面向政務(wù)大數(shù)據(jù)的智慧街道時(shí)空信息云平臺(tái)的研究與建設(shè)

周 醉，殷麗麗，張 蒙

(1.蘇州市測(cè)繪院有限責(zé)任公司，江蘇 蘇州 215006;2.吳江區(qū)自然資源和規(guī)劃局，江蘇 蘇州 215200)

0 引 言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一輪信息技術(shù)變革地開(kāi)展，城市信息化進(jìn)程到了一個(gè)新的高度。美國(guó)、瑞典、法國(guó)、英國(guó)、新加坡等許多國(guó)家早已啟動(dòng)了智慧城市的建設(shè)。我國(guó)也開(kāi)展了一系列智慧化建設(shè)工作，如“數(shù)字福建”“智慧武漢”建設(shè)、“北京東城區(qū)”“山西長(zhǎng)治”“山東諸城”的網(wǎng)格化建設(shè)，上述實(shí)踐為我國(guó)信息化建設(shè)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，并形成了相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)劃綱要。如國(guó)家測(cè)繪地理信息管理部門(mén)在“智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)技術(shù)大綱”中明確指出：“測(cè)繪地理信息應(yīng)統(tǒng)籌城市地理空間及建(構(gòu))筑物數(shù)據(jù)庫(kù)等資源，加快智慧城市公共信息憑條和應(yīng)用體系建設(shè)”[1]。蘇州市政府在《蘇州市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》中也提出：“大力推進(jìn)智慧城市建設(shè)……提升城市運(yùn)行效率和管理服務(wù)水平”。

但隨著管理理念、管理要求的迭代更新，在信息化管理工作中不可避免的仍存在一些問(wèn)題有待研究突破，如采集的政務(wù)大數(shù)據(jù)多以表格數(shù)據(jù)、文字?jǐn)?shù)據(jù)居多，與地理信息數(shù)據(jù)融合較少；各部門(mén)條線數(shù)據(jù)較多，數(shù)據(jù)收集、管理、更新模式各異，數(shù)據(jù)交換缺乏統(tǒng)一的體系，容易形成“信息孤島”。因此如何利用測(cè)繪地理信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為智慧城市建設(shè)提供完善的時(shí)空信息大數(shù)據(jù)服務(wù)，提供可靠的地理信息技術(shù)保障，已經(jīng)成為迫切需要解決的問(wèn)題。

1 建設(shè)背景

蘇州市姑蘇區(qū)葑門(mén)片區(qū)雙塔街道轄區(qū)面積7.96 km2，常駐居民90 000余人，下設(shè)21個(gè)社區(qū)居委會(huì)，是蘇州市的教育、文化、科學(xué)、旅游中心區(qū)，也是蘇州市歷史最為悠久、人文積淀最為豐富的中心區(qū)域之一。2013年，街道立足實(shí)際，以居民個(gè)性化需求、政務(wù)高效管理為導(dǎo)向，積極開(kāi)展了社會(huì)管理綜合信息化建設(shè)。通過(guò)動(dòng)員社區(qū)干部深入居民逐戶(hù)調(diào)查，建立起轄區(qū)90 000余條人口信息，30 000余條住戶(hù)信息，3 000余幢建筑物信息，5 000余個(gè)企事業(yè)單位信息，400余個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭信息，收集屬性字段超過(guò)550個(gè)，形成了9大類(lèi)49小類(lèi)街道級(jí)政務(wù)大數(shù)據(jù)。為了進(jìn)一步提升管理的效率和質(zhì)量，2017年街道引入了地理信息時(shí)空大數(shù)據(jù)技術(shù)，開(kāi)展了“子城在線”社會(huì)綜合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)。為街道科學(xué)管理提供了地理信息技術(shù)保障，有效地提升了街道全方位的管理水平。本文通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目建設(shè)成果的分析，研究了街道政務(wù)大數(shù)據(jù)特點(diǎn)，總結(jié)了街道級(jí)時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)，為蘇州市同類(lèi)街道級(jí)項(xiàng)目開(kāi)展提供借鑒。

2 總體思路

(1)根據(jù)《智慧城市智慧社區(qū)規(guī)劃導(dǎo)則》《基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)基本規(guī)定》等規(guī)范的要求制定了《“智慧子城”數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求》《“智慧子城”數(shù)據(jù)交換服務(wù)規(guī)程》等一整套規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了街道政務(wù)大數(shù)據(jù)的采集、質(zhì)量控制、安全管理、數(shù)據(jù)交換等環(huán)節(jié)。

