淺談智慧城市時空大數據建設

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發展過程中，借助現代化方式獲取高精度數據信息，構建信息化平臺，并依托平臺對社會生產生活中的公共交通、醫療衛生、教育、飲食、工業與商業活動等領域內的要求進行積極的響應，使各領域可以根據需要獲取對于自身發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展，以此對人和人、人和物、物和物之間的聯系方法進行合理改進，為人們的社會生產生活提供更多的便利條件。

2 智慧城市時空大數據建設中的應用分析

智慧城市時空大數據是在城市基礎地理信息的基礎上，將各個曾經孤立的、服務內容單一的，但具備城市管理功能的空間信息、動態信息和公共信息等城市信息聚合成面向大眾的、跨領域的、跨系統的社會化信息服務，是智慧城市的核心和基礎[2]。在全面了解如皋市時空信息數據基本現狀的基礎上，通過在統一數據標準下對數據進行規整處理，建設如皋市時空大數據庫及服務全市的時空大數據管理分析系統，實現時空大數據的共享發布、實時更新，從而支撐各個行業的應用。

2.1 時空云信息平臺的構建

時空云信息平臺在智慧城市建設中具有核心支撐作用，通過建立城市空間數據庫、采集城市動態信息、收集城市公共信息，打造城市時空信息數據資源池，并借助大數據融合分析技術，對多種時空信息數據進行再加工，以此向政府部門提供基礎數據支撐與輔助決策服務，向企業、公眾提供可公開數據的網上發布與網上查詢服務[3]。

在原有數字如皋地理空間框架的基礎上，通過數據匯聚、系統整合、平臺對接以及新增采集等多種方式，將如皋市現有的各類空間信息數據及相關專題數據進行整合處理，夯實基礎地理信息數據（地形圖、影像數據、數字高程模型和地理國情數據），擴充面向服務的產品數據（地理實體數據、地名地址數據、三維模型數據和新型產品數據），實現如皋市空間信息數據的統一時間基準、統一坐標框架和統一數據標準，為智慧如皋時空云信息平臺的建設奠定空間數據基礎。同時，預留各種物聯網智能傳感器、視頻監控等動態數據以及人口、法人等城市公共信息和空間規劃數據的接口，建立面向應用的位置及流式數據庫（實時感知位置數據、流式數據）并開展時空化工作，實現實時感知數據、新型測繪產品數據及公共專題數據的匯聚、處理和管理，構建面向時空大數據的通用分析模型，進行基于時空的事件發展態勢分析，實現對事件的實時感知與預測，以提供時空信息服務。

時空云信息平臺能夠為智慧城市建設連續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與城市中各個系統的協同發展，從而顯著提高城市建設發展的效率和質量。

2.2 時空大數據建設的具體技術路線

時空大數據建設應充分繼承數字建設成果，在此基礎上，從基準、數據、平臺和應用等方面進一步發展提升，逐步完善數字城市原有的保障體系，以適應智慧城市建設的要求，從而有效繼承數字城市建設成果，保護已有投資。本文結合如皋市現有數據及待采集的數據情況，將總體流程劃分為數據采集更新、數據匯聚、數據處理、數據建庫、數據管理分析和數據共享六個環節。

1）數據采集更新

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

2）數據匯聚

針對不同數據類型，分別采用基于空間匯聚發布系統、Web Service服務、大數據服務平臺交換等的數據交換方式，實現上述采集的各類數據及如皋市空間數據的統一匯聚。

3）數據處理

對匯聚過來的多種來源和多種格式的時空信息數據進行統一處理，包括格式轉換與標準化、坐標轉換、空間化處理、時空化處理和數據質檢，以形成標準化、規范化的時空信息數據。

4）數據建庫

通過數據質檢符合入庫規范的數據，按不同的數據組織方式進入相應的數據庫，形成基礎地理信息數據庫、正射影像數據庫、地名地址數據庫、三維模型數據庫、街景數據庫、公共專題數據庫、智能感知數據庫及空間規劃數據庫等。

5）數據管理分析

針對數據庫中的各類數據進行管理分析，包括動態數據獲取、數據管理、分析量測、模擬推演、大數據挖掘及大數據管理等功能模塊。

6）數據共享

根據各政府部門的空間數據應用需求，通過時空大數據與云平臺支持下的空間數據交換系統對外提供共享。

2.3 各類數據的獲取

2.3.1 空間數據

結合我院已有的不同年代、不同比例尺的各類空間數據，如地理實體數據、影像數據和數字高程模型數據等，主要的空間數據技術有：

1）數字航空數碼攝影技術

該技術是依托數字航空攝影技術的不斷發展而出現的一種測繪效果更理想的測繪技術，其依托于數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）衛星遙感技術（高分辨）

遙感技術在目前的社會生產、生活中有著多方面的應用，尤其在商業遙感領域中應用十分廣泛。我國在應用高分辨衛星遙感技術時，以資源三號衛星為測繪使用的主要衛星，該衛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，使用高分辨衛星遙感技術可以獲得理想的測繪數據結果，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、防災救災、交通規劃建設中應用該技術可以獲得第一手的資料，從而使用更加精確的測繪數據構建數據平臺。

2.3.2 三維模型數據

結合現有的三維模型數據，考慮道路街景數據的采集、傾斜攝影三維模型等，此類數據的采集主要采用低空攝影測量技術[4]。該技術在具體應用中需要通過無人機來完成測繪工作，可以對建筑物頂部、側面信息進行高質量的測繪，空間分辨率較高。因此，智慧城市建設期間構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獲得，并且，通過該技術獲取的影像數據具有多重作用，可以清晰地顯示三維影像的紋理信息。

3 結語

智慧城市的發展建設與人們的日常生活、生產等活動具有密切的聯系，城市時空大數據是智慧城市信息基礎建設的重要組成部分，是城市發展水平和文明程度的重要標志，也是城市經濟和社會和諧發展的重要物質條件。城市空間信息對于改善人居環境、增強城市運行效率、穩步推進新型城鎮化、確保全面建成小康社會具有重要作用。