1、第 3 8 卷第 3期 2 0 1 5 年 o 5月 現代測繪 m o d e r n s u r v e y i n g a n d m a p p i n g vo 1 3 8。 no 3 m a y 2 0 1 5 智 慧城市 時空信 息云平臺建設方 案研究 李乃強， 劉嬋娟 ( 江蘇省測繪工程院， 江蘇 南京 2 1 0 0 1 3 ) 摘要推進 智慧城市建設 是城 市加 快實現創(chuàng) 新驅動、 轉 型發(fā)展 的重要 手段 ， 是城 市信 息化新 一輪 加速 發(fā)展 的必 然要求。智慧城市建設是在數字城市地理空間框架中引入時間概念， 把各時期的地理信息都按需反映出來， 發(fā)展 為時空信息數據庫和

2、時空信 息云平 臺的建設 ， 它是動 態(tài)的 、 實時的?；?于此， 分析研 究 了智慧城 市時空信 息云平 臺 的建設方案。 關鍵 詞智慧城 市 時空信 息云平臺 時空信 息數 據庫動態(tài) 實時 中圖分類 號 ： p 2 0 8 文獻標識碼 ： b 文章編號 ： 1 6 7 2 4 0 9 7 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 0 5 00 3 1 引言 2 總體架構 智慧城市是指在城市發(fā)展過程 中， 在城市基礎 設施 、 資源環(huán)境 、 社會 民生、 經濟產業(yè) 、 市政治理 領 域中， 充分利用物聯網、 互聯 網、 云計算、 i t、 智能分 析等技術手段， 對城市居民生活工作、 企業(yè)經營發(fā)

3、展和政府行政管 理過程 中的相 關活動進行智 慧感 知、 分析 、 集成和應對 ， 為市 民提供一個更美好 的生 活和工作環(huán)境 ， 為企業(yè)創(chuàng)造一個更有利 的商業(yè)發(fā)展 環(huán)境 ， 為政府 構建一 個更 高效 的城市運 營管 理環(huán) 境【_ 1 的建設 ， 其核心是構建智 慧型城市運行生態(tài) 系 統(tǒng)和城市產業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 。 數字城市地理空間框架建設在經濟社會發(fā)展 、 城市信息化進程中發(fā)揮了重要作用。具體表現在： ( 1 ) 極大地豐富了城市基礎地理信息資源； ( 2 ) 有力 地促進 了信息資源 的共建共享 ； ( 3 ) 形 成 了較為完 善的標準 、 技術和軟件體 系； ( 4 ) 全力拓展了測繪保

4、障服務的深度與廣度 ； ( 5 ) 有力地 推動 了地 理信息 產業(yè)的發(fā)展 ； ( 6 ) 有效帶 動了城 市測繪地理信息管 理機制及機構建設 ； ( 7 ) 培養(yǎng)造 就了一批專業(yè) 人才 隊伍 。數字城市地理 空間框架建設 為智 慧城市 時 空信息云平臺建設在機制、 管理、 建設、 人才、 技術、 設施等方面打下 了堅實的基礎 2 。 數字城市地理 空間框 架主要 內容呈 現為基礎 地理信息數據庫和地理信 息公 共平 臺。隨著 物聯 網和云計算等技術的發(fā)展 ， 基礎地理信息數據庫上 升為時空信息數據庫， 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 ，

5、 發(fā)展為時空信息云平 臺。本文主要對智 慧城市時空信 息云平 臺的總體架構 、 建設 內容 、 關 鍵技術、 應用示范等方面進行分析研究 。 根據 國家“ 十二五” 總體規(guī)劃 的建設 內容 ， 作為 智慧城市的地理空 間信息的提供載體 ， 智慧城市時 空信息云平臺將建立較為完善的公共地理信息數 據存儲體系， 并實現土地、 規(guī)劃、 交通、 林業(yè)、 水利、 稅務 、 民政、 公安等公共部門與民用企業(yè)互聯互通 ， 形成時空信息資源共享交換機制 ， 最終建成基 于云 計算的網絡化運行環(huán)境的城市時空信息服務平 臺， 為政府決策、 城市管理 、 社會公益服務 等各行業(yè)提 供基礎的時空信息服務。 智慧城市

