圣世信通天地一体化仿真大数据管理平台

文/章和盛 徐伟强 沈禹沈 李森儿 蔡宗智 李伟东

圣世信通天地一体化仿真大数据管理平台

文/章和盛 徐伟强 沈禹沈 李森儿 蔡宗智 李伟东

由北京圣世信通科技发展有限公司研发的天地一体化仿真大数据管理平台，基于海量数据动态加载，融合了可视化技术，通过底层数据分层分级组织管理技术，实现了海量数据的高效组织管理与渲染可视化，支持海量数据的快速检索和调用。通过遥感数据、正射/倾斜影像数据和矢量数据的一体化融合技术，可实现海量异构时空数据的高效组织、管理及检索调用，支撑图片、文字、视频、遥感及正射/倾斜影像数据、矢量、高程、三维等各类异构数据，并在此基础上实现多类型数据的快速可视化展示和综合性空间分析，既保证了各类海量信息资源直观化、形象化的管理，又保证各类综合空间分析能力服务，为各类应用如水利应用、城市管理规划建设等提供良好的支撑。

平台提供了全面的数据展示与应用基础，其中包含数字高程模型，该模型作为地理空间数据中的一种重要数据，反映了地表区域地貌形态的空间分布，支持地形分析应用，如山体起伏程度、地面坡度等。平台采用高程数据渲染技术，实现了对数字高程模型的高效管理和可视化渲染展示，可广泛开展各类业务的应用，包括水文分析、水利工程设计、供电线路规划等多种领域。与此同时，平台提供了海量数据的支撑服务，在统一的海量地理空间数据框架支撑下，实现对各类业务数据和兴趣点的综合性管理，涵盖各类监测站、学校、医院、加油站、居民区等业务信息，并能以此为基础提供快速检索和查询服务，从而为水利现代化、城市管理和公众服务提供良好的组织管理和空间分析应用支持。

承载能力

平台采用海量三维模型的分层分级管理以及二三维一体化动态加载技术，能够支撑各类三维模型的高效管理和动态可视化渲染。在可视化渲染的过程中，采用动态预测窗口加载技术，实现三维模型的分层分级加载，保证三维模型数据能够快速流畅地展示和应用；各类三维模型可结合各类业务数据开展应用，从而支撑包括水利专题应用、社会综合管理规划分析等。平台提供了无人机、GPS/BDS、移动互联设备等应用功能，可支撑各类综合管理、任务巡检等业务应用工作的开展。

平台基于插件式的架构，提供各类图像和场景渲染插件，支撑包括云层、光照、海洋等场景的精细渲染，只需在平台上拖拽加入相关插件，并启用特效功能，即可实现特定场景的渲染工作；在此基础上，逐步形成行业专用的渲染插件包集合，如气象专用渲染插件包包含云层和雪天、雨天等场景在内的系列渲染插件，可快速渲染形成雪天、雨天的场景，为后续气象预报、台风预警、海洋监测等工作提供了良好的支撑。

此平台通过底层数据组织管理有效实现了各类数据的融合，形成从宏观到微观、从数据组织到业务应用的综合业务应用模式，结合各类传感器及全景视频拼接等虚拟现实技术，并辅以图片、视频、文字、电子地图等多种数据，实现综合业务一体化展示应用的效果。

共享交换平台

共享交换平台提供电子化信息资源的共享手段，其在工信部目录与交换体系的规范下，通过交换和目录两种方式实现信息资源在各部门之间的共享：一方面提供信息资源的组织、管理、发现、定位和共享服务，另一方面将分散在各个部门的信息进行关联，实现多部门之间的协同应用和数据共享。以省级应用为例，通过共享交换平台即可实现各部门底层数据之间的共建共享，为后续信息资源的“一次采集、全省共享”提供良好的技术基础。

专题应用展示

平台以空间信息为主要语言描述地球，旨在为用户提供实用便捷、震撼逼真、信息丰富的数据可视化管理平台。在水利专题方面，结合物联传感大数据、无人机倾斜测量、移动互联网等技术，广泛应用于生态环境变化监测、水土保持监测、农牧业用水监测等领域；同时，结合河长制管理，平台可以对当今水环境问题进行综合分析与预测预报，更好地对指定区域进行有效管理。平台利用二三维一体化等技术，将获取到的气象数据、河道（水库）数据、墒情数据、地下水数据、农作物蒸腾等水利行业相关大数据进行空间分步式计算，与地理空间信息进行无缝集成，再根据应用领域的数学模型与三维仿真技术进行虚拟现实演练；平台结合空间测量、预案编辑、洪水风险图、区域型倾斜模型加载及区域人口信息、经济信息进行综合计算和分析，实现多视角、多层次的地形模型与用户交互访问，在发生突发事故时运用模拟仿真技术辅助决策，为灾害评估提供科学依据。

