智慧城市时空信息云平台建设方案研究(2)

1、第 3 8 卷第 3期 2 0 1 5 年 o 5月 现代测绘 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 时空信 息云平台建设方 案研究 李乃强， 刘婵娟 ( 江苏省测绘工程院， 江苏 南京 2 1 0 0 1 3 ) 摘要推进 智慧城市建设 是城 市加 快实现创 新驱动、 转 型发展 的重要 手段 ， 是城 市信 息化新 一轮 加速 发展 的必 然要求。智慧城市建设是在数字城市地理空间框架中引入时间概念， 把各时期的地理信息都按需反映出来， 发展 为时空信息数据库和

2、时空信 息云平 台的建设 ， 它是动 态的 、 实时的。基 于此， 分析研 究 了智慧城 市时空信 息云平 台 的建设方案。 关键 词智慧城 市 时空信 息云平台 时空信 息数 据库动态 实时 中图分类 号 ： p 2 0 8 文献标识码 ： b 文章编号 ： 1 6 7 2 4 0 9 7 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 0 5 00 3 1 引言 2 总体架构 智慧城市是指在城市发展过程 中， 在城市基础 设施 、 资源环境 、 社会 民生、 经济产业 、 市政治理 领 域中， 充分利用物联网、 互联 网、 云计算、 i t、 智能分 析等技术手段， 对城市居民生活工作、 企业经营发

3、展和政府行政管 理过程 中的相 关活动进行智 慧感 知、 分析 、 集成和应对 ， 为市 民提供一个更美好 的生 活和工作环境 ， 为企业创造一个更有利 的商业发展 环境 ， 为政府 构建一 个更 高效 的城市运 营管 理环 境【_ 1 的建设 ， 其核心是构建智 慧型城市运行生态 系 统和城市产业生态系统 。 数字城市地理空间框架建设在经济社会发展 、 城市信息化进程中发挥了重要作用。具体表现在： ( 1 ) 极大地丰富了城市基础地理信息资源； ( 2 ) 有力 地促进 了信息资源 的共建共享 ； ( 3 ) 形 成 了较为完 善的标准 、 技术和软件体 系； ( 4 ) 全力拓展了测绘保

4、障服务的深度与广度 ； ( 5 ) 有力地 推动 了地 理信息 产业的发展 ； ( 6 ) 有效带 动了城 市测绘地理信息管 理机制及机构建设 ； ( 7 ) 培养造 就了一批专业 人才 队伍 。数字城市地理 空间框架建设 为智 慧城市 时 空信息云平台建设在机制、 管理、 建设、 人才、 技术、 设施等方面打下 了坚实的基础 2 。 数字城市地理 空间框 架主要 内容呈 现为基础 地理信息数据库和地理信 息公 共平 台。随着 物联 网和云计算等技术的发展 ， 基础地理信息数据库上 升为时空信息数据库， 地理信息公共平台上升为时 空信息云平台。智慧城市 阶段 ， 地理空间框架具有 时空特点 ，

5、 发展为时空信息云平 台。本文主要对智 慧城市时空信 息云平 台的总体架构 、 建设 内容 、 关 键技术、 应用示范等方面进行分析研究 。 根据 国家“ 十二五” 总体规划 的建设 内容 ， 作为 智慧城市的地理空 间信息的提供载体 ， 智慧城市时 空信息云平台将建立较为完善的公共地理信息数 据存储体系， 并实现土地、 规划、 交通、 林业、 水利、 税务 、 民政、 公安等公共部门与民用企业互联互通 ， 形成时空信息资源共享交换机制 ， 最终建成基 于云 计算的网络化运行环境的城市时空信息服务平 台， 为政府决策、 城市管理 、 社会公益服务 等各行业提 供基础的时空信息服务。 智慧城市

6、时空信息云平 台结合 经典 云平 台的 设计思路 ， 采用面向服务的 s oa架构 ， 采取 c s和 b s混合模式。平台共分为 4 个核心层次和 2 个支 持体系， 即以云服务管理层、 云服务层 、 基础数据层 和运行支持层为基础 ， 结合标准化体系和安全保障 体系组成智慧城市时空信息云平 台的主体架构 。 3 建设内容 智慧城市 时空信 息云平 台可 以提供 四维地 图 ( g l 括时间属性 ) 、 3 s服务并能够实现智能化应用。 需要在数字城市基础上进行地理信息扩展 、 时 间信 息扩展 、 云服务系统、 智慧应用 、 支撑环境等 5大方 面改进提升工作_ 3 。 3 1 地理信息

