智慧城市時空信息云平臺建設(shè)試點技術(shù)指南

1、 主 要 內(nèi) 容內(nèi)容結(jié)構(gòu)3必要性1在量變上的比較5意見聽取及處理情況32主要內(nèi)容34在質(zhì)變上的比較36一個有益的探索7地理空間框架即空間信息基礎(chǔ)設(shè)施,是城市信息化不可或缺的、基礎(chǔ)性的、根本性的信息資源,發(fā)展以法定的、統(tǒng)一的地理空間框架為基礎(chǔ),整合人口、法人、經(jīng)濟、社會、文化等信息內(nèi)容,是城市信息化的必然要求。 在全國范圍內(nèi),已經(jīng)有320(地級、100多個(縣級城市開展了建設(shè)工作,其中158 (地級、60多個(縣級城市地理空間框架建成并投入使用,開發(fā)了2000多個應(yīng)用系統(tǒng),惠及國土、規(guī)劃、房產(chǎn)、公安等眾多領(lǐng)域。視頻、感應(yīng)等設(shè)備 空間位置上圖 播放實時信息 缺乏信息提取 未能有機整合 沒有深入應(yīng)用

2、規(guī)劃地名環(huán)保水利公安0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 房產(chǎn)工商 0 10 10 10 10 10 1市測繪主節(jié)點縣測繪分節(jié)點調(diào)用注冊公共平臺千萬、億瓦片統(tǒng)戰(zhàn)、紀委、發(fā)改委、工會、工商、稅務(wù)宿主、寄存系統(tǒng)、專題數(shù)據(jù)本地化標準服務(wù)二次開發(fā)零碼組裝運維管理原有公共平臺優(yōu)點:通用,反映了共性需求缺點:缺乏個性化定制能力在線地圖云計算、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)的進步給數(shù)字走向智慧提供了可能無線網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)發(fā)展2008年IBM總裁彭明盛提出“智慧地球”,實現(xiàn)“更透徹的感知、更廣泛的互聯(lián)互通、更全面的智能化”。 巴西里約熱內(nèi)盧建立了應(yīng)急反應(yīng)智能系統(tǒng),智能化發(fā)展取得革命性進展。I

3、BM 與我國部分省、市簽署智慧城市戰(zhàn)略合作協(xié)議。廣東省 2009年8月26日沈陽市 2009年9月16日昆山市 2009年10月22日主 要 內(nèi) 容 內(nèi)容結(jié)構(gòu)3必要性1在量變上的比較5意見聽取及處理情況32主要內(nèi)容34在質(zhì)變上的比較36一個有益的探索72012年10月9日,在中國測繪大廈召開了研討會,來自科技部、工信部、建設(shè)部、國家測繪地理信息局、中科院、企業(yè)(3位、武漢市等部門和單位的9位專家提出了寶貴意見,修改完善后,形成了評審稿。2012年11月13日,召開評審會,同時書面征求了李德仁院士、董寶青、景貴飛等專家的意見。 2013年1月8日,在中國測繪大廈召開了內(nèi)部討論會,來自國土司、戰(zhàn)略

4、發(fā)展研究中心、研究院等部門和單位的9位專家提出了寶貴意見,修改完善后,形成了審查稿。2013年2月22日,在中國測繪大廈召開了審查會,來自國家局、國土司、科技司、陜西局、研究院等部門和單位的9位專家提出了寶貴意見,修改完善后,形成了最終稿。 主 要 內(nèi) 容 內(nèi)容結(jié)構(gòu)3必要性1在量變上的比較5意見聽取及處理情況32主要內(nèi)容34在質(zhì)變上的比較36一個有益的探索7 主 要 內(nèi) 容 內(nèi)容結(jié)構(gòu)3必要性1在量變上的比較5意見聽取及處理情況32主要內(nèi)容34在質(zhì)變上的比較36一個有益的探索7背景1、現(xiàn)狀國家測繪地理信息局自2006年,特別是2009年加快推進數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)以來,311個地級市、100

5、多個縣級市開展了建設(shè)工作,其中158個地級市、60多個縣級市地理空間框架建成并投入使用,全國累計開發(fā)了2000多個應(yīng)用系統(tǒng),惠及國土、規(guī)劃、房產(chǎn)、公安、消防、環(huán)保、衛(wèi)生等眾多領(lǐng)域,在經(jīng)濟社會發(fā)展、工業(yè)與信息化進程中發(fā)揮了重要作用。數(shù)字城市地理空間框架已經(jīng)成為領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策的重要工具、城市信息化建設(shè)的基礎(chǔ)平臺和提高人民生活質(zhì)量的便利幫手。背景2、問題隨著科技不斷進步和應(yīng)用需求快速變化,特別是云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,對地理空間框架提出了體驗性要好、實時性要強、移動性要大、可控性要高和自主性要多的新要求。背景3、新定位需求牽引、技術(shù)拉動下,為有效支撐智慧城市的建設(shè)與運行,要求地理空間框架進一步提

