★智慧城市典型案例展示★
北斗技术服务应用中心系统平台建设
谭文专 熊忠招 邢小雨 邵泽兴 李峥 吴剑
湖北省国土测绘院
湖北天地云地信科技集团有限公司
一、建设背景
数字经济是引领中国式现代化建设的重要驱动力，正深刻重塑经济社会发展格局。北斗卫星导航系统作为国家重要的时空信息基础设施，已从导航定位系统转型升级为赋能千行百业的“数字时空底座”。习近平总书记在首届北斗规模应用国际峰会上强调，“时空信息和定位导航服务是重要的新型公共基础设施”，为北斗的规模化、产业化应用指明了方向。2023年8月，自然资源部发布《关于加快测绘地理信息事业转型升级更好支撑高质量发展的意见》，明确提出“两支撑、两服务、一提升”的工作定位，要求构建统一的时空基底、强化地理信息数据要素保障，全面赋能高质量发展。
湖北省作为全国北斗产业五大重点发展区域之一，已将北斗产业确立为全省着力培育的优势产业集群，并密集出台《湖北省北斗卫星导航产业发展“十四五”规划》《湖北省推进北斗产业高质量发展若干措施》等一系列政策，系统部署北斗在自然资源、城市治理等关键领域的深度融合应用，为区域北斗产业发展绘制清晰的实施路径。
在此战略背景下，“北斗技术服务应用中心系统平台”建设实施，既是落实国家战略、对接湖北省产业布局的关键举措，也是抢抓北斗新质生产力发展机遇、推动测绘地理信息服务向产业链高端跃升的核心路径。项目以构建天地协同、智能高效的时空信息服务体系为目标，致力于为“数字湖北”与智慧城市建设筑牢时空基底，为自然资源管理、城市安全运行等重点领域提供精准智能化支撑，着力打造具有可复制、可推广意义的示范标杆，为区域北斗产业高质量发展注入新动能。
二、建设内容
北斗技术服务应用中心以数据资源“一网汇聚”、时空信息“一屏通览”、业务协同“一键联动”为建设目标，融合北斗导航、物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术，构建了“一机房、一中心、一中台、N应用”的总体架构（如图1所示）。通过建设统一的北斗时空数据资源池与微服务化技术中台，旨在实现对多源异构数据的集中管理、智能分析与服务共享，有效增强跨层级、跨部门的数据统筹与业务协同能力，提升地理信息业务的响应效率与服务安全水平。该平台为自然资源管理、地质灾害防治、矿山安全监测等重点领域提供精准、高效、智能的时空信息支撑，为数字经济高质量发展构筑统一的时空基底与可靠的数据要素保障。
图1 总体架构图
1.大数据、云服务环境集成
搭建北斗技术服务应用中心大数据与云服务集成环境，构建“算力+存储+网络+云管”一体化私有云平台，实现对计算、存储、网络等虚拟化及分布式资源的统一管理与弹性调度，支持资源快速部署、实时监控与动态调配。通过标准化工单流程，为不同业务部门及用户提供虚拟云主机、容器应用和定制化存储环境的申请、分发与管理服务。该平台能够满足测绘地理信息数据存储、AI模型本地化部署、内外业一体化协同生产等多元化业务需求，为各业务专题应用系统提供稳定高效的软硬件基础支撑，如图2所示。
图2 云资源、大数据监控
2.北斗时空大数据中心
北斗时空大数据管理中心依托大数据与云平台环境，遵循《时空大数据技术规范》以及自然资源分类体系，围绕数据的汇聚、治理、管理与共享服务，构建了时空数据管理体系。支持多类型海量时空数据的统一接入，通过规范的分类编码与目录编码，为数据标准化奠定基础，并基于数据库混合存储架构和“总－分-子-逻-物”五层逻辑模型，实现数据的一体化组织和管理。通过制定元数据标准，结合多层次安全防护策略与等保三级运维机制，构建了标准统一、安全可控的时空数据资源池，为上层次应用提供时空数据的存储管理、分析挖掘、可视化呈现及共享服务支撑，如图3所示。
