张鹏1,2, 王庆3，朱理想3，张伟3
1.如皋市勘测院有限公司 江苏 南通 226500；2.如皋市基础地理信息中心 江苏 南通 226500；3.南京市测绘勘察研究院股份有限公司 江苏 南京210019
摘要：智慧城市时空信息云平台是在城市基础地理信息基础上，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为面向大众的、跨领域、跨系统的社会化信息服务，是智慧城市建设的核心和基础。本文研究分析了时空大数据建设发展，基于ArcEngine开发建设了如皋市时空信息云平台。
关键字：智慧城市； ArcEngine；时空信息云平台
Research on the Construction of County-level Spatiotemporal Information Cloud Platform--Taking Rugao City as an Example
Zhang Peng1,2 ，Wang Qing3，Zhu Lixiang3，Zhang Wei3
(1.Rugao City Survey Institute ,Jiangsu Nantong 2265001;2. Rugao Basic Geographic Information Cente ,Jiangsu Nantong 2265001; 3. Nanjing Surveying and Mapping Research Institute Co., Ltd., Nanjing, Jiangsu, 210019, China;)
Abstract: The smart city spatiotemporal information cloud platform is based on the basic geographic information of the city. It aggregates urban information that was once isolated and has a single service content, but has urban management functions, such as spatial information, dynamic information, and public information, into a mass-oriented, cross-domain, cross-system social information services. Spatiotemporal information cloud platform is the core and foundation of smart city construction. This paper studies and analyzes the development of spatiotemporal big data construction, and builds the Rugao spatiotemporal information cloud platform based on ArcEngine..
Key words: Smart City；ArcEngine；spatiotemporal information cloud platform
1引言
智慧城市是继数字城市和智能城市后的城市信息化高级形态，是城镇化、工业化和信息化的深度融合，是城市信息化发展的愿景，将历经从初级到高级、从局部到整体、从单一到综合的不同发展阶段。无论是数字城市、智慧城市都离不开时空大数据与云平台的支撑。时空大数据与云平台即时空信息基础设施，是城市信息化不可或缺的、基础性的、根本性的信息资源，发展以法定的、统一的时空基准为基础，整合如皋市人口信息、经济、社会、文化等信息内容，接入物联网和传感网，得到城市实时状态信息，搭建智慧城市的时空信息支撑平台，是城市信息化的必然要求。云平台的建设对于改善人居环境、增强城市综合承载能力、提高城市运行效率、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。
近年来，如皋市的信息化建设在实际工作中发挥了巨大的作用。但由于技术与体制的原因，许多系统是割裂与独立的，并没有实际连通，数据孤岛现象严重，数据共享困难。如皋市根据国家主管部门的互通互连的精神，结合如皋市当地的实际情况，几年前就积极开展了数字如皋地理空间框架系统的建设，从一定程度上解决了强GIS部门基础空间数据的共享问题，这在一定程度上也推动了政务信息的共享工作。
在原有数字如皋地理空间框架的基础上，按照智慧如皋时空信息云平台顶层设计的统一要求，依托如皋市统一的云支撑平台环境，通过数据汇聚、系统整合、平台对接或数据拷贝、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与融合处理，夯实基础地理信息数据、扩充面向服务产品数据，实现如皋市空间信息数据的统一时间基准、统一坐标框架、统一数据标准，建成覆盖如皋全市域的多尺度、多类型、多时态、全覆盖的时空大数据库，并在此基础上搭建智慧如皋时空信息平台对外提供时空资源服务。同时，预留后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，为后期接入智慧如皋时空信息云平台，建立面向物联网应用的位置及流式数据库（实时感知位置数据、流式数据）并开展时空序化工作，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，开展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提供时空信息服务。
2系统总体架构
依据《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲（2019版）》的要求及相关标准规范，形成如皋市基础地理信息数据，以此作为政务数据的支撑，不断汇聚各单位政务数据，不断填充数据中心，在此过程中，调动各部门共同参与，数据共建共享，最终形成权威、详实、丰富且数据不断更新、使用的地理空间框架数据，以此目标，按照国家设计思想，如皋市时空信息云平台采用先进的硬件和网络架构；用先进的空间数据库技术设计面向地理空间数据库；采用面向服务架构（SOA）的理念与方法，设计时空信息云平台总体架构，如图1所示。
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图1 时空信息云平台总体架构
3时空大数据库
时空信息云平台建设的关键是数据的梳理整合建库。由于时空信息平台需要汇聚的数据种类多、数据量大，建立时空大数据库需要对数据进行加工处理升级。
3.1数据扩充
针对收集的数据不完整性，需完善补充已有数据，增加数据库的可用性。主要扩充数据包括以下几种：
（1）矢量数据
补充完善缺失数据，并采用了面向对象的时空数据模型进行数据重组，每个地理要素构建具有唯一标识的空间对象。
（2）影像数据
进一步丰富了高分辨率影像数据，完善了如皋市历史影像数据。
（3）新型产品数据
根据现代地理信息发展趋势，增加了地理实体数据和360°全景影像和倾斜摄影数据。
3.2添加时间属性
（1）历史数据：矢量数据包括系列地形图、地理实体数据、电子地图数据。此类数据若有完整的元数据，则从元数据中提取生产时间，逐要素写入时间属性；若没有元数据，则根据生产年份，逐要素批量填入时间属性。三维数据根据生产时间填入时间属性。影像数据根据生产时间填入时间属性。
（2）新建数据：时空大数据中的矢量数据逐要素、影像数据、三维数据逐模型、地名地址数据逐条、其他新型产品数据按类型增添时间信息。
3.3时空大数据重组
矢量、三维的重组使用面向对象的时空数据模型。每个地理要素、三维模型条目分别构建具有唯一标识的空间对象，并将时间属性，连同其他属性统一进行封装，实现了时空信息的一体化组织。影像与新型产品数据的重组使用连续快照模型。同一分辨率、同一类型的不同时相影像，构建影像时间序列，形成客观世界的连续快照。
3.4数据入库
平台的数据流经时空大数据汇聚区、处理区、管理区，形成成果数据，再经服务化转变为时空信息云平台上的服务资源，面向最终业务用户提供了调用。
对离线拷贝、在线接入的各类数据，经过抽取、清洗后形成中间成果数据存储于汇聚库，根据时空大数据模型进行分层处理，对于没有空间坐标的进行空间化处理，然后经过数据处理、数据质检、数据入库，进入最后的时空大数据库中。再经过服务化，转换为云平台上的各类GIS服务。
4时空信息平台
门户作为时空信息云平台展示资源的窗口，是所有数据、服务的统一出口，是用户登录平台、访问数据和调用功能的唯一入口，为各类用户使用和共享时空信息云平台资源提供了一站式服务。其功能如表1所示。
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5 结论与展望
时空信息云平台是智慧城市建设的核心，是串联起各类数据的纽带，也是高效的数据管理工具，其发展和应用前景广阔。本文建设的云平台采用面向服务架构（SOA）的理念与方法，设计融服务提供方、使用方和管理方为一体的地理信息应用总体架构，实现基于统一注册和分级授权的服务组织模式与运营管理机制，完成地理信息资源与服务的管理调度及动态装配。同时对于平台中的矢量数据，采用增量动态更新的方式，实现以要素为单位或以图层为单位的数据更新。
但本文提及的县级时空信息云平台目前还存在数据汇聚少，挂接难度大等问题，在下一步将充分结合实际应用完善云平台。
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第一作者简介：张鹏（1986.11-），男，助理工程师，主要从事工程测量、地理信息化工作。