引言

　　2014年國(guó)家發(fā)改委等八部門聯(lián)合出臺(tái)的《關(guān)于促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中明確指出“時(shí)空信息基礎(chǔ)設(shè)施是支撐智慧城市建設(shè)的核心基礎(chǔ)”，根據(jù)自然資源部三定方案，組織數(shù)字中國(guó)時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與更新是自然資源部門的重要職責(zé)之一，為更好地支撐新型智慧城市建設(shè)，自然資源部于2019年1月正式發(fā)布了《智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)技術(shù)大綱（2019版）》（以下簡(jiǎn)稱《大綱》）。

　　國(guó)地科技基于長(zhǎng)期服務(wù)于自然資源（國(guó)土資源）部門的長(zhǎng)期實(shí)踐，針對(duì)通常智慧城市條塊化建設(shè)模式所帶來(lái)的信息孤島、重復(fù)投資、資源浪費(fèi)等問(wèn)題，在深入解讀《大綱》的基礎(chǔ)上，提出以時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)構(gòu)建智慧城市支撐平臺(tái)，通過(guò) “平臺(tái)支撐”促進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)與應(yīng)用之間的深度融合，實(shí)現(xiàn)新型智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施的集約化建設(shè)。

　　解讀：智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的內(nèi)涵與建設(shè)要求

　　(1)《大綱》提出的背景

　　隨著當(dāng)前社會(huì)各界各部門對(duì)測(cè)繪的要求越來(lái)越高、需求越來(lái)越迫切，具有時(shí)空標(biāo)識(shí)的地理信息數(shù)據(jù)海量累積、測(cè)繪技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等高新技術(shù)不斷融合發(fā)展，無(wú)尺度地理要素?cái)?shù)據(jù)（NSF）、空地一體測(cè)繪、網(wǎng)絡(luò)信息抓取等測(cè)繪新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。自然資源部面向國(guó)家智慧城市、大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略、自然資源管理工作需求以及當(dāng)前測(cè)繪新技術(shù)發(fā)展要求，基于前期試點(diǎn)工作經(jīng)驗(yàn)，于2019年1月發(fā)布了《智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)技術(shù)大綱（2019版）》，以指導(dǎo)各地區(qū)自然資源主管部門開(kāi)展智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)及應(yīng)用。

　　圖1 大綱提出的背景與目標(biāo)

　　(2)時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的內(nèi)涵

　　時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)是基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)、公共管理與公共服務(wù)涉及專題信息的“最大公約數(shù)”（簡(jiǎn)稱公共專題數(shù)據(jù)）、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)、根據(jù)本地特色擴(kuò)展數(shù)據(jù)，及其獲取、感知、存儲(chǔ)、處理、共享、集成、挖掘分析、泛在服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)連同云計(jì)算環(huán)境、政策、標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)制等支撐環(huán)境，以及時(shí)空基準(zhǔn)共同組成時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施。

　　圖2 時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施

　　(3)時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)內(nèi)容

　　《大綱》要求時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)遵循開(kāi)放性、繼承性、安全性、智能化、重點(diǎn)性五大原則，提出時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的具體內(nèi)容包括：統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)、豐富時(shí)空大數(shù)據(jù)、構(gòu)建云平臺(tái)、搭建云支撐環(huán)境和開(kāi)展智慧應(yīng)用。

　　圖3 時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容

　　思考：從時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)到智慧城市支撐平臺(tái)

　　(1)以支撐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌建設(shè)是新型智慧城市建設(shè)的必然要求

　　目前大部分城市的信息化建設(shè)的運(yùn)營(yíng)實(shí)體、行業(yè)領(lǐng)域、技術(shù)體系均較為松散雜亂，形成了眾多孤立、分散的信息系統(tǒng)，既存在重復(fù)建設(shè)的浪費(fèi)，也導(dǎo)致了運(yùn)營(yíng)維護(hù)的復(fù)雜和困難。因此有必要構(gòu)建統(tǒng)一、公共、普適的公共支撐平臺(tái)來(lái)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)共享和能力開(kāi)放等服務(wù)，這樣既可以保證智慧城市應(yīng)用不會(huì)受到不同行業(yè)所屬的基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)與能力資源共享開(kāi)放的局限，各種各不相同的應(yīng)用也可以從公共支撐平臺(tái)獲得所需的服務(wù)，從而更高效、更靈活地促進(jìn)智慧城市的發(fā)展。