(2)確定了以SQL Server + ArcGIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為核心，建設(shè)了街道地理信息一張圖，并通過(guò)地理編碼處理，對(duì)49類(lèi)政務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行了多源、多時(shí)相數(shù)據(jù)融合，形成地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、政務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、元數(shù)據(jù)庫(kù)。

(3)根據(jù)國(guó)家測(cè)繪地理信息管理部門(mén)發(fā)布的智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)的指導(dǎo)性意見(jiàn)，結(jié)合街道已有的信息系統(tǒng)及街道政務(wù)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，制定了MVC三層架構(gòu)模式，設(shè)計(jì)了智慧街道時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)的總體框架(圖1)，并按照“按需定制、智能裝配、服務(wù)打包”的理念，研發(fā)了時(shí)空信息云平臺(tái)基礎(chǔ)框架，實(shí)現(xiàn)了快速搭建各種業(yè)務(wù)專(zhuān)題應(yīng)用的服務(wù)模式，并采用WebService技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)交互共享。

圖1 智慧子城時(shí)空信息云平臺(tái)總體框架

(4)開(kāi)展了支撐環(huán)境建設(shè)，在充分利用街道現(xiàn)有的軟硬件、網(wǎng)絡(luò)資源的前提下，打通街道視頻網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)，引入電信天翼云服務(wù)，實(shí)現(xiàn)時(shí)空信息云平臺(tái)PC端與移動(dòng)端的實(shí)時(shí)在線聯(lián)動(dòng)辦公。

3 主要建設(shè)內(nèi)容

3.1 時(shí)空政務(wù)大數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

時(shí)空政務(wù)大數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)主要包括地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)主要包含了多時(shí)態(tài)高精度地圖數(shù)據(jù)、高分辨率影像數(shù)據(jù)、全景數(shù)據(jù)(360°街景和720°空景)等3類(lèi)數(shù)據(jù)；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)主要指用于政務(wù)管理、社會(huì)公共資源管理的輸入和輸出的數(shù)據(jù)，主要包括了網(wǎng)格化管理類(lèi)、人戶(hù)管理類(lèi)、黨建管理類(lèi)、城管類(lèi)、城建類(lèi)、古城保護(hù)類(lèi)、民生類(lèi)、資產(chǎn)管理類(lèi)、內(nèi)務(wù)管理類(lèi)等9大類(lèi)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)主要內(nèi)容包括圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的建設(shè)，過(guò)程中我們對(duì)以下3個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了統(tǒng)一。

3.1.1 統(tǒng)一數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

由于各類(lèi)政務(wù)數(shù)據(jù)來(lái)源不一，為了便于以“一張圖”的形式打造時(shí)空信息云平臺(tái)及業(yè)務(wù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，高程基準(zhǔn)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。通過(guò)數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，為眾源數(shù)據(jù)提供了統(tǒng)一的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

3.1.2 數(shù)據(jù)分級(jí)分類(lèi)、統(tǒng)一進(jìn)度指標(biāo)

街道政務(wù)大數(shù)據(jù)種類(lèi)繁多，數(shù)據(jù)來(lái)源各異，如高精度地圖數(shù)據(jù)精度可達(dá)到±25 cm，使用手機(jī)GNSS定位采集的一些商戶(hù)，精度一般為15.0 m～20.0 m。因此，確定各類(lèi)數(shù)據(jù)的空間位置精度指標(biāo)是規(guī)范化數(shù)據(jù)生產(chǎn)的前提。制定了《“智慧子城”數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求》，對(duì)于與建筑物、交通、水系、綠化、行政區(qū)劃等有明顯分界線的地理信息類(lèi)數(shù)據(jù)，按照規(guī)范要求精度不大于實(shí)地0.5 m；對(duì)無(wú)明顯定位范圍的專(zhuān)題數(shù)據(jù)，通過(guò)分析利用街道已有資料和指定位置采集，確定其位置，精度一般不大于實(shí)地15.0 m。

3.1.3 制定屬性精度指標(biāo)