7、扩展 数字城市地理信 息成果主要集中在 中心城 区、 重要街道、 重点建筑等局部 区域 ， 在时空信 息云平 台中需要扩充 建设三维 、 3 6 0 。 环视 图、 7 2 0 。 球 面实 景 、 全市域覆盖的多维地理信息 。 3 2 时间信息扩展 包括基 础性 、 公 益性 实 时感知信 息， 如视 频、 rf i d信息 、 专业监控信息等 ， 需要获取并按时 间序 第 3 期 李乃强等 ： 智慧城市时空信息云平台建设方案研究 5 1 列存储 。 3 3 云服务系统 需要在服务器基 础设施 、 软件、 平 台等方 面进 行全面云服务化 升级 ， 实 现数据高效组 织、 模块 化 服务 、

8、 智能化响应等。 3 4 智慧应用 通过时空信息云， 实现基于空间位置 的大数据 整合 ， 提供 移动式 、 协 同式 、 可 控式 、 直 观式 、 交 互 式 、 主题式智慧应用 。 3 5 支撑环境提升 完善传感器 、 计算机集群 、 泛在 网络和共享 政 策标准规范等， 能够使得各类智 能传感器信息采集 信息能够发 回云平 台处理 ， 再 通过泛在 网络 ( 包括 电信、 移动、 广电、 传感网等全网络) 分发、 共享给全 社会 、 各部门、 各类终端使用。 4 关键技术 4 1 物联 网技术 物联网为 “ 智 慧 城 市” 提 供 了强 大 的数 据 支 持 4 。物联网( 1 ot

9、) 定义为把感应器嵌入和装备到 电网、 铁路 、 桥 梁、 隧道 、 公路 、 建 筑、 供水 系统、 大 坝 、 油气管道及家用 电器 等各种真 实物体上 ， 通过 互联网联接起来 ， 进 而运行特定 的程序 ， 达 到远程 控制 ， 实现全面透彻感 知。物联网技术是物物相连 ，的技术 ， 物联 网与互联 网的智能融合 ， 实现更 透彻 的感知 、 更全面的互联互通 ， 更深入 的智能化 ， 全面 解决智能地图学 的实时动态数据源问题 。 智慧城市时 空信 息云平 台为准确定位 实时信 息发生地、 拾取信息内容并与地理信息有机整合、 辅助科学决策提供服务及 接 口包括 ： 物联 网节点 的

10、位置服务 ， 物联 网节点 的空间定位接 口服务 ， 针对 不同类 型传感器 、 信息流拾取 ap i ， 针对监控视频 、 r f i d等传感设备获取的实时信息， 解译分析 a p i 。 4 2 云计算技术 云计算为“ 智慧城市” 提供新 的重要 的应 用服 务模式。云计算环境下， 软件技术、 架构将发生显 著变化 。 所开发的软件必须与云相适应 ， 能够与 虚拟化为核 心的云平 台有 机结合 ， 适应运算 能力 、 存储能力 的动态变化 ； 要能够满足大量用户 的使 用， 要有数据存储、 处理能力； 要互联网化， 有基 于互联网提供软件的应用 ； 安全性要求更 高， 可 以抗攻击， 并

11、能保护私有信息； 可工作于移动终 端、 手机、 网络计算机等各种环境。虽然， 传统的软 件工程理论不会发生根本性变革 ， 但基 于云平 台的 开发工具 、 开发环境 、 开发平 台将为敏捷开发 、 项 目 组内协同、 异地开发等带来便利。软件开发项 目组 内可以利用云平台实现在线开发 ， 并通过云实现知 识积累和软件复用。 时空信息服务系统主要实现 目录服务 ( 包括第 三方 服务 ) 的 目录注册 管理 ， 对 外提 供 gi s服务 ( 如 ： 网络地 图服务 wms 、 网络要素服务 wf s 、 网络 覆盖服务 wc s等服务) ， 同时充分考虑二次开发需 求提供相应 的 we b s

12、 e r v i c e接 口， 以便其他 系统能 直接获取该平台提供合法数据 。 4 3 网格计算技术 网格计算为 “ 智慧城市” 的协 同运行提供有力 支撑。网格计算 技术是构建在互 联 网上 的一种新 技术 ， 其本质是要利用高速互联网把分布在不同地 理位置的计算机组织成一台“ 虚拟超级计算机” ， 实 现所有 网格节点上 的所有资源 的全面共享和协 同 工作 ： 即将 网格上所有 资源动态集成起来 ， 形成一 个有机整体， 在动态变化的多个组织问共享资源和 协 同解决 问题 。形 象地说 ， 网格 计算是解决 “ 发 电 厂” 之间的电力调度即建立智能电网的问题 。 5 智慧应用示范

