淺談智慧城市時空大數(shù)據(jù)建設(shè)

姚小軍

(如皋市勘測院)

1 智慧城市概述

智慧城市具體是指在城市建設(shè)發(fā)展過程中，借助現(xiàn)代化方式獲取高精度數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建信息化平臺，并依托平臺對社會生產(chǎn)生活中的公共交通、醫(yī)療衛(wèi)生、教育、飲食、工業(yè)與商業(yè)活動等領(lǐng)域內(nèi)的要求進行積極的響應(yīng)，使各領(lǐng)域可以根據(jù)需要獲取對于自身發(fā)展極為有利的信息資源[1]。智慧城市的主要目標是促使城市朝著智慧化、智能化和信息化方向發(fā)展，以此對人和人、人和物、物和物之間的聯(lián)系方法進行合理改進，為人們的社會生產(chǎn)生活提供更多的便利條件。

2 智慧城市時空大數(shù)據(jù)建設(shè)中的應(yīng)用分析

智慧城市時空大數(shù)據(jù)是在城市基礎(chǔ)地理信息的基礎(chǔ)上，將各個曾經(jīng)孤立的、服務(wù)內(nèi)容單一的，但具備城市管理功能的空間信息、動態(tài)信息和公共信息等城市信息聚合成面向大眾的、跨領(lǐng)域的、跨系統(tǒng)的社會化信息服務(wù)，是智慧城市的核心和基礎(chǔ)[2]。在全面了解如皋市時空信息數(shù)據(jù)基本現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過在統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準下對數(shù)據(jù)進行規(guī)整處理，建設(shè)如皋市時空大數(shù)據(jù)庫及服務(wù)全市的時空大數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)，實現(xiàn)時空大數(shù)據(jù)的共享發(fā)布、實時更新，從而支撐各個行業(yè)的應(yīng)用。

2.1 時空云信息平臺的構(gòu)建

時空云信息平臺在智慧城市建設(shè)中具有核心支撐作用，通過建立城市空間數(shù)據(jù)庫、采集城市動態(tài)信息、收集城市公共信息，打造城市時空信息數(shù)據(jù)資源池，并借助大數(shù)據(jù)融合分析技術(shù)，對多種時空信息數(shù)據(jù)進行再加工，以此向政府部門提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐與輔助決策服務(wù)，向企業(yè)、公眾提供可公開數(shù)據(jù)的網(wǎng)上發(fā)布與網(wǎng)上查詢服務(wù)[3]。

在原有數(shù)字如皋地理空間框架的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)匯聚、系統(tǒng)整合、平臺對接以及新增采集等多種方式，將如皋市現(xiàn)有的各類空間信息數(shù)據(jù)及相關(guān)專題數(shù)據(jù)進行整合處理，夯實基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)（地形圖、影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型和地理國情數(shù)據(jù)），擴充面向服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)（地理實體數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)和新型產(chǎn)品數(shù)據(jù)），實現(xiàn)如皋市空間信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一時間基準、統(tǒng)一坐標框架和統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，為智慧如皋時空云信息平臺的建設(shè)奠定空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時，預(yù)留各種物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器、視頻監(jiān)控等動態(tài)數(shù)據(jù)以及人口、法人等城市公共信息和空間規(guī)劃數(shù)據(jù)的接口，建立面向應(yīng)用的位置及流式數(shù)據(jù)庫（實時感知位置數(shù)據(jù)、流式數(shù)據(jù)）并開展時空化工作，實現(xiàn)實時感知數(shù)據(jù)、新型測繪產(chǎn)品數(shù)據(jù)及公共專題數(shù)據(jù)的匯聚、處理和管理，構(gòu)建面向時空大數(shù)據(jù)的通用分析模型，進行基于時空的事件發(fā)展態(tài)勢分析，實現(xiàn)對事件的實時感知與預(yù)測，以提供時空信息服務(wù)。

時空云信息平臺能夠為智慧城市建設(shè)連續(xù)不斷地提供測繪信息，以便其可以迅捷地對所有信息進行分析與整合，在一體化的信息處理中讓所有的信息資源實現(xiàn)與城市中各個系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展，從而顯著提高城市建設(shè)發(fā)展的效率和質(zhì)量。

2.2 時空大數(shù)據(jù)建設(shè)的具體技術(shù)路線

時空大數(shù)據(jù)建設(shè)應(yīng)充分繼承數(shù)字建設(shè)成果，在此基礎(chǔ)上，從基準、數(shù)據(jù)、平臺和應(yīng)用等方面進一步發(fā)展提升，逐步完善數(shù)字城市原有的保障體系，以適應(yīng)智慧城市建設(shè)的要求，從而有效繼承數(shù)字城市建設(shè)成果，保護已有投資。本文結(jié)合如皋市現(xiàn)有數(shù)據(jù)及待采集的數(shù)據(jù)情況，將總體流程劃分為數(shù)據(jù)采集更新、數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)建庫、數(shù)據(jù)管理分析和數(shù)據(jù)共享六個環(huán)節(jié)。

