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基于数字郴州市县一体化大数据与地理信息公共服务平台建设方案探讨
摘 要:在数字郴州地理信息公共服务云平台建设成果的基础上,运用市县一体化云平台智能搭建与应用平台快速生成、地理空间信息智能感知与实时处理等关键技术,构建基于高性能计算的市县一体化大数据与地理信息公共服务平台,为公众、政府和企业提供了高效、实时、动态的市县一体化地理信息应用服务,为数字郴州市县一体化建设提供了切实可行的解决方案。
关键字:数字城市;市县一体化 ;公共服务平台
Abstract:In this paper ,based on the construction achievements of digital Chenzhou geographic information public service cloud platform,the key technologies such as municipal and county integrated cloud platform intelligent building and application platform rapid generation, geospatial information intelligent perception and real-time processing,are used to build the municipal and county integrated big data and geographic information public service platform based on high-performance computing, which provides efficient, real-time and dynamic integrated geographic information application services for the public, government and enterprises.It provides a practical solution for the integrated construction of digital Chenzhou municipal and county.
Key words:Digital City ;Municipal and County Integration;Public Service Platform;
湖南省郴州市是国家测绘局第一批确定的数字城市建设试点城市,自2007年起启动了数字城市项目的建设,通过数字城市的推广和全面开展,建设成果在多领域、多部门及大众生活中得到了广泛应用[1-3]。在数字城市运行过程中,县市公共服务平台软件各不相同,空间基准和标准不够统一,服务难以聚合;数据共享不充分;数据中心、支撑环境重复建设等问题依然存在[4-5]。因此,亟需开展数字城市市县一体化标准体系、市县一体化时空信息大数据中心、市县一体化地理信息公共服务云平台建设。
本文主要从数字郴州市县一体化地理信息公共服务平台的建设内容、关键技术实现、建设成果以及应用建设案例等几个方面进行论述,充分利用“数字郴州”地理空间框架的建设成果,探讨数字城市市县一体化大数据与地理信息公共服务平台建设方案。
1.市县一体化云平台建设概述
数字郴州市县一体化大数据与地理信息公共服务平台在继承数字郴州框架的基础上,充分利用和整合已有的各级各类城市信息资源,增加时间标签和物联网节点数据[6],大力推进数据融合,在基准、数据、平台和环境上实现“四个提升”,实践“地理信息+”。平台采用市县共建模式,相互协作、发挥各自优势。市级主要负责项目组织、市级数据建设、平台搭建及市级运行维护工作;县级主要负责本县的数据采集、处理、更新、汇聚、发布、县级运维及示范应用推广等工作[7]。
2.市县一体化云平台建设内容
数字郴州市县一体化大数据与地理信息公共服务平台依据统筹规划、市县一体、分散组合等建设原则,实现了硬件、数据、公共服务平台、应用服务多个方面的资源一体化[]。平台建设内容包含一个中心、一套标准体系、一个云平台、多种应用模式,具体建设内容如下。
2.1智慧城市时空大数据中心
智慧城市时空大数据中心包括历史和现状的基础地理信息数据、公共专题数据、智能感知数据、空间规划数据和时空大数据管理分析系统。补充采集时空大数据资源,建立基于全市一张图管理的时空大数据集;升级改造时空大数据管理系统,实现市县时空大数据联动快速更新;完善时空大数据并行计算、深度挖掘等技术,实现大数据快速分析与处理;增强数据快速处理与数据融合,实现全域时空大数据快速动态渲染。
2.2市县一体化时空信息云平台
时空信息云平台包括服务资源池、服务引擎、云服务系统,以及地名地址引擎、业务流引擎、和知识引擎等六部分。以计算存储、数据、功能、接口和知识服务为核心,形成服务资源池,建立服务引擎、地名地址引擎、业务流引擎和知识引擎,连同时空大数据的数据引擎,通过云服务系统,为各种业务应用按需提供大数据支撑和各类服务,提升市县一体化云平台整体服务能力,将时空数据的价值发挥到最大化。
2.3时空大数据共享交换与交易平台
以打通各部门数据壁垒,数据汇聚落地为目标,打造时空大数据共享交换与交易平台。实现政府部门数据、生产单位数据、众包数据在内的各类数据资源汇聚交换及交易。节约大量数据生产成本,同时通过对数据使用评估价值,调剂财政投入。
2.4智慧应用示范
构建智慧应用示范,推动时空信息云平台的建设应用,形成行业业务的决策分析体系,支撑城市运行和城市治理的方方面面,服务对象有政府部门以及公众。
3.市县一体化云平台建设关键技术实现
3.1基于市县一体化云平台智能搭建与应用平台快速生成技术
