浅谈智慧城市时空大数据建设

姚小军

(如皋市勘测院)

1 智慧城市概述

智慧城市具体是指在城市建设发展过程中，借助现代化方式获取高精度数据信息，构建信息化平台，并依托平台对社会生产生活中的公共交通、医疗卫生、教育、饮食、工业与商业活动等领域内的要求进行积极的响应，使各领域可以根据需要获取对于自身发展极为有利的信息资源[1]。智慧城市的主要目标是促使城市朝着智慧化、智能化和信息化方向发展，以此对人和人、人和物、物和物之间的联系方法进行合理改进，为人们的社会生产生活提供更多的便利条件。

2 智慧城市时空大数据建设中的应用分析

智慧城市时空大数据是在城市基础地理信息的基础上，将各个曾经孤立的、服务内容单一的，但具备城市管理功能的空间信息、动态信息和公共信息等城市信息聚合成面向大众的、跨领域的、跨系统的社会化信息服务，是智慧城市的核心和基础[2]。在全面了解如皋市时空信息数据基本现状的基础上，通过在统一数据标准下对数据进行规整处理，建设如皋市时空大数据库及服务全市的时空大数据管理分析系统，实现时空大数据的共享发布、实时更新，从而支撑各个行业的应用。

2.1 时空云信息平台的构建

时空云信息平台在智慧城市建设中具有核心支撑作用，通过建立城市空间数据库、采集城市动态信息、收集城市公共信息，打造城市时空信息数据资源池，并借助大数据融合分析技术，对多种时空信息数据进行再加工，以此向政府部门提供基础数据支撑与辅助决策服务，向企业、公众提供可公开数据的网上发布与网上查询服务[3]。

在原有数字如皋地理空间框架的基础上，通过数据汇聚、系统整合、平台对接以及新增采集等多种方式，将如皋市现有的各类空间信息数据及相关专题数据进行整合处理，夯实基础地理信息数据（地形图、影像数据、数字高程模型和地理国情数据），扩充面向服务的产品数据（地理实体数据、地名地址数据、三维模型数据和新型产品数据），实现如皋市空间信息数据的统一时间基准、统一坐标框架和统一数据标准，为智慧如皋时空云信息平台的建设奠定空间数据基础。同时，预留各种物联网智能传感器、视频监控等动态数据以及人口、法人等城市公共信息和空间规划数据的接口，建立面向应用的位置及流式数据库（实时感知位置数据、流式数据）并开展时空化工作，实现实时感知数据、新型测绘产品数据及公共专题数据的汇聚、处理和管理，构建面向时空大数据的通用分析模型，进行基于时空的事件发展态势分析，实现对事件的实时感知与预测，以提供时空信息服务。

时空云信息平台能够为智慧城市建设连续不断地提供测绘信息，以便其可以迅捷地对所有信息进行分析与整合，在一体化的信息处理中让所有的信息资源实现与城市中各个系统的协同发展，从而显著提高城市建设发展的效率和质量。

2.2 时空大数据建设的具体技术路线

时空大数据建设应充分继承数字建设成果，在此基础上，从基准、数据、平台和应用等方面进一步发展提升，逐步完善数字城市原有的保障体系，以适应智慧城市建设的要求，从而有效继承数字城市建设成果，保护已有投资。本文结合如皋市现有数据及待采集的数据情况，将总体流程划分为数据采集更新、数据汇聚、数据处理、数据建库、数据管理分析和数据共享六个环节。

1）数据采集更新

针对如皋市已有地理信息数据进行更新，同时对地名地址数据、倾斜摄影数据、三维模型数据、街景数据、地下空间和导航数据进行采集、补充和完善。

2）数据汇聚

针对不同数据类型，分别采用基于空间汇聚发布系统、Web Service服务、大数据服务平台交换等的数据交换方式，实现上述采集的各类数据及如皋市空间数据的统一汇聚。

3）数据处理

对汇聚过来的多种来源和多种格式的时空信息数据进行统一处理，包括格式转换与标准化、坐标转换、空间化处理、时空化处理和数据质检，以形成标准化、规范化的时空信息数据。

4）数据建库

通过数据质检符合入库规范的数据，按不同的数据组织方式进入相应的数据库，形成基础地理信息数据库、正射影像数据库、地名地址数据库、三维模型数据库、街景数据库、公共专题数据库、智能感知数据库及空间规划数据库等。

5）数据管理分析

针对数据库中的各类数据进行管理分析，包括动态数据获取、数据管理、分析量测、模拟推演、大数据挖掘及大数据管理等功能模块。

6）数据共享

根据各政府部门的空间数据应用需求，通过时空大数据与云平台支持下的空间数据交换系统对外提供共享。

2.3 各类数据的获取

2.3.1 空间数据

结合我院已有的不同年代、不同比例尺的各类空间数据，如地理实体数据、影像数据和数字高程模型数据等，主要的空间数据技术有：

1）数字航空数码摄影技术

该技术是依托数字航空摄影技术的不断发展而出现的一种测绘效果更理想的测绘技术，其依托于数码拍摄使最终获取的影像资料具有较高的分辨率和精度。

2）卫星遥感技术（高分辨）

遥感技术在目前的社会生产、生活中有着多方面的应用，尤其在商业遥感领域中应用十分广泛。我国在应用高分辨卫星遥感技术时，以资源三号卫星为测绘使用的主要卫星，该卫星可以用来测绘地理空间信息，还可以对各类资源进行准确的定位与查询。使用该技术测绘的地理信息比例尺为1：50000或1：25000，在要求测量较大比例尺的地理信息时，使用高分辨卫星遥感技术可以获得理想的测绘数据结果，且获取的地理信息具有实时性特点，因此，在智慧城市的地籍测绘、资源勘测、防灾救灾、交通规划建设中应用该技术可以获得第一手的资料，从而使用更加精确的测绘数据构建数据平台。

2.3.2 三维模型数据

结合现有的三维模型数据，考虑道路街景数据的采集、倾斜摄影三维模型等，此类数据的采集主要采用低空摄影测量技术[4]。该技术在具体应用中需要通过无人机来完成测绘工作，可以对建筑物顶部、侧面信息进行高质量的测绘，空间分辨率较高。因此，智慧城市建设期间构建三维模型所需的影像资料，可以通过使用高分辨率的低空摄影测量技术获得，并且，通过该技术获取的影像数据具有多重作用，可以清晰地显示三维影像的纹理信息。

3 结语

智慧城市的发展建设与人们的日常生活、生产等活动具有密切的联系，城市时空大数据是智慧城市信息基础建设的重要组成部分，是城市发展水平和文明程度的重要标志，也是城市经济和社会和谐发展的重要物质条件。城市空间信息对于改善人居环境、增强城市运行效率、稳步推进新型城镇化、确保全面建成小康社会具有重要作用。