6、升,能夠勝任城市“大腦”和“骨架”的新定位:一是負責(zé)與空間位置有關(guān)信息的集成、處理、可視、分析與決策;二是準確定位實時感知信息的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點。為此,國家測繪地理信息局在全國范圍內(nèi)遴選具備條件的城市開展試點。背景4、目的為切實保障試點工作順利進行,推動已建成數(shù)字城市地理空間框架進一步升級轉(zhuǎn)型為智慧城市時空信息框架,著重建設(shè)時空信息云平臺,全面支撐智慧城市的建設(shè)與運行,促進城市地理信息資源的應(yīng)用,使我國在該領(lǐng)域保持國際領(lǐng)先地位,特制定本技術(shù)指南。(一適用范圍三方面本指南提出的建設(shè)思路、建設(shè)目標、建設(shè)原則、建設(shè)內(nèi)容、運行服務(wù)和示范應(yīng)用: 時空信息云平臺建設(shè)的試點城市,開展相關(guān)技術(shù)設(shè)計書編制以及試點技術(shù)

7、工作的依據(jù); 可作為其它數(shù)字城市地理空間框架進一步升級和深化應(yīng)用的技術(shù)指導(dǎo); 銜接智能專題的重要參考。(二認識與思路1、基本認識智慧城市是在時空信息支撐下,依托物聯(lián)網(wǎng)和云計算等現(xiàn)代信息技術(shù),將人類知識物化到信息化條件下的城市規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、管理、運營和發(fā)展等各項活動中,形成不依賴人或少依賴人的智能化專題,按需優(yōu)化組合,相互之間實現(xiàn)有機協(xié)同。智慧城市是城市信息化發(fā)展的愿景,會歷經(jīng)從初級到高級、從局部到整體、從單一到綜合的不同發(fā)展階段。行為智能應(yīng)用大腦云計算中心神經(jīng)系統(tǒng)信息與指令雙向傳輸感官智能感知(二認識與思路2、相互聯(lián)系數(shù)字城市、智慧城市都離不開地理空間框架的支撐。地理空間框架是測繪地理信息

8、部門的責(zé)任和擔(dān)當(dāng),也是城市信息化的基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)字城市階段,地理空間框架主要內(nèi)容呈現(xiàn)為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫和地理信息公共平臺。隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計算等技術(shù)的發(fā)展,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫上升為時空信息數(shù)據(jù)庫,地理信息公共平臺上升為時空信息云平臺。智慧城市階段,地理空間框架具有時空特點,發(fā)展為時空信息框架。 (二認識與思路2、相互聯(lián)系時空信息數(shù)據(jù)庫由時空信息數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點地址數(shù)據(jù)、時空信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和支撐環(huán)境四部分構(gòu)成。時空信息云平臺是以直觀表達的全覆蓋精細地理信息和時相地理信息為基礎(chǔ),面向泛在應(yīng)用環(huán)境按需提供地理信息、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點定位、功能軟件和開發(fā)接口的服務(wù),由時空信息數(shù)據(jù)服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點定位服務(wù)、云

9、服務(wù)系統(tǒng)和云計算服務(wù)中心四部分構(gòu)成。(二認識與思路3、建設(shè)思路 豐富多時相的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和全景影像、點云等新型產(chǎn)品數(shù)據(jù),針對實體化對象數(shù)據(jù)添加時間屬性,形成時空信息數(shù)據(jù)集;獲取并規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的名稱和位置,并統(tǒng)一分類與編碼,形成IP地址、二維碼等靜態(tài)和動態(tài)兩類物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點地址數(shù)據(jù)集,構(gòu)建時空信息數(shù)據(jù)庫; 在完善權(quán)威、唯一、通用的地理信息公共平臺基礎(chǔ)上,新增按需提供的個性化平臺,擴充物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點定位功能與傳感設(shè)備接口,增強時空分析能力; 在改造原有支撐環(huán)境的基礎(chǔ)上,建設(shè)能夠寄存、計算和分析,具有云計算服務(wù)能力的軟硬件網(wǎng)絡(luò)環(huán)境; 在上述條件支撐下,選擇交通、城管、應(yīng)急、旅游和公眾等領(lǐng)域開展具有智能

