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县级时空大数据与云平台的设计

来源:小侦探旅游网
 第27卷 第3期

  2019年6月

JournalofXiamenUniversityofTechnology

厦门理工学院学报

Vol.27 No.3Jun.2019

doi:10.19697/j.cnki.1673⁃4432.201903010

县级时空大数据与云平台的设计

方云显

(漳州常山华侨经济开发区不动产登记处,福建漳州363307)

[摘 要]结合智慧城市时空信息服务平台的建设需求和县级时空大数据与云平台的建设特点,构建县级时空大数据与云平台,提出标准体系、时空大数据体系、时空大数据与云平台和时空信息应用服务等四个主要建设内容。指出平台模式要直面企业和群众的生产生活,其服务模式、建设与部署模式、运维模式应深化“便捷化、精细化、广角化”等特点;平台总体架构包括基础设施层、大数据层、平台支撑层和应用软件层四个部分。建设时,基础设施层要因地制宜;数据服务要兼具广角、精细、弹性的特征;平台服务层应注重运维和对外服务;应用软件层的设计,需要考虑企业和群众的操作能力,设计最为便捷和精细的软件功能。

[关键词]时空大数据;云平台;县级;智慧城市[中图分类号]TP393;P208 

[文献标志码]A 

[文章编号]1673⁃4432(2019)03⁃0059⁃06

党中央高度重视信息化建设,十九大报告提出:“建设数字中国、智慧社会”“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”等国家信息基础设施发展总体理念。空间信息基础设施是国家信息基础设施的重要支撑,是各级信息化建设的重要组成部分。近年来,各级有关部门部署了时空大数据与云平台建设任务,要求融合“基础时空数据、公共专题数据、物联网实时感知数据、互联网空间大数据”等有关数据,集“获取、感知、存储、处理、共享、集成、挖掘分析、泛在服务”等功能为一体,实现“县⁃市⁃省⁃国家”的互联互通。相关学者围绕时空大数据与云平台的建设模式和技术框架、数据、规范、功能等方面开展了一系列研究。如李明巨等[1]提出包括“四层一端”云GIS架构、“一站式”地图应用服务和“全栈式”云GIS资源租用解决方案在内的系列云GIS技术成果。段志强等[2]探讨了省级时空信息云平台的建设内容、总体架构。周艳国等[3]阐述了数据集、云平台、宿主资源、多维形象展现以及试点应用等方面内容。马照亭等[4]针对时空大数据与云平台早期建设过程中暴露出来的数据问题,提出试点解决思路。文献[5⁃6]从资源汇聚、空间处理、数据引擎、管理分析等多个方面,对新型智慧城市的建设与运营进行了一定的思考。李乃强等[7]详细阐述了时空大数据国家相关规范。张庆全等[8]阐述了黑龙江省、市、县三级时空信息云平台的建设目标、总体框架及三级框架结构。黄强等[9]以智慧旅游和智慧水利的应用成果为例,卢有飞[10]以电力系统为例,阐述云平台如何向提供时空大数据服务。这些研究成果探讨的内容大多停留在设区市以上时空大数据与云平台如何综合数据,作为国家、省、地市、县区多级时空大数据与云平台建设总体格局的最下层节点和最精细节点,县级对新型测绘数据、泛在地理信息大数据需求却更加旺盛,面临的现实问题更加多样化,也更具有现实意义。但是县市均存在着技术力量相对薄弱、重复投资严重、数据和服务无统一  收稿日期:2019⁃03⁃11   修回日期:2019⁃05⁃07

基金项目:国家自然科学基金项目(41401377);福建省自然科学基金项目(2019J01853)

通信作者:方云显,男,工程师,研究方向为信息系统建设和数字县域地理空间框架建设,E⁃

mail:272118949@qq􀆰com。

引文格式:方云显.县级时空大数据与云平台建设[J].厦门理工学院学报,2019,27(3):

59⁃64.

Citation:FANGYX.Designingcounty⁃levelspatio⁃temporalbigdataandcloudplatform[J].