采用私有云多用户模式,将一个完整的地理信息系统运行平台作为一种服务提供给用户。采用云计算技术架构进行整体规划,市县级、行业间、组织内部三大平台从逻辑上进行细粒度的隔离,市级、各县级、各应用单位的数据资源以及接入应用系统都拥有自己独立的安全机制、保密机制与资源维护机制。
从业务上,建立多级共享交换机制,包括数据共享交换、纵向与横向的服务共享交换,实现服务数据大融合;提供应用快速构建机制,降低了地理信息公共服务平台的应用构建门槛;通过云GIS服务,区县用户可以快速创建服务子平台,降低了县级平台的建设资金、技术要求,缩短县级平台的建设周期。
3.2空间大数据实时渲染动态快速浏览技术
采用矢量切片技术实现空间大数据实时渲染动态快速浏览,用户可以动态的赋予基础底图样式以及通过配合可交互的工作数据来设计底图样式,扩展了底图的交互性,根据内容进行智能制图和实时分析并展示在基础地图上。
矢量切片结合新技术来控制动态的可交互的地图展示方式,实现移动端或者浏览器端自定义地图样式。
3.3地理空间信息智能感知与实时处理技术
对接国际主流物联网,为其提供时空数据的管理和可视化能力,实时数据高效接入、处理和输出。
时空型数据库基于高效的分布式搜索引擎封装而成,原生具有分布式多节点部署和存储,实现了实时大数据的高效存储和查询。
实时感知数据丰富的可视化效果,提供多种方式的实时数据可视化方式,最主要的是流服务输出连接器提供的要素显示,和时空大数据存储输出连接器的实时动态聚合的显示效果。
3.4基于分布式并行计算的高性能数据存储及分析技术
基于混合存储管理模式,建立一个多层次的时空大数据存储管理框架,将每一份数据至少保存在两个节点之上,在保证效率的同时,也保证了数据安全性。空间大数据分析平台采取的处理策略是:对任务进行拆分,多节点多任务并行处理,最后将各任务的计算结果进行汇总,统一输出。
3.5海量时空大数据的挖掘分析与可视化技术
基于云计算的大数据挖掘分析的优化,使用云平台的自动扩展和负载均衡,根据数据挖掘任务的实际情况,实现大数据挖掘任务的动态伸缩;建立领域内部知识和本体库,使用语义分析提高数据挖掘的查准率和查全率。
时空大数据可视化将结合当前IT技术,采用多视图整合、多维度展现的方式,以地图为载体,承载统计类、监控类信息图表,同时强调数据视图交互联动、大屏支持等能力。
4.市县一体化云平台建设成果
(1)数据成果为时空大数据集。一套静态时空信息数据集及其元数据,包括市域全覆盖的多时相、多类型、多尺度数据。其中,多时相包含历史数据、现势数据和智能传感设备的位置信息与地理编码;多类型包含矢量、影像、三维、地名地址及建(构)筑物数据和其他新型产品数据;多尺度包括不同尺度、不同分辨率的地理信息。一套实时流式数据及其多层次摘要,包括智能感知设备位置数据、动态积累的流式数据及其多层次摘要。实时感知流式数据及其摘要信息多层次部署、多层次摘要、多层次服务。
(2)软件成果,包括1套市县一体化时空大数据管理软件、1套市县一体化时空信息云平台软件、1套市县一体化时空大数据共享交换与交易平台软件、以及多个智慧示范应用。
(3)基础支撑环境成果,包括服务器、存储设备、操作系统等支撑环境,支持虚拟化、平台云部署、资源弹性按需分配。
(4)标准规范成果,包括数据标准规范、服务标准规范、运行维护标准规范。
5.智慧示范应用建设案例
5.1市县“多规合一”信息综合管理系统
明确规划目标和管控体系,通过建立开放、共享、统一、高效、动态更新的数据库和信息平台,以信息化为技术支撑,协调多规之间的矛盾,推进规划编制成果共享应用与规划实施业务协同管理,促进城乡空间合理布局、土地资源高效利用和政府行政效能的提高。
5.2三维GIS辅助规划决策系统
实现城市三维地理空间的综合信息集成、存档、查询和综合应用。把传统的限于二维的城市管理范围扩展到了三维甚至多维的管理范畴,使城市现状风貌和规划成果以立体直观的形式呈现。
5.3面向公众的应用
公众应用是政务、行业面向公众服务的延伸,围绕公众的衣食住行等各个方面提供更为智能、自动化的服务。如掌上办税、不动产登记掌上查询系统,老百姓可在移动端办理税务业务、查询不动产业务情况,简化办事流程;智慧路牌可让大众更方便地出行;以及与支付系统关联的水电气预报系统,可以及时提醒民众水电气缴费等。
6.结束语
数字郴州市县一体化大数据与地理信息公共服务平台建设是对“数字郴州”地理信息公共服务云平台的智能化延伸,平台进一步丰富时空数据,提升数据基础支撑能力;进一步融合各类专题信息资源,挖掘平台服务能力;进一步深化各类智慧应用,扩大应用广度深度。该平台结合了国家政策与郴州市实际情况,建立长期、权威、有效的云平台管理办法,将平台运行机制更加明确化、高效化、可持续化。将智慧城市信息化成果与智慧郴州时空大数据与云平台深度结合,保持平台长久、旺盛的生命力,探索平台应用的市场机制,充分发挥财政投资的最大效益。
参考文献
[1] 陈志军.数字县域地理空间框架一体化建设探讨[J].测绘地理信息,2016,41(3):97-99.
[2]杨利娟.数字城市地理空间框架中市县一体化公共服务云平台的设计与实现[J].测绘通报,2018(5):147-151.
[3]何善国.基于数字郴州地理空间框架的智慧城市时空信息云平台建设研究[J].科学发展创新,2017(16):147-148.
[4]赵鹏程.云环境下浙江省数字城市一体化运维初探[J].测绘通报,2017(8):117-120.
[5]晏王波,宋法奇,刘波. 市县一体化地理空间框架建设模式研究与应用[J].测绘空间信息,2017,15(8):12-14.
[6]成夏葳.基于数字城市建设成果实现智慧城市时空信息云平台方案的探讨[J].测绘标准化,2016,32(4):25-27.
[7]张淑玲.“数字衡阳”市县一体化大数据与地理信息公共服务云平台建设的技术创新[J].测绘通报,2019(9):112-114.