2023优秀案例丨“数字黄岩”统一时空基准平台建设

“数字黄岩”统一时空基准平台建设

李 磊   刘志刚   尹银青

苍穹数码技术股份有限公司

推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，建设数字中国、智慧社会，是党和国家的重要决策部署。2020年6月9日，《深化数字浙江建设2020年工作要点》出台，明确2020年深化数字浙江建设总体安排，要求建设省域空间治理数字化平台、加快建设智慧城市。台州市也一直稳步推进智慧城市建设，更是将“智慧城市时空信息云平台”作为十大智慧城市项目之首。黄岩区在智慧城市建设的总体框架下，以“数字化改革”“数字黄岩”为导向，启动建设黄岩区统一时空基准平台，助力黄岩区数字化改革工作。

1. 建设目标

紧密结合城市信息化建设的实际，以满足政府部门对地理信息的智能化应用需求为出发点，充分利用台州市城市地理空间框架建设已有数据成果和部门信息化基础，借助物联网、移动互联、云计算和大数据等先进技术手段，建成台州市黄岩区智慧城市统一时空大数据和统一时空基准平台，统一管理、维护和共享黄岩区基础地理信息和专题地理信息，为党政机关、数字政府、数字经济、数字社会、数字法治等数字化改革领域应用建设提供持续、稳健、高效的数据和功能服务，实现数据聚合，全行业支撑，达到集约共建、数据共享、能力共用的目的。本项目的具体建设目标为：

（1）“智”破壁垒、“慧”享服务，全面深化空间数据服务能力

打通部门间信息共享渠道，将数据孤岛转变为“数据湖”（大数据仓库）。一是解决原来数据碎片化问题，通过统一的数据目录和数据仓库，打通各个系统，实现各部门信息共享。二是解决对外数据共享问题，建立统一的数据指标体系和数据目录标准，实现数据高效规范共享，建立与外单位信息共享共用的长效机制。

（2）数“治”黄岩，提升黄岩区空间数据资产管理能力

以数据中心为基础，通过数据治理形成公共服务底板，开放公共数据服务接口，为政府部门、企业单位等的业务需求提供在线数据服务，减少因共性需求而在基础数据资源上的重复建设，减少各部门业务信息系统建设周期，降低数据使用成本，提高以数据指导管理决策的效率，全面提升数据资产管理和城市运行监管的能力。

（3）数“理”黄岩，挖掘数据价值，赋能行业发展

充分挖掘数据价值，服务自然资源、应急、环保、城市管理、社会治理等多个行业应用，促进产业经济发展。

（4）强化县域空间治理能力，助力黄岩区数字化改革

通过智慧平台建设实现网络互联、信息感知、资源集成、业务协同，突破制约信息化发展的瓶颈，形成服务于政府管理及社会公众的信息服务能力，为“智慧政务”“智慧产业”“数字政府”等发展战略提供基础数据支撑，保障黄岩区的可持续发展。借助大数据、云计算等技术提高城市服务管理的总体水平，通过信息化推动城市现代化的进程，充分利用共享数据资源，实现政府公共服务精细化和社会管理透明化，助力黄岩区数字化改革。

2. 总体架构

总体框架采用“大中台、小前台”的微服务架构，形成了一全库、一张图、一工具、一门户、赋能N应用的总体架构。总体框架如图1所示。

基础设施层：由基础软硬件、传输网络等构成，为整个平台提供基础设施环境。

数据资源层：通过在线、离线等多种方式推进数据归集，形成全域全要素国土空间数据仓；联通台州市一体化智能化公共数据平台，按需获取其他部门核心数据，依托数据高铁、数据共享、分析挖掘等技术，融合形成支撑各类用户需求的空间数据服务体系。