JournalofXiamenUniversityofTechnology,2019,27(3):59⁃64.(inChinese)

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标准等问题,导致数据服务无法对接。季顺海等[11]针对江苏省盐城市大丰区的智慧大丰时空信息云平台建设,在市县一级的时空云平台建设作出了新的尝试。在当前全国县级时空大数据与云平台启动较少、思考不足的情况下,本文深入探讨其模式、架构及内容,以期为同类建设提供有益参考。

1 县级时空大数据与云平台的模式

已有研究成果显示,省和设区市两级时空大数据与云平台具备“时空化、弹性化、智能化”三大特点。县级时空大数据与云平台因要直面企业和群众的“生产生活”,除具备三大特点外,其模式1􀆰1 服务模式

(服务模式、建设与部署模式、运维模式)还应向“便捷化、精细化、广角化”等方向加以深入拓展。

服务模式包含服务数据资源和服务功能两个部分。县级时空大数据与云平台的服务数据资源、服务功能和省、设区市两级相比,除具备“网站访问、定制应用、标准接口、服务注册以及虚拟桌面云服务、应用程序宿主服务、时空数据宿主服务、时空知识智能服务”等服务模式外,还应重点强调广角和精细。广角方面,县级时空大数据与云平台必须将县域内企业和群众生产生活需要的各类历史和现状数据进行全面空间化,进而建立长时间序列、多尺度的时空大数据,企业和群众一件具体小事,可能就需要调取多种数据资源服务,例如群众的离婚析产事件,县级行政服务中心就需要分别调取民政、公安、自然资源(不动产)、法院等多部门的多种数据,进行受理和处理。精细方面,县级时空大数据与云平台必须将各类数据往历史和现实融合的角度进行服务,例如县级自然资源管理部门经常接受群众涉及土地信访工作,这些信访件的处理是省和设区市两级时空大数据与云平台不需要直面的,但县级时空大数据与云平台就必须能够提供近10a甚至20a的土地类型变化时空大数据调取服务。1􀆰2 建设与部署模式

目前,各市县数字城市地理空间框架建设的运行环境有建在测绘地理信息主管部门的,有放在政府信息中心的,还有置于“阿里云”的,模式众多、秩序混乱。在时空大数据与云平台建设阶段,应形成云端化的运行模式,支撑时空信息服务的云端化以及各级节点的互联互通。在统一的原则下,结合各地云计算中心、云服务中心建设,因地制宜的制定县级时空大数据与云平台运行环境方案,可部署在本地云中心,也可以部署在市级或省级云中心,但由于县级财政能力的不同,有些县级政府在条件不具备的情况下,可以考虑部署在“阿里云”“华为云”等商业云,以及私有云和公有云混合架构的运行模式,或者托管在省和设区市有关云平台中。1􀆰3 运维模式

时空大数据与云平台的建设运行软、硬件环境复杂,数据时效性需求高,更新维护难度大。县级城市由于机构设置、人员编制和综合投入等问题,想独立建设一支稳定的运维人才队伍和运维机制相对比较困难。有条件的县级城市,可考虑建设独立自主的平台运维模式,自主开展平台数据更新、功能运维和应用服务工作,同时做好与省级、市级平台的对接和资源共享;条件稍差的县级城市,可考虑建设市县一体化、省市县一体化的平台运维模式,在省市县一体化、市县一体化的框架下,凝练全省、全市时空大数据与云平台更新运维存在的共性和个性问题,构建全省、全市统一化的时空大数据与云平台更新运维管理系统。对于省级、市级层面可以开展的数据资源更新工作,由省级、市级统一实施、分发共享给县级城市,县级城市只负责个性化的数据更新工作并依据规范汇交到省级、市级平台。对于服务资源管理、服务节点监控等,由省级、市级平台提供统一化的运维管理解决方案。

2 平台总体框架

根据前述服务模式,县级时空大数据与云平台的总体框架应包含四个层次,分别为基础设施层、

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大数据层、平台支撑层和应用软件层,如图1所示。

图1 县级时空大数据与云平台总体架构设计

Fig􀆰1 Overallarchitecturedesignofcounty⁃levelspatio⁃temporalbigdataandcloudplatform

2􀆰1 县级时空大数据与云平台的基础设施层(infrastructureasaservice,IAAS)

该层依托云计算环境资源,提供按需服务的硬件资源。采用虚拟化技术把计算资源、网络资源、存储资源虚拟化为资源池,按需向应用提供服务,是最基础的硬件支撑层,结合前述县级时空大数据与云平台的建设与部署模式,县级时空大数据与云平台的基础设施层要因地制宜建设。具备条件的,可以建设县域一体的基础设施层;不具备条件的,可以依托商业云或省、市云租用基础设施服务。