屬性包括數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符、名稱(chēng)、定義、類(lèi)型、值域、單位等，根據(jù)各類(lèi)政務(wù)數(shù)據(jù)屬性的實(shí)際情況，制定了《“智慧子城”街道字典》，明確了2張通用基礎(chǔ)類(lèi)元素字典，29張具體的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的元素字典表，進(jìn)一步保障了政務(wù)數(shù)據(jù)的屬性質(zhì)量。

3.2 核心業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

雙塔街道的具體業(yè)務(wù)需求十分廣泛，按照“按需定制、智能裝配、服務(wù)打包”的理念，以直觀表達(dá)的全覆蓋、多時(shí)相的地理信息數(shù)據(jù)為核心，完成了時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)。然后面向街道范在應(yīng)用環(huán)境，按需提供地理信息、感知定位、功能軟件和開(kāi)發(fā)接口等各類(lèi)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IAAS)、數(shù)據(jù)服務(wù)(DASS)和平臺(tái)服務(wù)(PASS)。主要完成了8個(gè)PC端子系統(tǒng)和9個(gè)移動(dòng)端子系統(tǒng)建設(shè)。以網(wǎng)格化綜治執(zhí)法系統(tǒng)，人戶(hù)管理系統(tǒng)為例，介紹系統(tǒng)的建設(shè)的主要內(nèi)容。

3.2.1 網(wǎng)格化綜治執(zhí)法系統(tǒng)

主要采用了“片區(qū)網(wǎng)格+社區(qū)網(wǎng)格+責(zé)任微網(wǎng)格”的三級(jí)網(wǎng)格管理模式，以時(shí)空信息云平臺(tái)一張圖為核心，快速裝配平臺(tái)中的地圖、地理編碼，權(quán)限控制等模塊，將轄區(qū)范圍劃分為“6+21+123”個(gè)管理單元(圖2),片區(qū)網(wǎng)格設(shè)置聯(lián)勤工作站，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)監(jiān)督各網(wǎng)格站開(kāi)展工作，并配備了網(wǎng)格長(zhǎng)、網(wǎng)格員、督查員、聯(lián)絡(luò)員、巡查員以及信息員的“一長(zhǎng)五員”管理團(tuán)隊(duì)，對(duì)責(zé)任網(wǎng)格中的城市管理、市場(chǎng)監(jiān)管、安全生產(chǎn)、環(huán)保管理等執(zhí)法內(nèi)容進(jìn)行圖形化、亮燈式事件跟蹤式管理。同時(shí)系統(tǒng)還采用了移動(dòng)APP+天翼云存儲(chǔ)的開(kāi)發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)辦公，向解決多頭管理、重復(fù)執(zhí)法、提升城市街道綜合管理水平方向邁進(jìn)了一大步。

圖2 三級(jí)網(wǎng)格管理模式

3.2.2 人戶(hù)管理系統(tǒng)

人戶(hù)管理是街道日常管理的重要工作之一，街道管理者需實(shí)時(shí)掌握轄區(qū)內(nèi)的小區(qū)、住宅、建筑物、住戶(hù)、人口、日常走訪等各類(lèi)信息，傳統(tǒng)模式一般是通過(guò)表格化進(jìn)行管理、查詢(xún)相關(guān)資料。本系統(tǒng)采用了地理編碼技術(shù)，按需配置了時(shí)空信息云平臺(tái)中的屬性特征匹配服務(wù)，人口數(shù)據(jù)位置化等服務(wù)，將建筑物信息、人戶(hù)信息、日常走訪信息實(shí)現(xiàn)了圖形化管理，如圖3所示。讓管理者通過(guò)點(diǎn)擊圖上某個(gè)建筑，能夠直接獲取該建筑物中有哪些住戶(hù)、哪些人員，還能隨時(shí)查閱社工何時(shí)、何原因到訪過(guò)該住戶(hù)，大大提高了為民服務(wù)的效率和精確度。

圖3 住戶(hù)門(mén)牌、戶(hù)人員查詢(xún)示意圖

3.3 數(shù)據(jù)共享、更新機(jī)制建設(shè)