　　智慧城市公共支撐平臺(tái)的建設(shè)，旨在將信息化系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中孤立存在的數(shù)據(jù)與能力資源由領(lǐng)域內(nèi)封閉轉(zhuǎn)變?yōu)榭珙I(lǐng)域開(kāi)放、由各種自有技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，并通過(guò)將分散的、小范圍的信息化和物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)、能力資源匯聚即成為共性服務(wù)資源群，形成統(tǒng)一的共性服務(wù)公共支撐體系，為各種智慧城市具體應(yīng)用的共性需求實(shí)現(xiàn)全面支撐。

　　(2)時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)是智慧城市支撐平臺(tái)的重要組成

　　從新型智慧城市總體架構(gòu)來(lái)看，智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)內(nèi)容在智慧城市總體架構(gòu)中的位置分別是：時(shí)空大數(shù)據(jù)蘊(yùn)含在公共數(shù)據(jù)庫(kù)層，其中基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)是政務(wù)、民務(wù)、運(yùn)營(yíng)和感知等其他城市大數(shù)據(jù)時(shí)空化的基礎(chǔ)；云平臺(tái)是公共信息平臺(tái)層的重要組成，是其他專題應(yīng)用平臺(tái)的基礎(chǔ)性支撐平臺(tái)。

　　因此，時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)作為智慧城市支撐平臺(tái)的重要組成，既是智慧城市支撐平臺(tái)不可或缺的、基礎(chǔ)性的信息資源，又是其他信息交換共享與協(xié)同應(yīng)用的載體，為其他信息在三維空間和時(shí)間交織構(gòu)成的四維環(huán)境中提供時(shí)空基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一時(shí)空基礎(chǔ)下的規(guī)劃、布局、分析和決策。

　　圖4 時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)是智慧城市支撐平臺(tái)的重要組成

　　路徑：基于時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建智慧城市支撐平臺(tái)

　　城市時(shí)空信息平臺(tái)作為智慧城市的地理空間信息的提供載體，是智慧城市重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，具備業(yè)務(wù)時(shí)空數(shù)據(jù)深度融合，應(yīng)用時(shí)空數(shù)據(jù)深入分析，主題時(shí)空數(shù)據(jù)跨地區(qū)、跨部門、跨層級(jí)共享服務(wù)的能力。智慧城市支撐平臺(tái)的建設(shè)，應(yīng)基于時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，逐步推進(jìn)城市級(jí)公共數(shù)據(jù)庫(kù)、公共信息平臺(tái)建設(shè)，更好地促進(jìn)數(shù)據(jù)交換共享和跨領(lǐng)域業(yè)務(wù)協(xié)同，沉淀和積累數(shù)據(jù)資源為，最終構(gòu)建新型智慧城市的“心臟和大腦”。

　　(1)打通城市公共數(shù)據(jù)的進(jìn)出通道

　　實(shí)現(xiàn)城市公共數(shù)據(jù)的交換、 清洗、整合和加工。通過(guò)交換系統(tǒng)從各個(gè)離散的信息源獲取人口、法人、地理空間、宏觀經(jīng)濟(jì)及建筑物數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)、清洗等技術(shù)手段，存入到公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；通過(guò)數(shù)據(jù)交換、清洗、整合、加工、時(shí)空化等技術(shù)手段對(duì)來(lái)自各應(yīng)用單位的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，存入到公共業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)。促進(jìn)新型智慧城市建設(shè)中數(shù)據(jù)的整合、協(xié)同、完善，高效利用具有基于統(tǒng)一的時(shí)空基準(zhǔn)。

　　圖5 作為城市公共數(shù)據(jù)的進(jìn)出通道

　　(2)實(shí)現(xiàn)城市公共數(shù)據(jù)的組織、編目、管理以及應(yīng)用績(jī)效評(píng)估

　　依托元數(shù)據(jù)、目錄數(shù)據(jù)、交換數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)等支撐數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公共數(shù)據(jù)庫(kù)有效管理。同時(shí)，通過(guò)對(duì)公共數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)封裝，發(fā)布接口規(guī)范，以統(tǒng)一接口服務(wù)方式實(shí)現(xiàn)智慧應(yīng)用對(duì)公共數(shù)據(jù)庫(kù)資源的訪問(wèn)，以支撐專題應(yīng)用平臺(tái)、管理公共時(shí)空信息數(shù)據(jù)、分享時(shí)空信息專題數(shù)據(jù)、為公眾提供時(shí)空信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、業(yè)務(wù)融合、技術(shù)融合和跨部門、跨系統(tǒng)、跨業(yè)務(wù)、跨層級(jí)、跨地域的服務(wù)和協(xié)同管理。