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2􀆰2 县级时空大数据与云平台的大数据层(data⁃as⁃a⁃service,DAAS)

该层提供具有广角、精细、弹性特征的数据服务。广角方面,县级时空大数据与云平台的大数据层必须以县域行政范围为数据框架,将该范围内的所有信息收集全面,建构时空大数据。精细方面,县级时空大数据与云平台的大数据层必须精细化到以单个企业法人、单个自然人、单个宗地为最基本粒度进行数据综合;以单个企业为最基本粒度,将该法人分散在市场监管、自然资源等行政部门的所有信息进行综合,建立法人信息库;以单个自然人为最基本粒度,将该自然人分散在民政、公安、自然资源等行政部门的所有信息进行综合,建立自然人信息库;以单个宗地为最基本粒度,将地表每个地块分散在自然资源、林业、水利、交通的所有信息进行综合,建立土地信息库。弹性方面,县级时空大数据与云平台的大数据层必须叠加传感器搜集到的实时和历史数据、城市公共信息、政务资源信息等各类数据,在数据宿主服务、传感器数据接入、物联网节点动态更新基础上,基于OGC的2􀆰3 县级时空大数据与云平台的平台服务层(platform⁃as⁃a⁃service,PAAS)

该层是将现有各种业务能力进行整合,是县级时空大数据与云平台的核心层。除了具备“能力接入引擎、GIS能力宿主、应用服务宿主、业务模型引擎和知识组装引擎”等基本平台服务功能外,县级时空大数据与云平台的平台服务层应更加注重运维和对外服务。运维方面,要比省和设区市级平台提供更有深度和弹性的“平台设置、统一用户管理、安全管理、业务审核、服务管理、资源分发、资源计量与统计、资源调度”等功能;对外服务方面,平台服务层向下根据业务能力需要测算基础服务能力,通过IAAS提供的应用程度编程接口(applicationprogramminginterface,API)调用硬件资源,向上提供业务调度中心服务,实时监控平台的各种资源,并将这些资源主要通过OGC的WMS、WFS、WMTS等服务标准开放给SAAS用户,面向企业和群众提供“云端应用托管、GIS能力出租、2􀆰4 县级时空大数据与云平台的应用软件层(software⁃as⁃a⁃service,SAAS)

该层是一系列宿主于平台的软件服务层,针对时空数据各类智慧应用而提供的开发API、原子级基础应用、智能分析类应用及基于知识的业务建模框架。省、设区市级时空大数据与云平台的使用用户多具备一定知识,软件功能上即使相对复杂,也基本会被接受。但是县级时空大数据与云平台的应用软件层和省、设区市级时空大数据与云平台的应用软件层相比,因直面企业和群众,必须考虑企业和群众的操作能力,设计最为便捷和精细的软件层功能。GIS应用托管、虚拟桌面”等平台服务。

WMS、WFS、WMTS等服务标准,将这些数据抽象成提供弹性数据服务。

3 平台主要的建设内容

3􀆰1 合理、规范的标准体系

县级时空大数据与云平台的系列标准规范,要能够指导区域智慧城市时空大数据与云平台的建设,同时与省级、市级时空大数据与云平台的各类标准规范做好衔接,保证平台建设的规范性和一致性。建设内容包括智慧城市时空信息框架建设、使用与维护管理办法,时空数据整合、交换和共享管理办法,物联网节点地址分类命名规则、编码规则以及与基础地理信息、专题信息的接口规范,县级时空大数据与云平台建设的基本规定、数据规范、技术规范、服务规范、接口规范,以及时空信息云3􀆰2 全面、精细、长序列的时空大数据体系

县级时空大数据与云平台应充分依托全省基础测绘、地理国情普查(监测)、数字(智慧)城市等工程,通过公共专题数据的协调共享和泛在网络开放数据的归集,整合集成矢量数据、遥感影像、地名地址、地理实体、全景三维、公共专题、智能感知数据和泛在网络开放数据等,构建包含基础地理时空数据、公共专题时空数据和智能感知实时数据的县级时空信息大数据库,向用户提供全方位、多时相、多粒度的全省时空数据资源服务。计算支撑环境的建设标准等。