图3 数据建库
3.北斗技术服务应用中台
基于北斗时空大数据中心的资源支撑，采用微服务架构研发了集成数据中台与业务中台于一体的北斗技术服务应用中台。以微服务架构为技术底座，实现功能模块化与高可扩展性，适应多场景快速迭代需求；数据中台构建全链路数据服务能力，涵盖数据汇聚、治理、存储到赋能的全流程，提供标准化数据支撑；业务中台沉淀跨领域共性业务组件，实现核心能力复用。通过标准化API与服务网关对外开放能力，赋能多行业应用快速搭建与敏捷部署，推动业务模式从“数据资源沉淀”向“数据服务输出”、从“项目定制开发”向“核心能力复用”转型。
3.1 以数据中台为基石，构筑北斗标准化数据服务中枢
以“统一汇聚、规范治理、高效共享”为核心，整合北斗时空大数据中心基础数据、业务数据与外部接入数据，参照自然资源部《一张图建设方案》建立数据资源目录，已接入包含省－市－县三级高分辨遥感影像在内的共320TB数据，形成“天－空-地”全空间二三维一体时空数据底座。建立了从数据接入、治理、存储到服务发布、接口管理的闭环体系。平台提供二三维一体化展示、不动产“地－楼－房－证”关联查询、地上下一体融合展示及多期遥感影像智能比对等特色功能，为跨行业应用提供稳定、高效的标准化数据支撑。
3.2 以业务中台为核心，打造高效共性业务能力复用体系
聚焦跨行业通用需求，研发了统一身份管理、服务全生命周期管控、AI智能应用、可视化运维及行业适配五大微服务模块，各模块通过API网关协同调用。创新打造了“组件超市”模块，将测量、渲染、统计分析等常用功能封装为标准化可复用组件，支持功能快速集成与二次开发。在智能化方向，平台融合Fourier神经网络、DMAM-UNet等AI算法，结合外部样本库，实现了对建筑物、耕地、林地等多类地物的智能解译，并支持模型微调与自主训练（如图4所示）。通过系统化能力整合，形成了灵活、可扩展的业务中台体系。
图4 模型训练
4.典型应用场景
4.1 自然资源综合管理
研发低空无人机遥感监测系统（如图5所示），构建了“天‑地协同”智能巡查体系。系统支持在线规划任务，远程控制无人机自主完成飞行、拍摄与数据回传，并依托中台集成的AI遥感智能解译能力，对影像进行实时自动化解译，实现建筑物、道路、耕地等多类地物的快速识别与提取，同步生成结构化分析报告。目前系统已在枝江市部署应用，为当地耕地保护动态监测、违法用地巡查、规划实施核实等自然资源管理工作提供了精准、高效的技术支撑。
图5 低空无人机遥感监测
4.2 地质灾害监测与防治
与武汉大学测绘遥感国家重点实验室合作，在沪渝、呼北、沪蓉高速沿线地质灾害易发区部署了摄像头、北斗监测站、裂缝计等多源传感设备，实现监测数据自动采集、实时回传与智能研判。基于多源信息融合分析，系统能够动态评估地质灾害风险等级，并及时发布预警信息，为高速公路边坡防护及周边区域地灾防治提供科学、高效的技术支撑。如图6所示。
图6 地质灾害监测
4.3 矿山全生命周期管理
研发集成北斗定位、4G通信与NB-IoT技术的智能界桩监测设备，并配套构建智慧界桩监测预警系统（如图7所示），在湖北省黄石、大冶、江夏等地9个露天矿山开展示范应用，建立了矿山开采范围的电子围栏动态监管体系。基于无人机倾斜摄影测量技术，实现矿山实景三维精细化建模，并构建矿产资源开采量动态计算模型，支持开采活动的在线时空分析、挖填方量精准核算与监测报告自动生成。该体系覆盖矿山资源估算、开采实时监管与生态修复评估等全流程环节，为矿山开发与生态保护协同治理提供可靠的技术支撑与决策依据。
图7 矿山监测预警
4.4 自然资源资产审计