　　(3)提供城市公共數(shù)據(jù)的共享服務(wù)

　　為城市政府專網(wǎng)和公共網(wǎng)絡(luò)上的各類智慧應(yīng)用提供基于城市公共數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)服務(wù)、時(shí)空信息承載服務(wù)、基于數(shù)據(jù)挖掘的決策知識(shí)服務(wù)等。通過(guò)集成第三方提供時(shí)空信息承載、專題數(shù)據(jù)分析及挖掘等服務(wù)組件，以統(tǒng)一接口方式提供給各類智慧應(yīng)用。服務(wù)組件可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要而動(dòng)態(tài)調(diào)整。同時(shí)也提供開(kāi)發(fā)接口服務(wù)，支持開(kāi)發(fā)者或應(yīng)用開(kāi)發(fā)商調(diào)用平臺(tái)提供的服務(wù)和自己的業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行集成，或是開(kāi)發(fā)基于公共信息平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)。優(yōu)先推進(jìn)協(xié)同辦公系統(tǒng)、網(wǎng)上辦事大廳等共用平臺(tái)及市民卡、市民網(wǎng)頁(yè)等公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，形成綜合服務(wù)能力。

　　圖6 智慧城市支撐平臺(tái)下的智慧應(yīng)用體系

　　(4)統(tǒng)籌空間數(shù)據(jù)資源，服務(wù)城市建設(shè)管理

　　為了更好地從空間規(guī)劃中統(tǒng)籌數(shù)據(jù)資源、引領(lǐng)智慧城市建設(shè)，在其上構(gòu)建信息規(guī)劃平臺(tái)，主要包括計(jì)算與存儲(chǔ)平臺(tái)、智慧城市公共數(shù)據(jù)庫(kù)、智慧城市公共服務(wù)云平臺(tái)、城市三維實(shí)景地圖、規(guī)劃信息平臺(tái)等。在此平臺(tái)上可根據(jù)城市智能模型（CIM）實(shí)現(xiàn)多維態(tài)的城市元胞建模并進(jìn)行城市空間的演化模擬；同時(shí)將物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與BIM結(jié)合，充分發(fā)揮BIM具有高級(jí)別微觀世界的語(yǔ)義信息存儲(chǔ)、更新、管理和表達(dá)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市地理實(shí)體細(xì)粒度的良好表達(dá)作用，進(jìn)一步深度挖掘城市時(shí)空運(yùn)行規(guī)律，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知，支撐城市的精細(xì)化管理，最終構(gòu)建具有動(dòng)態(tài)協(xié)同管理及實(shí)施預(yù)測(cè)能力的三維高仿真可視化系統(tǒng)以支撐城市地理實(shí)體中各業(yè)務(wù)部門良好運(yùn)作。

　　效能：以平臺(tái)統(tǒng)籌實(shí)現(xiàn)新型智慧城市的集約高效建設(shè)

　　新型智慧城市是關(guān)于“人”的智慧城市而不是關(guān)于“技術(shù)”，“智慧城市”的本質(zhì)，應(yīng)是實(shí)現(xiàn)城市良性運(yùn)轉(zhuǎn)、達(dá)到“效率提升”目標(biāo)的一種手段，“智慧城市”應(yīng)是一種“以更少投入獲得更優(yōu)質(zhì)、更高效產(chǎn)出”的城市系統(tǒng)。

　　傳統(tǒng)空間信息平臺(tái)建設(shè)往往只停留在技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施層面，不具備基本的統(tǒng)籌能力，不足以支撐頂層統(tǒng)籌規(guī)劃與業(yè)務(wù)需求。因此，以時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)構(gòu)建智慧城市支撐平臺(tái)，將更好的統(tǒng)籌信息、數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、技術(shù)、平臺(tái)、基礎(chǔ)設(shè)施等各個(gè)方面，從而實(shí)現(xiàn)新型智慧城市的集約高效建設(shè)。智慧城市支撐平臺(tái)的統(tǒng)籌能力主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

　　01 統(tǒng)籌公共信息，實(shí)現(xiàn)互通共享

　　支撐平臺(tái)的建設(shè)通過(guò)統(tǒng)籌相關(guān)單位擁有自主產(chǎn)權(quán)、處置權(quán)或管轄權(quán)的硬件資產(chǎn)、場(chǎng)地和軟件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，積極進(jìn)行社會(huì)化、市場(chǎng)化，從而減少資料收集、數(shù)據(jù)采集等單獨(dú)建設(shè)、重復(fù)勞動(dòng)的費(fèi)用和時(shí)間，打破各個(gè)“信息孤島”、部門隔閡，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、數(shù)據(jù)共享，提升各部門效率。同時(shí)，平臺(tái)建立統(tǒng)一的時(shí)空數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，統(tǒng)一數(shù)據(jù)分類、元數(shù)據(jù)定義和時(shí)空基準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)規(guī)范數(shù)據(jù)接口，使數(shù)據(jù)互通共享暢通無(wú)阻。