6、時空信息云平 臺結合 經典 云平 臺的 設計思路 ， 采用面向服務的 s oa架構 ， 采取 c s和 b s混合模式。平臺共分為 4 個核心層次和 2 個支 持體系， 即以云服務管理層、 云服務層 、 基礎數據層 和運行支持層為基礎 ， 結合標準化體系和安全保障 體系組成智慧城市時空信息云平 臺的主體架構 。 3 建設內容 智慧城市 時空信 息云平 臺可 以提供 四維地 圖 ( g l 括時間屬性 ) 、 3 s服務并能夠實現智能化應用。 需要在數字城市基礎上進行地理信息擴展 、 時 間信 息擴展 、 云服務系統(tǒng)、 智慧應用 、 支撐環(huán)境等 5大方 面改進提升工作_ 3 。 3 1 地理信息

7、擴展 數字城市地理信 息成果主要集中在 中心城 區(qū)、 重要街道、 重點建筑等局部 區(qū)域 ， 在時空信 息云平 臺中需要擴充 建設三維 、 3 6 0 。 環(huán)視 圖、 7 2 0 。 球 面實 景 、 全市域覆蓋的多維地理信息 。 3 2 時間信息擴展 包括基 礎性 、 公 益性 實 時感知信 息， 如視 頻、 rf i d信息 、 專業(yè)監(jiān)控信息等 ， 需要獲取并按時 間序 第 3 期 李乃強等 ： 智慧城市時空信息云平臺建設方案研究 5 1 列存儲 。 3 3 云服務系統(tǒng) 需要在服務器基 礎設施 、 軟件、 平 臺等方 面進 行全面云服務化 升級 ， 實 現數據高效組 織、 模塊 化 服務 、

8、 智能化響應等。 3 4 智慧應用 通過時空信息云， 實現基于空間位置 的大數據 整合 ， 提供 移動式 、 協(xié) 同式 、 可 控式 、 直 觀式 、 交 互 式 、 主題式智慧應用 。 3 5 支撐環(huán)境提升 完善傳感器 、 計算機集群 、 泛在 網絡和共享 政 策標準規(guī)范等， 能夠使得各類智 能傳感器信息采集 信息能夠發(fā) 回云平 臺處理 ， 再 通過泛在 網絡 ( 包括 電信、 移動、 廣電、 傳感網等全網絡) 分發(fā)、 共享給全 社會 、 各部門、 各類終端使用。 4 關鍵技術 4 1 物聯 網技術 物聯網為 “ 智 慧 城 市” 提 供 了強 大 的數 據 支 持 4 。物聯網( 1 ot

9、) 定義為把感應器嵌入和裝備到 電網、 鐵路 、 橋 梁、 隧道 、 公路 、 建 筑、 供水 系統(tǒng)、 大 壩 、 油氣管道及家用 電器 等各種真 實物體上 ， 通過 互聯網聯接起來 ， 進 而運行特定 的程序 ， 達 到遠程 控制 ， 實現全面透徹感 知。物聯網技術是物物相連 ，的技術 ， 物聯 網與互聯 網的智能融合 ， 實現更 透徹 的感知 、 更全面的互聯互通 ， 更深入 的智能化 ， 全面 解決智能地圖學 的實時動態(tài)數據源問題 。 智慧城市時 空信 息云平 臺為準確定位 實時信 息發(fā)生地、 拾取信息內容并與地理信息有機整合、 輔助科學決策提供服務及 接 口包括 ： 物聯 網節(jié)點 的

10、位置服務 ， 物聯 網節(jié)點 的空間定位接 口服務 ， 針對 不同類 型傳感器 、 信息流拾取 ap i ， 針對監(jiān)控視頻 、 r f i d等傳感設備獲取的實時信息， 解譯分析 a p i 。 4 2 云計算技術 云計算為“ 智慧城市” 提供新 的重要 的應 用服 務模式。云計算環(huán)境下， 軟件技術、 架構將發(fā)生顯 著變化 。 所開發(fā)的軟件必須與云相適應 ， 能夠與 虛擬化為核 心的云平 臺有 機結合 ， 適應運算 能力 、 存儲能力 的動態(tài)變化 ； 要能夠滿足大量用戶 的使 用， 要有數據存儲、 處理能力； 要互聯網化， 有基 于互聯網提供軟件的應用 ； 安全性要求更 高， 可 以抗攻擊， 并