建立數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)更新機(jī)制是雙塔街道智慧時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)的又一項(xiàng)重要任務(wù)。系統(tǒng)建設(shè)中，研究編制了《“智慧子城”數(shù)據(jù)更新與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》和《“智慧子城”數(shù)據(jù)交換服務(wù)規(guī)程》，規(guī)程根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型不同，制定了不同的數(shù)據(jù)匯總和更新的方法步驟、周期、責(zé)任部門(mén)以及數(shù)據(jù)交換的接口、URL說(shuō)明、請(qǐng)求參數(shù)說(shuō)明等機(jī)制，為時(shí)空政務(wù)大數(shù)據(jù)庫(kù)保鮮提供了切實(shí)可行的制度保障和技術(shù)支撐。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 基于ArcSDE+SQLServer的數(shù)據(jù)版本控制機(jī)制

采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，在解決空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的同時(shí)，也帶來(lái)新的問(wèn)題。其中之一就是需解決多用戶(hù)并發(fā)狀態(tài)下對(duì)空間信息的編輯控制策略[2]。研究采用了較為成熟的ArcSDE的版本控制方法，該方法利用 ArcSDE 提供的“長(zhǎng)事務(wù)處理”控制能力，多個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)編輯一個(gè)圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，甚至同一個(gè)空間要素[3],較好地解決了街道多用戶(hù)操作多源時(shí)空政務(wù)大數(shù)據(jù)的問(wèn)題。

4.2 基于移動(dòng)測(cè)量的高分辨率全景展示技術(shù)

研究引入了iScan移動(dòng)測(cè)量車(chē)和八旋翼無(wú)人機(jī)，采用了ArcGIS+Krpano+Html5的三維全景瀏覽技術(shù)，在時(shí)空信息云平臺(tái)中嵌入了360°街景和720°空中全景數(shù)據(jù)，利用其高質(zhì)量的圖像渲染功能實(shí)現(xiàn)了億級(jí)像素的全景展示，較好地為綜合執(zhí)法隊(duì)員對(duì)沿街商戶(hù)廣告牌，重點(diǎn)區(qū)域屋頂違章搭建等事件和物件的監(jiān)控，提供了技術(shù)支持。

4.3 “一點(diǎn)一景”數(shù)據(jù)更新模式

提出了“一點(diǎn)一景”數(shù)據(jù)更新模式，該模式采用了前端JAVA+HTML5+ArcGIS API for Android &后端ArcGIS SDE + SQL Server的技術(shù)方法，將實(shí)地的物件或事件，通過(guò)社區(qū)管理人員的移動(dòng)設(shè)備實(shí)時(shí)上傳相關(guān)的信息、圖片、語(yǔ)音至云端，保證了政務(wù)大數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)效性。該方式充分利用數(shù)量眾多的城市網(wǎng)格員和社區(qū)管理人員的力量，進(jìn)行快速的、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)采集、更新或信息反饋，保證了數(shù)據(jù)采集的效率和及時(shí)性。

4.4 基于TDE+AES的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及傳輸?shù)谋Ｃ芗夹g(shù)

政務(wù)大數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了人戶(hù)、建筑物等街道日常管理的敏感數(shù)據(jù)，這些重要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸，防竊取、防篡改等一系列問(wèn)題十分重要。通過(guò)研究，在數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)中引入了較為成熟的透明數(shù)據(jù)加密技術(shù)(TDE)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在I/O層面進(jìn)行了數(shù)據(jù)加密，有效地保護(hù)了數(shù)據(jù)庫(kù)文件mdf、ndf，日志文件ldf以及備份文件的保密性[4]，確保了數(shù)據(jù)庫(kù)文件在被非法盜用情況下數(shù)據(jù)安全。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，研究采用了AES加密，有效地提高了系統(tǒng)在請(qǐng)求、傳輸過(guò)程中，敏感數(shù)據(jù)的安全性。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文以雙塔街道“子城在線”社會(huì)綜合服務(wù)平臺(tái)建設(shè)為例，研究了政務(wù)大數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的方法，研究了街道級(jí)時(shí)空信息云平臺(tái)建設(shè)的總體思路，街道主要應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容，并探討了其中的關(guān)鍵技術(shù)。本文的研究成果是對(duì)“智慧城市”街道級(jí)時(shí)空大數(shù)據(jù)集成與應(yīng)用的一次探索和實(shí)踐。在雙塔街道今后的智慧化建設(shè)中，將進(jìn)一步深化新時(shí)代下地理信息的全方位服務(wù)功能，并依托物聯(lián)網(wǎng)，用大數(shù)據(jù)的力量，提供全方位智慧化服務(wù)。