平台结合物联传感大数据、移动互联网、虚拟现实（AR/VR）、体感仿真等新技术，通过海量数据进行空间和时间分布上的研究和分析，将成果应用于水利现代化、农业精细化、交通智能化及环境资源的有效保护等；利用虚拟现实技术模拟灾害、虚拟城市生活等体验，在平台的基础支撑下，各部门、各行业可充分结合各自业务应用广泛开展专题应用，内容涵盖水利、园林规划、环境监测、城市社会管理及综治维稳等各方面。

河长制

平台结合河长制及河道巡检管护等移动应用功能，针对水环境监管工作现状，结合相关规定和要求，利用移动设备进行现场数据采集，在平台上实时互动，保证数据应用的及时性和准确性，提高水污染水环境问题及时处理的能力，提供科学有效的河道信息化管理分析手段，推进河道管理向更深层次和更高水平发展。

水土保持（植被变迁）

水土保持应用主要目标是结合水保部门现有数据成果，建设并完善矢量数据库、影像数据库、地名库、规划成果数据库等信息，实现数据动态可持续更新，证明平台对不同格式、不同时相数据的综合处理和分析能力，借助数字地球应用平台，以二、三维的方式展示地貌、植被状况等信息，并在此基础上实现对植被变迁相关信息的可视化管理、查询、统计分析以及各类专题图生成等功能。

农业灌溉

通过农业云、农业数据交换平台实现跨部门的信息共享与资源整合，建立一体化的农业资源体系，通过建立完善的信息采集系统，利用强大的数据挖掘、加工处理等海量数据计算手段，以及科学的智能分析协同决策系统，实现节水农业、优质高产无污染农业。

水利工程（数据）

平台可对全省在建水利工程和历史档案进行数字化、可视化管理、查询和分析，依托数字地球应用平台建设应急指挥系统，用于水利工程的实时监测，受灾面积测量及统计分析、江河湖泊淤积分析、耕地资源普查等，借助数字地球应用平台的数据资源和丰富的功能服务和平台的统一化、标准化，形成数据更新运行的长效机制，辅助领导进行宏观决策。

园林城市遥感应用

充分借助遥感等技术手段，建设园林城市展示系统，实现从全局到局部快速、便捷、流畅地展示管理工作，对公共绿地、生产绿地、道路绿地、防护绿地、居住区绿地等各类绿地数据进行综合性管理、存储和展示应用，并根据空间分析功能提供各类绿地类型的自动汇报和分类服务，为整个城市的生态环境建设和科学合理规划提供重要的支撑作用。

城乡规划监测管理

基于平台时空一体化的数据组织技术，通过遥感数据的比对分析和变化监测，并将检测分析得到的变化区域图斑与城市规划图进行叠加分析，利用空间分析技术自动完成城市变化区域的汇总与分析，并生成全面、准确的城市监测分析报告和用地类型报表，服务于整个城市的前期规划、中期建设和后续运行。

气象监测

基于时空一体化和变化监测技术，通过对不同时段的各类传感器信息进行比对分析，实现地区气候态势分析工作动态化、直观化；基于异构数据一体化、可视化渲染和虚拟现实等技术，通过对各类传感器数据进行可视化展示和空间层次环境模拟，实现气候推演和趋势分析工作直观化、形象化，为城市应急防灾和公众出行提供数据支持。

应急救援

充分利用遥感影像、电子地图和POI数据，并对配备GPS/BDS的单兵侦查系统和车载侦查系统进行统一的管理和调度，实现对城市公共安全部门、城市重点监控目标等的综合性管理，基于态势标绘工具集，在重点防护区域可快速制定预案，从而提供全面、准确和便捷的决策服务。

城市精细化管理

充分利用城市大数据基础信息资源共享服务的支撑作用，城市的智能统计汇总，实现城市的可视化管理，如智慧交通、智慧公安、智慧物流等应用以及城市交通拥堵指数、城市热效应指数、城市通风效应指数、阳光指数、无线电信号传播指数、城市用水用热用电指数等各类城市综合指数的统计分析，不断推动全省基础信息资源库的建设步入新的台阶。

北京圣世信通科技发展有限公司）