11、能保護私有信息； 可工作于移動終 端、 手機、 網絡計算機等各種環(huán)境。雖然， 傳統(tǒng)的軟 件工程理論不會發(fā)生根本性變革 ， 但基 于云平 臺的 開發(fā)工具 、 開發(fā)環(huán)境 、 開發(fā)平 臺將為敏捷開發(fā) 、 項 目 組內協(xié)同、 異地開發(fā)等帶來便利。軟件開發(fā)項 目組 內可以利用云平臺實現在線開發(fā) ， 并通過云實現知 識積累和軟件復用。 時空信息服務系統(tǒng)主要實現 目錄服務 ( 包括第 三方 服務 ) 的 目錄注冊 管理 ， 對 外提 供 gi s服務 ( 如 ： 網絡地 圖服務 wms 、 網絡要素服務 wf s 、 網絡 覆蓋服務 wc s等服務) ， 同時充分考慮二次開發(fā)需 求提供相應 的 we b s

12、 e r v i c e接 口， 以便其他 系統(tǒng)能 直接獲取該平臺提供合法數據 。 4 3 網格計算技術 網格計算為 “ 智慧城市” 的協(xié) 同運行提供有力 支撐。網格計算 技術是構建在互 聯 網上 的一種新 技術 ， 其本質是要利用高速互聯網把分布在不同地 理位置的計算機組織成一臺“ 虛擬超級計算機” ， 實 現所有 網格節(jié)點上 的所有資源 的全面共享和協(xié) 同 工作 ： 即將 網格上所有 資源動態(tài)集成起來 ， 形成一 個有機整體， 在動態(tài)變化的多個組織問共享資源和 協(xié) 同解決 問題 。形 象地說 ， 網格 計算是解決 “ 發(fā) 電 廠” 之間的電力調度即建立智能電網的問題 。 5 智慧應用示范

13、智慧城市 時空信息云平 臺示 范應用建設 的主 要思路是以云 的方式提供 we b應用 。時空信息數 據的使用者無論是 哪一類 型的用 戶都可 以在任何 一 個地方采用各種設備去訪 問時空信息 ， 享受智慧 應用帶來的價值。以下對在醫(yī)療 、 交通 、 環(huán)保 、 食 品 安全等領域進行智慧應用展望 引。 5 1 智慧醫(yī)療 以“ 時空信息云” 為核 心， 綜合運用 物聯 網、 云 計算等先進技術 ， 突破傳統(tǒng) 醫(yī)療 服務的時空 限制 ， 實現患者 ( 保健對象) 與醫(yī)務人員 、 醫(yī)療機構、 醫(yī)療 設備之間的互動與溝通 ， 實現醫(yī)療服務最優(yōu)化的醫(yī) 療體系； 同時， 智慧醫(yī)療 能夠覆蓋 了智慧健康 、

14、 智慧 醫(yī)院、 智慧衛(wèi)生 、 區(qū)域醫(yī)療 4大塊 ， 應對政府 、 企業(yè) 、 家庭、 個人、 醫(yī)院、 保險、 公共衛(wèi)生等各方面。 5 2 智慧交通 以“ 時空信息云” 為核心， 建設 以電子警察為主 導的后端平 臺對 圖像資源 和車輛 行駛數據進行統(tǒng) 一 管理 ， 形成集打擊 、 控制 、 預防三位一體的管理功 能的交警管理平 臺； 研 發(fā)車務通、 “ 兩客一危” 運營 車輛監(jiān)控 、 車載遠程信息服務( t s p ) 的車聯 網系統(tǒng) ； 開發(fā)包含地鐵業(yè)務及運營管理， 涵蓋從綜合通信系 統(tǒng) 、 列車 自動監(jiān)控 、 電力監(jiān)控 、 地鐵清分、 自動售檢票 ， 到 e r p、 工程檔案管理軌道交通系

15、統(tǒng)的全覆蓋 ； 此外 ， 還可以覆蓋高速公路、 鐵路、 航空等大交通領域。 5 3 智慧環(huán)保 以“ 時空信 息 云” 為核心 ， 服務 環(huán)保 的監(jiān)管 處 5 2 現代測繪 第 3 8 卷 置、 應急指揮、 在線監(jiān)測等各個方 面。其中， 尾氣排 放監(jiān)管包括路檢路查 、 遙感 檢測等 ； 建筑垃圾和工 程渣土處置管理包括對卸土點 、 渣土運輸 車、 處置 證等信息的長效管理； 應急指揮綜合管理包括提高 響應能力 ， 實現全 面管理 ； 污染源在 線監(jiān) 控包括在 線監(jiān)控、 檔案建立 、 數據采集 、 地 理信息展示 、 基礎 信息建立 、 污染源指揮管理等。 5 4 食 品安全方面的智慧應用 以“