　　02 統(tǒng)籌云平臺(tái)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效分析

　　支撐平臺(tái)基于云基礎(chǔ)架構(gòu)，淘汰傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)建設(shè)管理模式，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源池化、虛擬存儲(chǔ)遷移、異地災(zāi)備；提供充足計(jì)算與存儲(chǔ)資源，實(shí)現(xiàn)算力與存儲(chǔ)的快速伸縮，服務(wù)資源的彈性調(diào)整，有效滿足未來(lái)不斷變化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與挖掘需求。

　　03 統(tǒng)籌部門應(yīng)用，綜合管理業(yè)務(wù)

　　隨著城市規(guī)模擴(kuò)展、管理深化，城市管理業(yè)務(wù)由單一向綜合，由分散向集中變革，以支撐平臺(tái)為門戶，統(tǒng)籌各部門業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、業(yè)務(wù)融合、技術(shù)融合和跨部門、跨系統(tǒng)、跨業(yè)務(wù)、跨層級(jí)、跨地域的協(xié)同管理和服務(wù)，從而促進(jìn)城市業(yè)務(wù)的集中高效管理。

　　04 統(tǒng)籌平臺(tái)建設(shè)，節(jié)約建設(shè)成本

　　通過(guò)集中建設(shè)支撐平臺(tái)的模式，打造規(guī)范化可擴(kuò)展的專業(yè)化平臺(tái)，使平臺(tái)搭建脫離了傳統(tǒng)的從硬件、軟件、開(kāi)發(fā)的低效率的煙囪式建設(shè)；基于支撐平臺(tái)，各部門可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求以云公共服務(wù)平臺(tái)申請(qǐng)的方式快速搭建如生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)、智慧交通平臺(tái)等業(yè)務(wù)平臺(tái)。統(tǒng)籌建設(shè)支撐平臺(tái)，能有效避免多頭投資，重復(fù)建設(shè)，極大的降低業(yè)務(wù)擴(kuò)展成本、數(shù)據(jù)建設(shè)成本、應(yīng)用開(kāi)發(fā)成本、運(yùn)維成本、機(jī)房資源成本等，有效提高資源利用率，從而進(jìn)一步促進(jìn)城市集約建設(shè)與共建共享。

結(jié)語(yǔ)

　　新階段的智慧城市建設(shè)應(yīng)關(guān)注大數(shù)據(jù)融合分析和應(yīng)用，基于時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以全面、準(zhǔn)確地掌握城市發(fā)展特征和態(tài)勢(shì)、關(guān)鍵影響因素、發(fā)展規(guī)律，助力政府科學(xué)決策、提升城市治理精細(xì)化水平、提供主動(dòng)的、個(gè)性化、差異化的服務(wù)。

　　以時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，構(gòu)建智慧城市支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各類信息資源和業(yè)務(wù)功能的服務(wù)化封裝和調(diào)度管理，支撐上層應(yīng)用快速定制、開(kāi)發(fā)和部署能力，實(shí)現(xiàn)跨地域、跨部門、跨行業(yè)的綜合服務(wù)和協(xié)同，將有效的促進(jìn)資源整合，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)平臺(tái)，多重應(yīng)用”，從而真正實(shí)現(xiàn)以智慧助“智惠”的新型智慧城市建設(shè)目標(biāo)。

　　作者簡(jiǎn)介：

　　羅偉玲：國(guó)地科技總工程師，高級(jí)工程師，中國(guó)土地學(xué)會(huì)專家?guī)鞂＜?，廣東省土地規(guī)劃專家?guī)鞂＜?，廣東三舊改造協(xié)會(huì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)委員會(huì)副主任委員，中山市城鄉(xiāng)規(guī)劃委員會(huì)委員。2006年以來(lái)主持近50項(xiàng)土地利用總體規(guī)劃編制、評(píng)估及調(diào)整完善工作。獲得6項(xiàng)國(guó)土資源（廣東）科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，公開(kāi)發(fā)表多篇研究論文。

　　林子裕，主要研究方向?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)挖掘在城市研究中的應(yīng)用。

　　張澤瑞，主要研究方向?yàn)樯疃葘W(xué)習(xí)、時(shí)空大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用。