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基础时空数据,内容至少包括矢量数据、影像数据、高程模型数据、地理实体数据、地名地址数据、三维模型数据、新型测绘产品数据及其元数据。矢量数据应确保1∶500、1∶1000、1∶2000等大0􀆰2m影像等至少覆盖规划区范围,0􀆰5m影像应覆盖市辖范围。公共专题数据,内容至少包括法人数据、人口数据、宏观经济数据、民生兴趣点数据、地理国情普查与监测数据及其元数据。物联网实时感知数据,包括行业专题实时数据包括交通、环保、水利、气象等监控与监测数据。在时空大数据资源体系的基础上,应做好基于地理实体的县级城市时空数据对象化表达和多源数据融合,更好地满足地理空间数据精确定位和深层次统计分析等应用需求。基于全区域时空大数据,开展挖掘分析,形3􀆰3 灵活、智能的“天地图”时空大数据与云平台

成能够体现区域特色、支撑区域重大战略和行业科学管理的多样化增值地理信息数据产品。

按照时空大数据与云平台对外提供公共服务的统一出口、县级区域测绘地理信息成果和服务发布的总窗口的定位,采用云计算技术建设具备云端存储、可视化表达、分析挖掘、高性能计算和服务高并发访问能力的“天地图”时空大数据与云平台,提供县级区域时空数据资源按需调用、数据动态分析处理、云端制图表达、时空信息挖掘与决策支持、云通道与云托管等服务,建成“透彻感知、广3􀆰4 普适性的时空信息应用服务

泛互联、全面智能”的县级时空大数据与云平台。

应用服务,是检验县级时空大数据与云平台建设成效的标尺,也是时空大数据与云平台的生命力之所在。县级时空大数据与云平台的应用服务,必须服务好生态文明、新型城镇化、乡村振兴等县区发展重大战略,支撑好行业智慧化管理,提高时空信息在“智慧政务、智慧产业、智慧民生”等领域的应用广度和深度,为政府的科学决策、城市的智能管理、产业的转型升级、公众的便捷生活提供可靠的时空信息保障。县级时空大数据与云平台,可在自然资源、生态环境、交通、水利、城管、市场、旅游、统计、公众应用等领域开展示范应用。在建设过程中,可以由应用部门牵头,云平台建设与运维单位配合共同实施,建成后的专题应用系统能够着重突出智能、高效、实时、有用和泛在的技术特点。

比例尺地形图至少覆盖规划区范围,1∶5000或1∶10000应覆盖市辖范围。影像数据方面,0􀆰1m或

4 结论与展望

在分析现有研究成果的基础上,围绕智慧城市时空信息服务平台的建设需求,针对县级时空大数据与云平台的建设特点,构建了县级时空大数据与云平台。首先,分析县级平台建设模式、架构和内容,指出县级时空大数据与云平台因要直面企业和群众的“生产生活”,其服务模式、建设与部署模式、运维模式,应往“便捷化、精细化、广角化”等方向深入拓展。在此基础上,提出了针对县级时空大数据与云平台的基础设施层、大数据层、平台支撑层和应用软件层的总体技术架构,指出县级时空大数据与云平台的基础设施层要因地制宜建设;数据服务要兼具有广角、精细、弹性的特征;平台服务层应注重运维和对外服务;应用软件层的设计,需要考虑企业和群众的操作能力,设计最为便捷和精细的软件功能。最后,提出了标准规范、时空大数据体系、云平台和应用服务的具体建设内容,可为全国县级时空大数据与云平台的建设提供参考和借鉴。

随着全国各地智慧城市建设的推进,智慧城市对地理空间数据的需求是巨大的,各类信息都需要在地理信息平台上进行更直观、更关联的分析、处理和应用。时空大数据与云平台在县区智慧城市建设中的作用越来越凸显。但目前智慧城市主要停留在大城市,至少也是设区市以上的城市。而县级时空大数据与云平台作为最为基础和重要的节点,很多方面尚缺乏深入探讨;同时,县级时空大数据与云平台是建设难度最大的节点。为此,今后应在以下方面进行进一步的深入研究:

一是应分门别类深入分析县级时空大数据与云平台的建设需求。厘清建设需求,对于成功建设平台具有重要意义。开展县级时空大数据与云平台建设之前,应将建设需求分析作为根本课题进行开

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展,不能盲目的照抄省、设区市两级时空大数据与云平台需求,造成脱离企业和群众。

二是应因地制宜深入探讨县级时空大数据与云平台的建设内容。因各地发展水平、建设条件不一,县级时空大数据与云平台模式有较多方面需要深入研究。尤其应注意,县级时空大数据与云平台建设是一项牵涉面广、投资大、科技含量高的系统工程,需要紧密贴合地方社会、经济、技术发展现状,既不能盲目贪大、求多,但有些方面例如大量的农村地区,又必须结合中央关于区域城乡一体化统筹和乡村振兴的要求贪多、求大,这两方面的平衡要特别留意。

[参考文献]

[1]李明巨,刘昱君,陶旸,等.省级地理信息云服务平台构建与应用[J].现代测绘,2015,38(3):27⁃29.[2]段志强,沈凤娇,黄冠宇,等.智慧城市时空信息云平台建设研究[J].地理空间信息,2018(8):24⁃27.[3]周艳国,张法鹏,翟群英,等.智慧东莞时空大数据与云平台试点建设[J].测绘技术装备,2018,20(3):74⁃78,73.[4]马照亭,刘勇,沈建明,等.智慧城市时空大数据平台建设的问题思考[J].测绘科学,2019(4):12.

[5]张鹏程,何华贵,杨卫军,等.智慧广州时空大数据框架体系设计与建设[J].测绘与空间地理信息,2018,41

(5):11⁃13,17.

[6]杜闽.基于时空大数据与云平台的新型智慧城市建设与运营的思考[J].低碳世界,2018(8):367⁃368.[7]李乃强,刘婵娟.智慧城市时空大数据与云平台建设技术研究[J].现代测绘,2018,41(9):54⁃56.

[8]张庆全,关显明,刘恒飞.黑龙江省、市、县三级时空信息云平台总体框架设计[J].测绘与空间地理信息,2015,[9]黄强,史赛赛,王守东,等.智慧徐州时空信息云平台应用模式探讨[J].现代测绘,2017,40(4):57⁃61.[10]卢有飞.时空大数据云平台支撑智能电网建设[J].中国电力企业管理,2018(5):76⁃77.

[11]季顺海,武俊红.市县级智慧城市时空信息云平台建设方案研究与应用:以智慧大丰时空信息云平台建设为例

[J].测绘通报,2016(6):113⁃116.38(11):155⁃157.

DesigningCounty⁃levelSpatio⁃TemporalBigDataandCloudPlatform

(RealEstateRegistration,ChangshanOverseasChineseEconomicDevelopmentZoneofZhangzhou,Zhangzhou363307,China)

FANGYunxian

Abstract:Combiningtheconstructiondemandofsmartcityspatio⁃temporalinformationserviceplatformandlevelspatio⁃temporalbigdataandcloudplatform,andoutlinedthecontentsforconstructionofstandardinformationapplication.Thispaperpointsoutthattheplatformmodeshouldtakeintoconsiderationtheenterprises􀆳productionandthemasses􀆳life,andstrivetoconstructmodesofservice,constructionandandwide⁃anglecoverage”.Inbuildingthefourmajorpartsofinfrastructure,bigdata,platformsupportandsoftwareapplicationintheoverallframeworkoftheplatform,countyinfrastructureshouldbedesignedonandserviceshouldstressoperation,maintenanceandexternalservices,andsoftwareapplicationshouldbebusinessandgeneralpublicfriendlywithintheiroperationabilitieswithconvenientandelaboratefunctions.Keywords:spatio⁃temporalbigdata;cloudplatform;county⁃level;smartcity

(责任编辑 宋 静)

thecharacteristicsofcounty⁃levelspatio⁃temporalbigdataandcloudplatform,thispaperconstructedcounty⁃system,spatio⁃temporalbigdatasystem,spatio⁃temporalbigdataandcloudplatformandspatio⁃temporaldeploymentaswellasoperationandmaintenancetosustainthecharacteristicsof“convenience,refinementbestappliedtothelocalconditions,bigdataserviceshouldbemadewide⁃angled,fineandflexible,platform

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