部门的管理决策，方便广大公众享受更为智能、便捷的生活服务。

为推进国民经济发展和城市信息化建设，盘活地理信息资源，促进地理信息资源的共建共享和充分利用，需要建设时空大数据与云平台。

2.建设目标智慧城市时空大数据与云平台将在智慧城市总体框架下，充分利用基础地理信息已有的建设成果以及在智慧城市方面的建设资源，对基础地理信息数据库和地理信息公共平台在内容、功能和效能上进行补充建设，构建城市时空信息数据库和云平台，最终实现基础地理信息接入感知信息，从而发展到准确定位、有机整合、深度利用；信息资源由现在的分布式存储、逻辑式集中，发展到用云计算、宿主资源；从现在的对接式服务共享，发展到知识引擎、按需服务。

选择多个应用领域，开展智能专题示范建设。

通过丰富带有时间标识的基础地理信息数据和倾斜摄影测量三维等新型产品数据，整理历史和远景规划地理信息，集成智慧城市大数据中心的典型数据资源，形成静态地理信息；同时，扩充物联网智能感知设备位置数据和实时感知的流式数据及其多层次摘要信息等，形成实时动态数据，构建时空信息大数据。

建设按需提供服务能力，扩充感知定位、接入解译及模拟推演API接口、云服务系统、地名地址匹配引擎、业务流引擎、云端自主制图、按需定制服务系统，增强大数据时空分析和数据挖掘能力，搭建时空信息云平台。

3.建设内容按照总体建设目标，时空大数据与云平台分五大部分建设内容。

第一部分是标准规范建设。

建设内容包括时空大数据平台建设、使用与维护管理办法，时空数据整合、交换和共享管理办法，时空信息云平台建设的基本规定、数据规范、技术规范、服务规范、接口规范等。

第二部分是时空大数据建设。

参照《基础地理信息数据库基本规定》（CH／T 9005-2009）的定义，时空信息数据库应蕴含时空信息和物联网节点地址数据，实现其获取、分类、编码、输入、编辑、浏览、查询、统计、分析、表达、输出、更新等管理、维护与分发功能的软件，以及支撑环境。

项目将建设倾斜摄影测量三维建模等新型数据，集成多时期数字线划图，整合多时期历史影像图，建设多时期地理实体，融合多时期影像、地名地址（POI）和基础地理数据，接入物联网时空数据，整合行业专题数据，开展时空信息大数据管理、分析挖掘和服务产品制作等。

第三部分是时空信息云平台。

时空信息云平台在内容上包括业务流引擎、知识化引擎、地名地址服务系统、宿主服务系统、云服务系统、大数据挖掘与可视化系统、云端自主制图系统、按需服务定制系统和时空地理信息公众服务系统等。

第四部分是支撑环境建设。

时空大数据与云平台的软硬件环境将依托自然资源和规划局已有的软硬件及新建设备进行部署。

第五部分是应用示范建设。

在时空信息云平台基础上，提供接口服务，协助相关委办局开展智慧水利、智慧国土（自然资源）、智慧交通、智慧医疗、智慧旅游、“智慧公安”以及安全应急保障系统等示范应用对接工作。

4.数据建设(一)基础地理信息数据库建设（1）多时期数字线划图集成以自然资源和规划局的基础地理信息建设及更新成果为基础，包括1︰1000 数字线划图（DLG），集成建设单位收集提供的1︰10000DLG、1︰50000DLG数据、1︰250000DLG数据、1︰500000DLG 数据等多期数据资料，通过数据格式转换、坐标转换、数据重组等处理，形成多时间序列、多尺度的数字线划图成果。

（2）地理实体库建设以自然资源和规划局的基础地理信息建设及更新成果为基础，融合多行业数据，结合智慧城市应用工程的需求，按照地理实体建设要求，选择试点片区，建设地理实体数据库，实现地理信息与社会经济信息的挂接、管理，实现位置、属性多维度的时态管理与表达。

（3）多时相遥感影像融合融合已有的多时期0.1米、0.3米分辨率的高清正射影像，整合多年份历史影像成果，建设智慧城市时空大数据与云平台影像时空数据库。

（4）地名地址（POI）融合以公安部门建设的现势的标准地址库为基础，整合基础地理信息地名地址（POI）成果，融合民政部门、商业电子导航公司的地名地址（POI）数据，形成地名地址（POI）数据。

(二)物联网时空数据获取与融合（1）智能传感设备位置数据采集与接入依托时空信息云平台，建智能传感设备位置数据采集平台，满足第三方用户采集具备开放和共享条件的其他传感设备空间位置，为智慧城市传感信息深度共享提供支撑。

以城市视频监控共享平台等工程建设为契机，接入各类具备开放和共享条件的智慧城市智能传感设备位置数据。

（2）实时位置与实时感知数据接入与集成依托时空信息云平台，接入智慧城市框架下具备开放和共享条件的传感设备，对其实时位置和实时感知流式数据进行动态解析。

(三)行业专题时空信息资源建设（1）远景规划地理信息集成融合城市发展规划数据，如国民经济和社会发展规划、国土空间规划、生态环境规划、产业布局规划等规划内容信息，添加时间、空间和属性三域标识。

