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摘 要： 摘?要：以南平為例系統(tǒng)地介紹了基于云架構(gòu)的智慧城市時空大數(shù)據(jù)市縣一體化平臺的建設(shè)思路，提出了市縣一體化建設(shè)模式，有效解決了縣域技術(shù)薄弱、投入不足、數(shù)據(jù)滯后等問題，為其他地區(qū)建設(shè)或升級數(shù)字城市地理空間框架提供了有益參考。 關(guān)鍵詞：市縣一體化;云
摘?要：以南平為例系統(tǒng)地介紹了基于云架構(gòu)的智慧城市時空大數(shù)據(jù)市縣一體化平臺的建設(shè)思路，提出了市縣一體化建設(shè)模式，有效解決了縣域技術(shù)薄弱、投入不足、數(shù)據(jù)滯后等問題，為其他地區(qū)建設(shè)或升級數(shù)字城市地理空間框架提供了有益參考。
關(guān)鍵詞：市縣一體化;云架構(gòu);大數(shù)據(jù);智慧南平
地理空間框架是城市信息化不可或缺的、基礎(chǔ)性的信息資源，福建省高度重視數(shù)字城市地理空間框架試點與推廣工作，于2008年～2013年間全面開展了設(shè)區(qū)市數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)。南平市作為福建轄區(qū)面積最大的設(shè)區(qū)市，早在2013年就完成了數(shù)字南平地理空間框架平臺，初步探索出一條適合于南平市的城市地理信息信息共享交換與應(yīng)用的機制，但南平市下轄的邵武市、建甌市、順昌縣等市縣尚未建設(shè)公共地理信息服務(wù)平臺，且存在技術(shù)力量薄弱、數(shù)據(jù)更新滯后等困難，難以有效支撐平臺建設(shè)工作。因此，為破解市縣地區(qū)在地理信息平臺建設(shè)和運營方面的困境，實現(xiàn)市縣數(shù)據(jù)資源一體化管理和共建共享，南平市決定借助物聯(lián)網(wǎng)、超融合等技術(shù)，結(jié)合自身技術(shù)創(chuàng)新，融合延平區(qū)、建陽區(qū)、武夷山市等地區(qū)現(xiàn)有數(shù)字縣域地理信息框架平臺，對數(shù)字南平地理空間框架平臺進行改造升級，構(gòu)建具有新型云架構(gòu)唯一、通用的智慧南平時空大數(shù)據(jù)平臺，建立市縣一體化地理信息資源建設(shè)模式，滿足部門與行業(yè)之間的信息資源共享需求，實現(xiàn)省市縣三級地理信息數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，有效減少地區(qū)重復(fù)建設(shè)，減輕縣級技術(shù)和財政負(fù)擔(dān)，形成全市統(tǒng)一的空間信息服務(wù)格局，為智慧南平建設(shè)提供更完善的基礎(chǔ)設(shè)施支撐[1-3]。
1?總體設(shè)計
1.1云端架構(gòu)
智慧南平時空大數(shù)據(jù)市縣一體化平臺采用云端架構(gòu)(如圖1所示)，以云架構(gòu)的模式實現(xiàn)設(shè)施資源的虛擬化和服務(wù)能力的彈性可擴展，通過時空數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理各類基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和泛在傳感實時數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)一門戶系統(tǒng)，面向各部門及各縣市區(qū)提供統(tǒng)一的地理信息資源一站式服務(wù)[4-5]。
1)基礎(chǔ)設(shè)施層(IaaS)。基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)層，本項目將建設(shè)市縣一體化云計算中心，提供一體化平臺建設(shè)所需要的各種資源服務(wù)，包括基礎(chǔ)云服務(wù)、云存儲服務(wù)及傳輸計算能力，為各南平市部門以及各市縣提供云端宿主的工作環(huán)境，避免各市縣重復(fù)建設(shè)。
2)時空數(shù)據(jù)層(DaaS)。數(shù)據(jù)層主要包括結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)資源、異構(gòu)數(shù)據(jù)適配器、云數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和云數(shù)據(jù)庫訪問接口，包括基礎(chǔ)地理、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點地址、三維模型等城市多時相時空數(shù)據(jù)集。對各縣市區(qū)范圍內(nèi)的地理空間數(shù)據(jù)進行整合、處理、集成，匯聚融合成全市統(tǒng)一的時空數(shù)據(jù)中心，為各類時空信息服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。