10、性的應(yīng)用示范。(三建設(shè)目標1、具體到一個城市,達到什么目標? 具體到一個試點城市,在已建成的數(shù)字城市地理空間框架基礎(chǔ)上,通過基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫和地理信息公共平臺在內(nèi)容、功能和效能上的新增或擴充,建成時空信息數(shù)據(jù)庫和云平臺,實現(xiàn)三方面質(zhì)的飛躍:第一,從感知信息的實時接入,發(fā)展到準確定位、有機整合、深度利用;第二,從資源的分布式存儲、邏輯式集中,發(fā)展到用云計算、宿主資源;第三,從服務(wù)對接,發(fā)展到知識引擎、按需服務(wù)。同時,選擇5個以上應(yīng)用領(lǐng)域,以多維形象直觀的地圖表達方式,按需提供時空信息服務(wù),開展智能專題示范建設(shè)。(三建設(shè)目標2、整個項目,提煉什么成果?在總結(jié)提煉各試點建設(shè)成果和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,進一

11、步推動技術(shù)升級完善, 探索地理空間框架在智慧城市階段的建設(shè)模式、 共享模式和服務(wù)模式; 突破核心技術(shù); 凝練工藝流程和標準規(guī)范; 為推動全國數(shù)字城市地理空間框架升級轉(zhuǎn)型、以及智慧省區(qū)和智慧中國建設(shè)奠定基礎(chǔ)。(四建設(shè)原則1、開放性原則云平臺的體系架構(gòu)應(yīng)是開放的: 用戶可以分享計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源、開發(fā)接口和關(guān)于地理信息功能軟件的服務(wù); 能夠把用戶的上述服務(wù)能力便捷宿主至云平臺。(四建設(shè)原則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。(四建設(shè)原則3

12、、安全性原則 凡部署在公有環(huán)境的計算資源、存儲資源,以及地理信息數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)應(yīng)不涉及與國家安全保密有關(guān)的內(nèi)容和事項。 否則必須部署在符合國家有關(guān)規(guī)定的私有環(huán)境。(四建設(shè)原則4、智能性原則 云平臺應(yīng)建立豐富的資源特征庫和需求知識庫; 具有一定的自然語言描述理解能力; 可以自定義業(yè)務(wù)流程; 按需提供數(shù)據(jù)服務(wù)、功能軟件服務(wù)和二次開發(fā)接 口等資源; 能夠自動組合; 在服務(wù)的過程中,具備統(tǒng)計和學(xué)習(xí)能力。(四建設(shè)原則5、重點性原則智慧城市建設(shè)是一項系統(tǒng)工程。測繪地理信息部門應(yīng)把重點放在時空信息框架的構(gòu)建,特別是時空信息云平臺,為智慧城市提供統(tǒng)一的時間、空間基礎(chǔ)。(五建設(shè)內(nèi)容總體要求智慧城市階段,框架建設(shè)

13、應(yīng)充分利用已有的地理信息公共平臺,重點建設(shè)時空信息云平臺,同時,豐富擴充基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫,建立時空信息數(shù)據(jù)庫,保證云平臺能夠提供精確、實時、豐富的時空信息服務(wù),支撐智能專題應(yīng)用。(五建設(shè)內(nèi)容1、時空信息數(shù)據(jù)庫從數(shù)字城市發(fā)展到智慧城市,基礎(chǔ)地理信息將轉(zhuǎn)化為時空信息,并擴充物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點地址信息。參照基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫基本規(guī)定(CH/T 9005-2009的定義,時空信息數(shù)據(jù)庫應(yīng)蘊含時空信息數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點地址數(shù)據(jù),實現(xiàn)其獲取、分類、編碼、編輯、瀏覽、查詢、統(tǒng)計、分析、表達、輸出、更新等管理、維護與分發(fā)功能的軟件,以及支撐環(huán)境。體系架構(gòu) 在已建成的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上,通過數(shù)據(jù)擴充、添加時間屬性