1）數(shù)據(jù)采集更新

針對如皋市已有地理信息數(shù)據(jù)進行更新，同時對地名地址數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、街景數(shù)據(jù)、地下空間和導(dǎo)航數(shù)據(jù)進行采集、補充和完善。

2）數(shù)據(jù)匯聚

針對不同數(shù)據(jù)類型，分別采用基于空間匯聚發(fā)布系統(tǒng)、Web Service服務(wù)、大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺交換等的數(shù)據(jù)交換方式，實現(xiàn)上述采集的各類數(shù)據(jù)及如皋市空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一匯聚。

3）數(shù)據(jù)處理

對匯聚過來的多種來源和多種格式的時空信息數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，包括格式轉(zhuǎn)換與標準化、坐標轉(zhuǎn)換、空間化處理、時空化處理和數(shù)據(jù)質(zhì)檢，以形成標準化、規(guī)范化的時空信息數(shù)據(jù)。

4）數(shù)據(jù)建庫

通過數(shù)據(jù)質(zhì)檢符合入庫規(guī)范的數(shù)據(jù)，按不同的數(shù)據(jù)組織方式進入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，形成基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、正射影像數(shù)據(jù)庫、地名地址數(shù)據(jù)庫、三維模型數(shù)據(jù)庫、街景數(shù)據(jù)庫、公共專題數(shù)據(jù)庫、智能感知數(shù)據(jù)庫及空間規(guī)劃數(shù)據(jù)庫等。

5）數(shù)據(jù)管理分析

針對數(shù)據(jù)庫中的各類數(shù)據(jù)進行管理分析，包括動態(tài)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)管理、分析量測、模擬推演、大數(shù)據(jù)挖掘及大數(shù)據(jù)管理等功能模塊。

6）數(shù)據(jù)共享

根據(jù)各政府部門的空間數(shù)據(jù)應(yīng)用需求，通過時空大數(shù)據(jù)與云平臺支持下的空間數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)對外提供共享。

2.3 各類數(shù)據(jù)的獲取

2.3.1 空間數(shù)據(jù)

結(jié)合我院已有的不同年代、不同比例尺的各類空間數(shù)據(jù)，如地理實體數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)等，主要的空間數(shù)據(jù)技術(shù)有：

1）數(shù)字航空數(shù)碼攝影技術(shù)

該技術(shù)是依托數(shù)字航空攝影技術(shù)的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一種測繪效果更理想的測繪技術(shù)，其依托于數(shù)碼拍攝使最終獲取的影像資料具有較高的分辨率和精度。

2）衛(wèi)星遙感技術(shù)（高分辨）

遙感技術(shù)在目前的社會生產(chǎn)、生活中有著多方面的應(yīng)用，尤其在商業(yè)遙感領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。我國在應(yīng)用高分辨衛(wèi)星遙感技術(shù)時，以資源三號衛(wèi)星為測繪使用的主要衛(wèi)星，該衛(wèi)星可以用來測繪地理空間信息，還可以對各類資源進行準確的定位與查詢。使用該技術(shù)測繪的地理信息比例尺為1：50000或1：25000，在要求測量較大比例尺的地理信息時，使用高分辨衛(wèi)星遙感技術(shù)可以獲得理想的測繪數(shù)據(jù)結(jié)果，且獲取的地理信息具有實時性特點，因此，在智慧城市的地籍測繪、資源勘測、防災(zāi)救災(zāi)、交通規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)用該技術(shù)可以獲得第一手的資料，從而使用更加精確的測繪數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)據(jù)平臺。

2.3.2 三維模型數(shù)據(jù)

結(jié)合現(xiàn)有的三維模型數(shù)據(jù)，考慮道路街景數(shù)據(jù)的采集、傾斜攝影三維模型等，此類數(shù)據(jù)的采集主要采用低空攝影測量技術(shù)[4]。該技術(shù)在具體應(yīng)用中需要通過無人機來完成測繪工作，可以對建筑物頂部、側(cè)面信息進行高質(zhì)量的測繪，空間分辨率較高。因此，智慧城市建設(shè)期間構(gòu)建三維模型所需的影像資料，可以通過使用高分辨率的低空攝影測量技術(shù)獲得，并且，通過該技術(shù)獲取的影像數(shù)據(jù)具有多重作用，可以清晰地顯示三維影像的紋理信息。

3 結(jié)語

智慧城市的發(fā)展建設(shè)與人們的日常生活、生產(chǎn)等活動具有密切的聯(lián)系，城市時空大數(shù)據(jù)是智慧城市信息基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分，是城市發(fā)展水平和文明程度的重要標志，也是城市經(jīng)濟和社會和諧發(fā)展的重要物質(zhì)條件。城市空間信息對于改善人居環(huán)境、增強城市運行效率、穩(wěn)步推進新型城鎮(zhèn)化、確保全面建成小康社會具有重要作用。