3)時空信息云服務(wù)層(PaaS)。時空信息云服務(wù)層是通過IaaS和DaaS整合GIS數(shù)據(jù)資源、GIS平臺資源，來給用戶提供多種多樣的云服務(wù)，并為用戶開發(fā)GIS業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供支持[6]。其中主要包括4種云服務(wù)：時空數(shù)據(jù)服務(wù)、時空分析功能服務(wù)、空間處理功能服務(wù)、云GIS服務(wù)。通過提供的這些云服務(wù)，時空信息云服務(wù)層為各縣市區(qū)提供了相同服務(wù)門戶，還為用戶提供了影像大數(shù)據(jù)分發(fā)、影像在線分析、三維在線展現(xiàn)、模板定制、地名地址匹配引擎等模塊，并增加二次開發(fā)接口，使用戶能夠在平臺上完成與業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)的各項工作，包括資源服務(wù)的發(fā)布、身份認(rèn)證管理、訪問控制、應(yīng)用搭建、應(yīng)用部署等工作，而不用維護和考慮平臺本身[7]。
4)應(yīng)用服務(wù)層(SaaS)。應(yīng)用服務(wù)層圍繞南平10個縣市分節(jié)點開展建設(shè)，根據(jù)各區(qū)市縣個性化需求，結(jié)合各縣市的特殊需求搭建縣域范圍的時空數(shù)據(jù)服務(wù)、分析服務(wù)、地圖服務(wù)等個性化服務(wù)，滿足各縣市對數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的需求。根據(jù)不同類型、不同服務(wù)目標(biāo)的用戶組成和劃分，對政務(wù)網(wǎng)用戶、公眾網(wǎng)用戶提供不同程度的時空信息云服務(wù)應(yīng)用[8]。
1.2市縣一體化模式實現(xiàn)
1)數(shù)據(jù)融合建設(shè)，各自更新維護。在數(shù)據(jù)建設(shè)更新方面，實行統(tǒng)一管理、各自維護的模式。采用一體化平臺建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，收集整理各縣市區(qū)范圍內(nèi)已有地理數(shù)據(jù)資料，對數(shù)據(jù)資料進行整理分析，根據(jù)國家及行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，通過對數(shù)據(jù)源中同名地物要素的分析比對，從中選取表達準(zhǔn)確、現(xiàn)勢性好、精度高、內(nèi)容完整的要素進行合并，形成覆蓋全市的地理一張圖，統(tǒng)一入庫、配圖、發(fā)布服務(wù)，解決了各區(qū)縣數(shù)據(jù)、服務(wù)差異性問題，實現(xiàn)全市域數(shù)據(jù)融合一體化建設(shè)[9]。后續(xù)數(shù)據(jù)更新由各縣市、委辦局結(jié)合本地區(qū)(市、縣)實際情況，在實際應(yīng)用中對數(shù)據(jù)進行更新，確定更新區(qū)域、周期及順序，對數(shù)據(jù)進行動態(tài)更新，保證重要的核心要素和急需的內(nèi)容得到快速及時的更新，保持基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)整體的現(xiàn)勢性。
2)統(tǒng)一展示門戶，分節(jié)點個性化服務(wù)。在軟件服務(wù)方面，平臺打造綜合的一體化資源門戶，只提供一個服務(wù)出口，并實現(xiàn)地理空間資源的共享交換。每個平臺的用戶既是資源使用者，也是資源發(fā)布者。比如各縣市區(qū)或各部門用戶可以在一體化資源門戶里申請自己的賬號，上傳、托管自己范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)資源，可以通過資源門戶制作自己的專題地圖共享給其他部門使用，形成良性互動的“地理空間資源生態(tài)圈”。此外，平臺可根據(jù)各區(qū)市縣個性化需求，結(jié)合各地區(qū)的特殊需求定制搭建縣域范圍的時空數(shù)據(jù)服務(wù)、分析服務(wù)、地圖服務(wù)等個性化服務(wù)，滿足各縣市對數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的需求。
3)集中環(huán)境部署，區(qū)縣分級管理。整個平臺統(tǒng)一部署在南平市云計算中心環(huán)境中，通過云架構(gòu)的形式建立起軟硬件支撐環(huán)境，建設(shè)統(tǒng)一云資源池，形成市縣一體化的軟件同構(gòu)及部署，從而實現(xiàn)信息系統(tǒng)軟硬件資源統(tǒng)一管理、精確量化、共享利用、按需分配、動態(tài)調(diào)度能力[10]。各區(qū)縣不再單獨部署時空大數(shù)據(jù)平臺，市縣一體化云平臺為各區(qū)縣提供一站式GIS服務(wù)，包括數(shù)據(jù)生產(chǎn)/更新、服務(wù)發(fā)布/共享、業(yè)務(wù)應(yīng)用等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中式管理、分布式維護。
2應(yīng)用預(yù)期