14、以及數(shù)據(jù)重組,實現(xiàn)從基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)到時空信息數(shù)據(jù)的升級。2、時空數(shù)據(jù)的組織與管理 (五 時空信息數(shù)據(jù)庫 (五 建設(shè)內(nèi)容1、庫 時空信息數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)進一步豐富大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù) 將歷史的矢量數(shù)據(jù)進行規(guī)范化處理,統(tǒng)一空間基準、時間基準、數(shù)據(jù)分層、地理編碼、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)影像數(shù)據(jù)進一步豐富高分辨率影像數(shù)據(jù) 將歷史的影像數(shù)據(jù)進行規(guī)范化處理,統(tǒng)一空間基準、統(tǒng)一時間基準、統(tǒng)一勻色三維數(shù)據(jù)分等級實現(xiàn)市轄范圍全覆蓋分區(qū)域建立一級模型、二級模型、三級模型和四級模型地名地址數(shù)據(jù)實現(xiàn)全轄范圍精細化全覆蓋擴充自然村以上的行政地名豐富街、巷名,以及13類興趣點名 新建門(樓址數(shù)據(jù)新型產(chǎn)品數(shù)據(jù)應(yīng)建立市轄范圍四種視角三維

15、 對有特殊要求的地區(qū),可開展全景影像、立面街景和激光點云數(shù)據(jù)的建設(shè)1數(shù)據(jù)擴充體系架構(gòu)2、時空數(shù)據(jù)的組織與管理 (五 時空信息數(shù)據(jù)庫 (五 建設(shè)內(nèi)容1、庫 時空信息數(shù)據(jù)相較傳統(tǒng)地理信息數(shù)據(jù),時空信息中應(yīng)增添時間信息: 矢量數(shù)據(jù)應(yīng)逐要素 影像數(shù)據(jù)應(yīng)針對分庫 三維數(shù)據(jù)應(yīng)逐模型 地名地址數(shù)據(jù)應(yīng)逐條 其他新型產(chǎn)品數(shù)據(jù)應(yīng)按類型2添加時間屬性體系架構(gòu)2、時空數(shù)據(jù)的組織與管理 (五 時空信息數(shù)據(jù)庫 (五 建設(shè)內(nèi)容1、庫 時空信息數(shù)據(jù)矢量、三維和地名地址數(shù)據(jù)的重組使用面向?qū)ο蟮臅r空數(shù)據(jù)模型。將每個地理要素、三維模型和地名地址條目分別構(gòu)建具有唯一標識的空間對象,并將時間屬性,連同其他屬性統(tǒng)一進行封裝,實現(xiàn)時空信息

16、的一體化組織。影像與新型產(chǎn)品數(shù)據(jù)的重組使用連續(xù)快照模型。將同一分辨率、同一類型的不同時相影像,構(gòu)建影像時間序列,形成客觀世界的連續(xù)快照。3數(shù)據(jù)重組體系架構(gòu)2、時空數(shù)據(jù)的組織與管理 (五 時空信息數(shù)據(jù)庫 (五 建設(shè)內(nèi)容1、庫 時空信息數(shù)據(jù)體系架構(gòu)2、時空數(shù)據(jù)的組織與管理 (五 時空信息數(shù)據(jù)庫 (五 建設(shè)內(nèi)容1、庫 物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點地址數(shù)據(jù)根據(jù)城市特點和需求,選擇固定范圍、固定專題 劃分為相對穩(wěn)定和運動兩種類型并確定所屬專題的類型采集室外物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的空間位置,調(diào)查有關(guān)屬性內(nèi)容依托人工確定或室內(nèi)定位方法,獲取室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的相對空間位置及其屬性按照統(tǒng)一制定的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點分類、命名及編碼要求,對獲取的各種物聯(lián)

17、網(wǎng)節(jié)點信息,進行規(guī)范與編碼具有精確空間位置的節(jié)點,通過坐標與時空信息進行關(guān)聯(lián)與匹配僅有相對空間位置的節(jié)點,通過人機協(xié)同實現(xiàn)與三維的關(guān)聯(lián),或者實現(xiàn)與二維分層平面圖的關(guān)聯(lián)3、時空信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 1輸入輸出 應(yīng)包括對時空數(shù)據(jù)的檢查、錄入、添加和確認;輸出功能應(yīng)包括按照產(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)處理應(yīng)具有坐標及投影變換、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。3數(shù)據(jù)可視化應(yīng)具有將多時相數(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。4查詢統(tǒng)計應(yīng)

18、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。體系架構(gòu)2、時空數(shù)據(jù)的組織與管理(五 時空信息數(shù)據(jù)庫 (五 建設(shè)內(nèi)容1、庫 時空信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)5數(shù)據(jù)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。6動態(tài)更新應(yīng)具有實現(xiàn)包括數(shù)據(jù)庫中各分庫、子庫、要素、屬性和其它信息的更新與維護,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的按范圍、按時間、按類型以及整體的更新。7元數(shù)據(jù)管理應(yīng)具有提供時空信息元數(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)的時空信息數(shù)據(jù)應(yīng)建立關(guān)聯(lián),應(yīng)能實現(xiàn)與其對應(yīng)的時空信息