16、時空信 息云” 為核心對食 品從 產、 供 、 銷等 環(huán)節(jié)進行全面監(jiān)控 。供應企業(yè)管 理 ： 對種植 、 包裝 等環(huán)節(jié)監(jiān)控 ， 建立原始數據 ； 肉菜倉儲管理 ： 對產品 信息進行管理( 種類 、 批次 、 進 出庫) ， 保證數據鏈完 整； 物流配送管理 ： 對定 點供應企業(yè)提供產 品 的物 流環(huán)節(jié)進行監(jiān) 控 ( 冷藏 車運送過 程 ， 車輛 的位置和 時間) ； 定點加工單位管理 ： 實現貨源數據與倉儲系 統(tǒng)對接 ； 檢驗檢疫管理 ： 記 錄信息和結果 ， 與緊急事 件指揮聯動； 授權加工單 位管理 ： 記錄貨源、 產 品、 配送信息； 緊急事件指揮管理 可疑事件 的預警 ， 已 發(fā)事件數

17、據分析 ( 數據鏈信息) 和決策支持 ； 追溯查 詢 ： 產品的全數據鏈追溯查詢。 6 總結 智慧城市時空信息云平臺作為“ 智慧城市” 整 體框架 中一個重要 的、 不可缺少 的基礎設施 ， 以一 種更加直觀的信息可視化方式表達所有事 物天然 具備 的位置特 征信息 ， 是 建設智 慧城市 的關鍵 性 基礎信息平 臺 ， 是 通過 泛在 網絡 、 傳感 設備 、 智 能 計算等新型高科技手段 。它在基礎地理信 息數據 庫基礎上 ， 實時匯集城市各種時空信息 ， 形成 更透 徹感知 、 更 廣泛互 聯 、 更智能決 策 、 更 靈性 服 務和 更安全可靠 的地理信 息服務 平 臺， 是智慧 城

18、市建 設 的重要 的空 間信息 基礎設施 ， 能夠更好 地滿 足 城市運行 、 管理 與服務 的 自動化 、 智 能化需 求 ， 及 時有效地 為 智 慧城 市探 索 與建設 提 供地 理 信 息 服務 。 參考文獻 1 李成名， 劉曉麗， 印潔， 等 數字城市到智慧城市的思 考與探索 j 測繪通報， 2 0 1 3 ( 0 3 ) ： 1 3 2 李德仁， 邵振峰 ， 楊小敏 從數字城市到智慧城市的 理論與實踐e j 地理空間信息， 2 0 1 1 ( o 6 ) ： 1 3 3 美 威爾特 埃爾森彼得， 周慶輝 云計算實踐指南 m ， 北京 機械工業(yè)出版社， 2 0 1 0 4 梁軍， 黃

19、騫 從數字城市到智慧城市的技術發(fā)展機遇 與挑戰(zhàn)e j 地理信息世界， 2 0 1 3 ， 2 0 ( 1 ) ； 8 1 8 6 s t u d y o n co n s t r u c t i o n s c h e me o f te mp o r a l a n d s pa t i a l i nf o r ma t i o n cl o u d pi a t for m f o r w i s d o m ci t y l i n a i q i a n g，l i u ch a n - j u a n ( s u r v e y e n g i n e e r i n g i n

20、s t i t u t e o f j i a n g s u p r o v i n c e ， na n j i n g j i a n g s u 2 1 0 0 1 3 ，c h i n a ) ab s t r a c t to p r o mo t e t h e wi s d o m c i t y c o n s t r u c t i o n i s a n i mp o r t a n t me a n s t o r e a l i z e t h e a c c e l e r a t i o n o f d r i v e n i n n o v a t i o n

21、，a n d i s a n i mp o r t a n t me a n s f o r d e v e l o p me n t t r a n s f o r ma t i o n i t i s t h e i n e v i t a b l e r e q u i r e me n t f o r 3 n e w r o u n d o f u r b a n i n f o r ma t i z a t i o n a c c e l e r a t e d o f c i t y wi s d o m c i t y c o n s t r u c t i o n i s a n e w c o n c e p t wh i c h i n t r o d u c e s t i me c o n c e p t i o n i n t o d i g i t a l ci t y g e o s p a t i a l f r a me ，t h a t i t r e f l e c t s g e o g r a p h i c i n f o r ma t i o