（2）政务专题数据空间化与集成配合政务数据开放平台建设，选择典型政务数据将其统一空间化，赋予空间位置信息，丰富政务开放数据的信息度；将政务开放数据资源集成到时空信息云平台。

探索建设空间化的政务专题共享数据目录体系，为建立以空间化形式共享政务专题数据的常态机制提供支撑。

(四)基础测绘数据与时空信息数据一体化管理系统通过自定义数据抽取规则，自动提取基础测绘数据成果，形成天地图、时空信息数据库，自动形成电子地图配图文件。

针对在线浏览和专题标图的需要，对矢量数据、影像数据进行内容选取组合所形成的数据集，经符号化处理、图面整饰、分级缓存后形成重点突出、色彩协调、符号形象、图面美观的视屏显示地图。

经符号化处理、图面整饰、晕渲、分级裁切后可形成的色彩协调、图面美观的各类显示地图。

包括线划图和影像地图两类电子地图，其中线划类电子地图是以基础地形要素数据为主数据源，经过数据分级、可视化设置而成，影像类电子地图数据是以影像数据为基础，并配以标记级矢量线划数据。

成果输出为固定大小（256*256）的分块瓦片，数据格式为PNG。

电子地图数据分面向政府部门应用的政务电子地图和面向公众服务的公众电子地图。

政务电子地图在地理实体数据基础上，通过整合政府关注的且具有应用需求的社会经济信息形成，主要内容包括水系、交通、居民地、地貌等基础地理信息以及行政机关、公共服务设施等专题信息，作为电子政府建设的地理底图。

公众电子地图在政务电子地图基础上，将涉密信息及不适于面向公众发布的内容进行删除、屏蔽、简化、模糊和综合，增加公众兴趣信息，包括企事业单位、学校、医院、宾馆酒店、体育场馆等，为社会公众提供服务。

公众电子地图的具体内容将结合地理信息公众服务系统的建设进行展开。

系统主要功能如下：（1）数据提取建立与基础数据相关数据内容对应的数据层与要素类的对照表，按照图号检索，图幅检索，空间索引图检索，道路、水系等范围要素检索，行政区划检索等检索条件，从相关基础地理数据中提取数字城市框架数据库和智慧城市时空数据库。

（2）数据一致性处理地理信息公共服务平台的数据源存在着不同来源，不同比例尺、不同坐标系和不同形状特征等情况，根据实际情况，用大比例尺数据修正小比例尺数据，用权威部门的数据修正其他数据，处理内容主要包括几何形状和数据属性等。

（3）数据编辑按照《地理信息公共服务平台地理实体与地名地址数据规范》、《地理信息公共服务平台电子地图数据规范》要求，其中道路数据的几何表达与拓扑关系表达应尽可能遵循《导航地理数据模型与交换格式》（GB/T 19711-2005）与《车载导航地理数据采集处理技术规程》（GB/T 20268-2006），对数据进行编辑处理。

（4）电子地图制作按照《地理信息公共服务平台电子地图规范》的要求，制作地理信息公共服务平台的线划地图、影像地图和DEM晕渲地图。

按照显示比例尺规划各级数据，对数据进行符号化，并对其中的细节进行人工数据调整和注记调整。

（5）符号配置管理按照《地理信息公共服务平台电子地图规范》中对各矢量要素的符号的相关要求进行符号配置，制定电子地图的符号表现方案，可以手工进行要素代码和符号的一一配置，也可以通过制定地形图符号方案配置文件的方式进行载入。

（6）数据检查数据检查是在建库前对数据进行质量检查，以保证数据的准确性和完整性。

按照一定的标准和规范对数据进行检查。

（7）数据脱密数据脱密是把涉密版数据遵照《基础地理信息公开表示内容的规定（试行）》、《公开地图内容表示若干规定》、《公开地图内容表示补充规定（试行）》、《遥感影像公开使用管理规定（试行）》四个文件的要求过滤、删除涉密信息内容，降低空间精度，形成可在非涉密网环境中使用的公开数据集，并通过地图审核。

空间位置精度需符合《公开地图内容表示补充规定（试行）》的要求，即位置精度不高于50米，等高距不小于50米，数字高程模型格网不小于100米，在线发布的影像分辨率不高于0.5米。

（8）生成瓦片库在线划地图、影像地图和DEM晕渲地图三种电子地图基础上，制作瓦片电子地图，以文件的形式保存在数据库服务器中。

瓦片电子地图可以提高用户的访问效率。

5.软件平台建设(一)云服务系统云服务系统主要由时空信息资源目录服务、时空信息功能服务、时空信息资源共享交换服务、云平台运维服务、二次开发接口、智慧城市时空信息云门户等组成。

（1）时空信息资源目录服务对时空信息云平台数据资源服务、功能服务、基础设施服务的目录进行管理，包括目录体系建设、目录的编辑更新等。

（2）时空信息功能服务为用户提供在线空间分析、空间计算、坐标转换、数据格式转换等功能服务。

（3）时空信息资源共享交换服务聚合时空云平台中各类资源服务，为用户提供自有资源服务的共享交换和所需资源服务资源的调用。

（4）云平台运维服务进行时空云平台业务规则管理、运行服务管理、服务运行监控管理、云节点管理、基础设施租用管理等。