本項目成果在交通、旅游、環(huán)保等多個領(lǐng)域進行推廣應(yīng)用，基于本平臺可以有效地實現(xiàn)城市公共資源、管理服務(wù)、市民生活、生態(tài)環(huán)境等各類信息的及時傳遞、整合、交流、使用[8]，有助于實現(xiàn)城市生產(chǎn)空間集約高效，促進城鄉(xiāng)基本公共服務(wù)均等化，實現(xiàn)政府資源共享，提高政府管理決策的效率和水平。
1)武夷山智慧旅游系統(tǒng)的示范應(yīng)用。智慧南平時空大數(shù)據(jù)市縣一體化平臺利用數(shù)字武夷三維旅游服務(wù)的建設(shè)成果，通過智慧旅游系統(tǒng)專題數(shù)據(jù)庫和武夷山市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫來建立對接服務(wù)機制。一方面對武夷山市地理信息數(shù)據(jù)包括矢量數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、三維DEM數(shù)據(jù)和地名數(shù)據(jù)進行更新與管理，并通過時空信息云服務(wù)來提供地名地址查詢、地址匹配、專題數(shù)據(jù)發(fā)布、共享等功能服務(wù)，進而為游客通過路徑精細化導(dǎo)航，打造南平市的攜程網(wǎng);另一方面，通過平臺服務(wù)將布設(shè)在武夷山景區(qū)的攝像頭實時地接入，并動態(tài)地展示在集散中心大屏幕上，為政府決策部門的客流車流控制提供決策依據(jù)，使游客獲得更好的旅游體驗，如圖2所示。
2)智慧公共交通應(yīng)急指揮平臺的示范應(yīng)用。智慧交通專題數(shù)據(jù)庫中存儲了南平市路網(wǎng)數(shù)據(jù)、ETC數(shù)據(jù)、交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、機動車數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)。其中，汽車ETC數(shù)據(jù)指的是當(dāng)汽車通道進入高速公路時，通過在收費站ETC車道上的微波天線與安裝在車輛擋風(fēng)玻璃上的車載電子標(biāo)簽之間的微波專用短程通信，電腦就能自動獲取車輛身份及通行信息。智慧南平時空大數(shù)據(jù)市縣一體化平臺通過大數(shù)據(jù)分析和時空信息云服務(wù)，實現(xiàn)流量預(yù)判，從而對南平市全城的交通進行智慧疏導(dǎo)。將發(fā)行交通環(huán)保卡，通過平臺數(shù)據(jù)分析將為未來對特定區(qū)域在特定時段實施擁堵收費打下基礎(chǔ)，以輔助突發(fā)事件發(fā)生時，應(yīng)急指揮所需的智能調(diào)度，如圖3所示。
3)智慧水利洪澇災(zāi)害智能應(yīng)急系統(tǒng)示范應(yīng)用。智慧水利洪澇災(zāi)害智能應(yīng)急系統(tǒng)結(jié)合南平市洪水風(fēng)險決策的實際應(yīng)用需求，提供三維地圖瀏覽、水利專題數(shù)據(jù)查詢、洪水演進分析、洪水淹沒影響分析、洪水調(diào)度模擬、洪水風(fēng)險預(yù)警預(yù)報等功能，為南平市防汛辦防汛指揮提供決策支持和信息保障。擴充洪水風(fēng)險圖數(shù)據(jù)、水利調(diào)查專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、水文勘測專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，接入河道站點實時水雨情監(jiān)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建智慧水利專題數(shù)據(jù)庫和洪水風(fēng)險決策支持業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫;基于時空大數(shù)據(jù)平臺提供的時空信息云服務(wù)，通過功能、服務(wù)的組裝，實現(xiàn)實時在線的洪水監(jiān)測、預(yù)報預(yù)警和風(fēng)險評估，在城市防洪及排水規(guī)劃制定、防汛應(yīng)急預(yù)案編制、防汛搶險措施部署、洪澇災(zāi)情評估等工作中發(fā)揮重要作用，如圖4所示。
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3?結(jié) 語加快智慧南平時空大數(shù)據(jù)市縣一體化平臺建設(shè)和應(yīng)用是把握南平市情，服務(wù)閩北經(jīng)濟開發(fā)區(qū)發(fā)展大局的客觀需要，是增強政府能力建設(shè)、促進政務(wù)資源共享的有效途徑，是推進國民經(jīng)濟信息化建設(shè)、培育新的增長點的重要舉措。
智慧南平時空大數(shù)據(jù)市縣一體化平臺建設(shè)是一項持續(xù)的工作，要實現(xiàn)項目的經(jīng)濟效益和社會效益，建成后的應(yīng)用推廣和數(shù)據(jù)更新維護更顯重要。只有得到廣泛推廣應(yīng)用，才會凸顯其經(jīng)濟效益和社會效益。——論文作者：方利超