13、智慧城市 时空信息云平 台示 范应用建设 的主 要思路是以云 的方式提供 we b应用 。时空信息数 据的使用者无论是 哪一类 型的用 户都可 以在任何 一 个地方采用各种设备去访 问时空信息 ， 享受智慧 应用带来的价值。以下对在医疗 、 交通 、 环保 、 食 品 安全等领域进行智慧应用展望 引。 5 1 智慧医疗 以“ 时空信息云” 为核 心， 综合运用 物联 网、 云 计算等先进技术 ， 突破传统 医疗 服务的时空 限制 ， 实现患者 ( 保健对象) 与医务人员 、 医疗机构、 医疗 设备之间的互动与沟通 ， 实现医疗服务最优化的医 疗体系； 同时， 智慧医疗 能够覆盖 了智慧健康 、

14、 智慧 医院、 智慧卫生 、 区域医疗 4大块 ， 应对政府 、 企业 、 家庭、 个人、 医院、 保险、 公共卫生等各方面。 5 2 智慧交通 以“ 时空信息云” 为核心， 建设 以电子警察为主 导的后端平 台对 图像资源 和车辆 行驶数据进行统 一 管理 ， 形成集打击 、 控制 、 预防三位一体的管理功 能的交警管理平 台； 研 发车务通、 “ 两客一危” 运营 车辆监控 、 车载远程信息服务( t s p ) 的车联 网系统 ； 开发包含地铁业务及运营管理， 涵盖从综合通信系 统 、 列车 自动监控 、 电力监控 、 地铁清分、 自动售检票 ， 到 e r p、 工程档案管理轨道交通系

15、统的全覆盖 ； 此外 ， 还可以覆盖高速公路、 铁路、 航空等大交通领域。 5 3 智慧环保 以“ 时空信 息 云” 为核心 ， 服务 环保 的监管 处 5 2 现代测绘 第 3 8 卷 置、 应急指挥、 在线监测等各个方 面。其中， 尾气排 放监管包括路检路查 、 遥感 检测等 ； 建筑垃圾和工 程渣土处置管理包括对卸土点 、 渣土运输 车、 处置 证等信息的长效管理； 应急指挥综合管理包括提高 响应能力 ， 实现全 面管理 ； 污染源在 线监 控包括在 线监控、 档案建立 、 数据采集 、 地 理信息展示 、 基础 信息建立 、 污染源指挥管理等。 5 4 食 品安全方面的智慧应用 以“

16、时空信 息云” 为核心对食 品从 产、 供 、 销等 环节进行全面监控 。供应企业管 理 ： 对种植 、 包装 等环节监控 ， 建立原始数据 ； 肉菜仓储管理 ： 对产品 信息进行管理( 种类 、 批次 、 进 出库) ， 保证数据链完 整； 物流配送管理 ： 对定 点供应企业提供产 品 的物 流环节进行监 控 ( 冷藏 车运送过 程 ， 车辆 的位置和 时间) ； 定点加工单位管理 ： 实现货源数据与仓储系 统对接 ； 检验检疫管理 ： 记 录信息和结果 ， 与紧急事 件指挥联动； 授权加工单 位管理 ： 记录货源、 产 品、 配送信息； 紧急事件指挥管理 可疑事件 的预警 ， 已 发事件数

17、据分析 ( 数据链信息) 和决策支持 ； 追溯查 询 ： 产品的全数据链追溯查询。 6 总结 智慧城市时空信息云平台作为“ 智慧城市” 整 体框架 中一个重要 的、 不可缺少 的基础设施 ， 以一 种更加直观的信息可视化方式表达所有事 物天然 具备 的位置特 征信息 ， 是 建设智 慧城市 的关键 性 基础信息平 台 ， 是 通过 泛在 网络 、 传感 设备 、 智 能 计算等新型高科技手段 。它在基础地理信 息数据 库基础上 ， 实时汇集城市各种时空信息 ， 形成 更透 彻感知 、 更 广泛互 联 、 更智能决 策 、 更 灵性 服 务和 更安全可靠 的地理信 息服务 平 台， 是智慧 城

18、市建 设 的重要 的空 间信息 基础设施 ， 能够更好 地满 足 城市运行 、 管理 与服务 的 自动化 、 智 能化需 求 ， 及 时有效地 为 智 慧城 市探 索 与建设 提 供地 理 信 息 服务 。 参考文献 1 李成名， 刘晓丽， 印洁， 等 数字城市到智慧城市的思 考与探索 j 测绘通报， 2 0 1 3 ( 0 3 ) ： 1 3 2 李德仁， 邵振峰 ， 杨小敏 从数字城市到智慧城市的 理论与实践e j 地理空间信息， 2 0 1 1 ( o 6 ) ： 1 3 3 美 威尔特 埃尔森彼得， 周庆辉 云计算实践指南 m ， 北京 机械工业出版社， 2 0 1 0 4 梁军， 黄

19、骞 从数字城市到智慧城市的技术发展机遇 与挑战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