聚焦湖北省自然资源资产审计核心业务需求，依托北斗技术服务应用中心时空数据资源与算力底座，研发了湖北省自然资源资产审计信息化平台（如图8所示）。平台深度融合多源异构数据，集成遥感智能解译、GIS空间分析及三维实景建模等技术，构建了空天地一体化的智能审计、分析体系，实现了基于多时相高精度遥感影像的自动变化检测。平台投入运行后，有效提升了审计工作的科学化、精细化水平与执行效率，该应用场景已入选2025年湖北省十大卫星应用示范项目。
图8 自然资源资产审计信息化平台
三、创新亮点
1.“中台化+微服务”赋能业务敏捷化
本项目采用“中台化”思想与“微服务”技术架构，构建全域协同技术体系。核心载体“北斗技术服务应用中台”作为能力聚合枢纽，整合数据资源、通用功能与共享服务，将共性技术与数据资产转化为标准化、可复用的模块。基于该中台，新应用开发可通过标准化接口“按需调用”核心能力，快速组合业务模块，缩短研发周期。微服务架构支持功能模块独立部署、弹性扩展，能够适应业务增长与场景变化的需求。中台预留统一接入与集成规范，为外部系统对接提供便利，实现了从“项目交付”到“可持续能力输出”的模式演进。
2.AI大模型与遥感智能解译融合
构建了面向遥感影像的“智能解译生产线”，贯通“样本标注—模型训练—影像解译”全链路闭环。用户可通过可视化界面完成样本标注，依托平台训练框架结合业务数据，定制生成用地分类、建筑物提取、变化检测等高精度专项模型，有效解决AI技术落地应用中的场景适配问题。推动业务从传统“人工目视判读”向“人机协同、智能主导”的新模式转型，为实现“全域感知、智能预警”提供了技术基础。
3.构建“天—空—地—网”全空间数字基座
初步构建了融合“天基卫星、空基无人机、地基传感器、网基物联网”的立体感知体系，并在此基础上打造了统一的时空信息平台。该平台依托统一时空基准、全要素数据模型及二三维融合引擎，将多源、多尺度、多时相数据整合为可计算、可分析、可交互的时空实体。在此数字基座上，既可支持宏观区域土地利用监测，也可实现微观建筑内部、地下管线等信息的立体透视，初步形成从地表到地下、从静态到动态的全空间管理能力。平台的开放兼容架构使其具备向智慧水利、智能交通、应急指挥等多领域扩展的潜力，为构建跨行业协同创新的生态系统奠定了基础。
四、推广价值
1.构筑北斗时空数字底座，赋能精准治理与产业创新
本项目通过构建覆盖省、市、县三级的“天-空-地-网”一体化北斗时空数字底座，建成标准化数据中台与云算力平台，实现了海量多源数据的统一治理与高效共享，社会效益逐步显现。在赋能精准治理方面，依托数据底座与AI智能解译能力，为耕地保护、自然资源审计及地质灾害监测预警提供了立体感知与智能分析工具，助力政府监管向事前预警、事中管控转型。在推动产业创新方面，项目通过牵头组建湖北省北斗产业联盟，促进数据要素价值释放与产业协同，形成了可借鉴的“湖北经验”。以枝江市为代表的县域应用，将测绘成果转化为“数字孪生底座”，为县域治理与乡村振兴提供了可复制的技术方案。
2.探索数据要素市场化，驱动经济价值可持续增长
项目推动业务模式从“数据交付”向“服务交付”与“知识交付”转型，服务附加值显著提升。核心突破在于完成了数据资源向资产的转化，北斗时空数据已获得湖北省高质量数据集认证及数据产权登记证书，为数据资产入表与市场化运作奠定了制度基础。在运营层面，集约化云算力平台与标准化数据中台实现了资源利用效率的提升与运维成本的优化。通过向市县输出平台能力，形成了“建设投入—资产沉淀—服务反哺”的可持续商业模式，并以标准化解决方案赋能多行业拓展，为长远发展注入了持续动力。
END
编辑：于菲菲
初审：李 萍
审核：李 洁