平台支撑层：构建时空大数据管理、全域实景一张图、时空基准云门户，为各类用户提供基于空间治理等业务场景开发、协同应用的技术支撑。

业务场景层：面向政府部门等用户，为自然资源管理、智慧农业、共富大脑、模具产业大脑、智慧应急、五水共治等数字化改革领域提供时空信息业务应用。

3. 业务架构

业务架构可以概括为一个时空基准平台、两个规范保障体系、N个业务应用的“1+2+N”业务架构体系。

1个时空基准平台：汇聚基础时空数据、公共专题数据、自然资源专题数据及其他委办局共享数据等，构建全区多要素、多类型的时空大数据库；以5个分布式技术为核心，开发时空大数据管理系统，实现超大规模数据的管理、展示、计算、分析等；以全域实景三维为基础，构建全区统一的二三维底图，由二维走向三维，由平面走向立体；开发时空信息云门户，以云门户形式为业务应用提供服务注册、共享交换、应用定制、场景定制、二次开发等多种智能服务支撑能力；

2个规范保障体系：研究制定切实可行的标准规范和政策机制，指导交换共享、数据更新及日常运维。

N个业务应用：对内支持台州市自然资源和规划局黄岩分局的自然资源业务应用及数字化改革，对外为全区的数字化改革和智慧城市相关应用提供数字化地理空间支持。

4. 建设内容

（1）打通数据壁垒，融合多源数据，构建时空大数据库

黄岩区统一时空基准平台以空间地理信息数据为基础，以时间为主线，整合关联各类空间数据、政务数据和物联网数据，同时，汇聚了全区人口、法人等公共信息，接入了视频等传感信息。构建了从二维到三维、从室内到室外、从地上到地下、从静态到动态、从历史到现状、从微观到宏观的六位一体时空大数据库，部分数据汇聚类型如图2所示。目前，时空大数据库数据总量已达6TB以上，数据记录已超百万条。平台还建立了数据共享更新通道，不同部门、不同单位也可以将各自的数据共享更新到时空大数据库中来，根据不同应用需求，融合相关数据，共享使用，形成一个良性循环的数据共享仓。

（2）建设全域三维立体一张图，打造“数字黄岩”三维底座

实现了浙江省内首个以区为行政单元达成全区域不同数据源、不同尺度实景三维模型全覆盖。采用数字正射影像和数字高程模型融合技术，构建了中心城区0.03m分辨率、乡镇区域0.06m分辨率、西部山区0.2m分辨率的全域实景三维模型，构建起了黄岩区实景三维一张图，如图3所示。

（3）建设统一时空云门户，实现空间数据共享与应用能力输出

建设统一时空云门户，架起了政府部门间数据汇聚和共享的桥梁，如图4所示。统一时空云门户以超市购物的形式，提供数据的共享与交换，门户提供超市中“数据商品”的上下架与管理，提供服务商品的预览、收藏和资源申请功能。建立“数据商品”独立的运行监控机制。基于微服务架构建立在线应用能力，将个性化应用定制、多源数据可视化、在线制图、二三维开发引擎等支撑能力整合到统一的环境中，提供业务数据快速空间化、空间数据快速可视化、挖掘分析快速流程化、应用系统快速定制化等快应用能力，为自然资源管理、城市数据分析、行业智慧应用等提供全面的数据、服务、应用能力支撑。

5. 应用效果

依照为智慧城市建设提供标准、统一空间地理信息服务的目标，平台综合运用云计算、物联网、大数据、GIS等先进技术，实现了时空信息的多源汇聚、智能处理、泛在服务和挖掘分析，为国土空间规划、城市建设、社会治理等多个领域提供了时空信息服务，多跨融合，赋能N应用，助力全区数字化改革，使城市管理和服务更加精细化、实时化、可视化、智能化。黄岩区数字化改革应用场景中，所涉及地理空间信息的，在统一时空平台上搭建已成为常态。

为多个部门的十余个数字化改革应用场景建设提供了全方位时空信息服务。以支撑黄岩区数字化改革为宗旨，开展系统设计，扩展平台的建设与应用，提供统一的时空信息基础支撑服务。主要建设了包括数据采集融合、时空数据管理、空间大数据挖掘与分析三大模块的时空大数据管理系统，实现数据采集、处理、分析、挖掘等全流程管理。开发了集统一时空云门户、地名地址引擎、三维实景一张图、在线地图、共享交换中心等模块在内的统一时空基准平台，架起了政府部门间数据汇聚和共享的桥梁，达到了集约共建、数据共享、能力共用的目的。对内深化应用，支撑自然资源业务，支撑“一码

管地”等应用平台的建设；对外多跨融合，助力数字化改革，已向区内8个委办局10余个应用场景提供GIS开发引擎、空间数据等方面的支撑。

1. 国产化跨平台 GIS

统一时空基准平台采用跨平台GIS技术，基于标准 C++ ，重构统一的GIS内核，解决不同硬件设备和操作系统，不同CPU架构，以及不同应用程序接口之间的差异问题，通过提供统一的数据结构，统一的可视化展示，统一的分析算法，统一的访问和开发接口，实现对不同的硬件设备（支持的 CPU 架构包括 x86、MIPS等，其中国产CPU包括龙芯、飞腾、兆芯、华为鲲鹏、中科海光、申威等；国产GPU包括景嘉微、中船重工等）、操作系统（支持的操作系统包括 Windows、Linux、Android、IOS 等，其中国产操作系统包括中标麒麟、银河麒麟、统信、华为欧拉、华为鸿蒙、深度、中科方德、万里红、元心等）以及软件环境（支持的数据库包括 Oracle、MySQL、SQL Server 等，其中国产数据库包括瀚高、达梦、华为高斯、人大金仓、南大通用、神舟通用等）的支持。同时，还实现全线系列产品支持跨平台。

2. 超大规模倾斜摄影模型快速加

项目很好地解决了超大规模倾斜摄影模型快速加载的问题。通过对源数据和系统调度效率综合分析，结合倾斜摄影Tile的加载原理，采用从数据组织，到服务端，到三维平台渲染层全方位的综合性优化方案，实现了黄岩区988km2高精度倾斜摄影模型的快速调度、浏览和秒级刷新。

3. 三维视频融合

本项目采用了三维视频融合（也称为全景视频融合或全时空动态视频融合）技术，可以将摄像头实时画面投射到道路上，并可将相邻的画面进行拼接融合，拼接后形成一幅更大分辨率的画面，更好地对全局大场景进行监控，方便跨镜头协同追踪车辆或人员。项目实施过程中，解决了三维视频融合中视频解码、视频接入、视频画面裁剪、拼接、变形校正、多路视频同时接入等一系列技术难题。打破传统视频监控多窗口展示方式，将道路所有视频监控画面进行拼接连成一个面，融合三维倾斜摄影数据，可从高空俯瞰整条道路实时情况。融合效果好、变形小、播放流畅，整体达到业内顶尖水平。

1. 经济效益

统一时空基准平台建设的根本目标是促进地理空间信息资源共享与集成，避免重复投入与重复建设，是一个一次投入、长久受益的项目。该平台完成以后，黄岩区将打破不同行业、不同部门间的信息壁垒，建立新的跨行业、跨部门的空间数据信息共享模式，实现多领域间的信息交换与共享，为政府各部门、单位、社区提供高质量的、权威的地理信息产品服务，经济效益显著。

应用系统开发方面：统一时空基准平台提供了各种功能接口，包括数据交换、地图浏览、空间分析等。基于这些功能接口，将为各部门地理空间信息行业应用系统的建设节省大量的资金和时间成本。

应用系统开发方面：统一时空基准平台提供了各种功能接口，包括数据交换、地图浏览、空间分析等。基于这些功能接口，将为各部门地理空间信息行业应用系统的建设节省大量的资金和时间成本。

地理空间数据管理方面：统一时空基准平台将建立有效的空间数据共享和更新机制，避免政府资金的重复投入，效果将非常突出。由于基础地理数据中的影像、电子地图、地名地址数据、三维景观、专题等数据在各部门都需要用到，通过建立起公共基础数据库，全区政府部门及相关机构都可共享本区基础地理数据成果，极大地降低了基础数据建设、更新处理的费用。累计节约资金超过千万元。

2. 社会效益

统一时空基准平台建设项目可以优化地理空间信息资源配置，提供强大的在线空间信息服务能力，从而为黄岩区提供权威、全面、现势性强的地理空间信息数据，是政府宏观管理的有力保障。黄岩区统一时空基准平台上线以来，便得到了全区各部门的高度关注，目前已为多个委办局的应用系统提供了空间数据服务、二次开发及地理信息引擎支撑。

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