范新成，陈亚男，路侨

(1.临沂市国土资源局测绘院，山东 临沂 276001；2.山东省国土资源厅政务大厅，山东 济南 250013)

面向时空信息的智慧临沂建设实践

范新成1，陈亚男1，路侨2

(1.临沂市国土资源局测绘院，山东 临沂 276001；2.山东省国土资源厅政务大厅，山东 济南 250013)

自智慧城市的概念提出以来，世界各国竞相开展智慧城市的研究和实践，国内各城市也迅速行动，纷纷开展智慧城市建设，以之作为转变发展方式、实现可持续发展的重要手段去推动。在智慧城市建设过程中，物联网、云计算、大数据、互联网+、移动互联等新技术取得了较大的发展进步和应用效果。该文在分析智慧城市概念和特征的基础上，介绍了测绘地理信息部门关于时空信息大数据和云平台建设的思路和关注点。梳理了智慧城市的总体框架，并对涉及的主要关键技术进行了分析。结合智慧临沂建设的实例，从基本情况、目标任务、主要内容、实现方式和实施进展等方面进行了详细介绍，并对智慧城市建设的重要作用进行了总结。智慧城市建设是一项复杂的系统工程，适合该地实际，能够切实解决该地实际问题的建设模式，才是智慧城市应该首要考虑的问题。

智慧城市；框架；时空信息；临沂市

1 智慧城市的概念

1.1 智慧城市

2008年11月，IBM公司提出了“智慧地球”(Smart Planet)的概念，引起了社会广泛关注和极大兴趣。2010年，IBM公司正式提出了“智慧的城市”愿景，在其《智慧的城市在中国》白皮书中，基于新一代信息技术的应用，IBM公司给出了智慧城市的概念[1]，即“能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活”。IBM公司给出的智慧城市的基本特征主要有以下4点：

全面物联：依托广泛互联的能够自动、按需感知的海量、多源信息智能传感设备，将城市公共设施物联成网，对城市运行的核心系统实时感测。

充分整合：将广泛互联的物联网等泛在网络与互联网系统完全对接，无缝隙融合。

激励创新：政府、企业在智慧的基础设施之上进行科技和业务的创新应用。能够按需开展基于大数据的分析，对事件预测和决策能够提供科学有效的支撑。

协同运作：对各种异构信息能够实现互联协同运作，信息充分交互处理。要具备对信息能迅速、灵活、正确的分析。在充分交互、信息充分利用的基础上，进行智慧的分析，得出智慧的结果。

1.2 时空大数据与云平台

测绘地理信息部门进一步将智慧城市的概念进行了延伸和发展，即智慧城市是运用物联网、云计算、大数据空间、地理信息集成等新一代信息技术，促进城市规划建设管理和服务智慧化的新理念和新模式。而测绘地理信息部门负责建设的智慧城市时空基础设施，为智慧城市建设提供统一的时空定位基础，是信息交换共享协同的媒介，是城市信息化不可或缺的、基础性的信息基础设施。

2012年12月，国家测绘地理信息局为智慧城市探索与建设提供地理信息服务，组织开展智慧城市时空信息云平台建设试点[2]，从测绘地理信息的角度，通过泛在网络、传感设备、智能计算等新型高科技手段，实时汇集城市各种时空信息，形成更透彻感知、更广泛互联、更智能决策、更灵性服务和更安全可靠的地理信息服务平台，作为智慧城市建设的重要的空间信息基础设施。

2017年2月，国家测绘地理信息局发布《智慧城市时空大数据与云平台建设技术大纲》(2017版)，与2015版时空信息云平台技术大纲相比，更突出时空大数据[3]建设的内容和地位。

2 智慧城市框架体系

2.1 总体框架

智慧城市框架体系可分为信息感知层、网络传输层、综合处理与服务层、应用层(图1)。

图1 智慧城市总体框架图

感知层：利用包括天基卫星、空基飞机、飞艇、地面视频监控、无线射频识别技术(RFID)标签、手持终端等在内的各种感知手段对城市各种数据和事件进行按需测量、采集、数据抓取和识别。

网络层：通过地面无线、有线以及飞艇、卫星中继等空天通信手段实现城市感知事件、信息的互联互通。

平台层：以云计算、大数据等技术为支撑，具备多源异质数据存储、综合处理与共享服务能力。支持按需数据分析，知识生成，预测和行动决策。

应用层：智慧城市建设以面向用户应用为最终目标，应用范围覆盖政务、公众和产业三大领域。

2.2 主要关键技术

近年来，智慧城市建设趋于理性，贯穿智慧城市建设过程的主要关键技术包括：

时空信息的智慧感知与接入[4]：智慧城市需要对多源、多层次时空信息的高时频、高密度采集手段获取的海量数据提供强有力的支撑，布设广泛、立体的时空信息传感设备成为信息获取的最高效的方式。城市感知网的传感设备种类繁多、分布广，但是标准不统一。实现异构传感设备的自适应组网、协同观测，需要开展传感设备观测信息表达、传感设备协同观测方法、时空信息与公共信息的接入、重大事件的自动感知与应急联动处置等关键技术研究，实现时空信息自动获取和实时汇聚。

时空数据管理与动态融合[5]：城市数据来源多、服务对象与形式广泛、处理分析复杂、时空关联性强，需要突破相关关键技术为各类信息提供随时空变化、有效集成与决策支持的管理手段。包括多源异质多维动态时空数据建模方法、多源异构城市信息整合、统一地名地址编码、城市基础设施与部件管理、空间数据在线快速抓取[6]更新、海量城市信息高效存储，海量多元异构数据融合处理[7]等关键技术，为构建高效的智慧城市公共服务平台、实现智慧城市信息高效服务提供最基础的技术支撑。

时空信息实时分析与辅助决策：城市应用需求多样、决策过程复杂、建模要求高，需要面对的技术问题也复杂多样。主要体现在：要面向大数据解决多元异构数据融合[8]，要能够提供面向多层次、多粒度用户的辅助决策支持能力。包括基于云计算的密集型并发访问[9]、基于空间大数据的智慧城市脉动可视化技术[10]、基于数据挖掘的数据可视化[11]、地理信息数据挖掘模式[12]、分布式感知信息处理、时空数据智能分析、海量时空信息在线搜索查询分析和协同辅助决策等关键技术问题，在云计算、大数据、移动互联等基础技术支撑下，依托综合服务平台为城市经济社会运行监控、决策与管理提供技术保障。

时空信息主动聚焦服务：时空信息具有种类多、服务对象不同、服务形式各异等显著的特点。智慧城市的目标就是为各种用户提供按需信息服务。在这个方面，需要解决的问题主要是面向政府、企业、公众的服务模式，具体包括：时空信息在线快速更新、地址编码服务、位置智能服务、面向应用主题的按需服务、自发个性化信息的组织与管理服务、基于兴趣的推进式信息服务等，从总体上构建时空信息服务的智慧应用体系。

3 智慧临沂建设实践

3.1 基本情况

在数字城市建设阶段，临沂市在数字城市地理空间框架、数字化城市管理、智能交通等方面都开展的大量的实践，取得了显著的效果，获得了“全国数字城市建设示范市”等称号。但仍然存在分散建设、低水平重复、投资浪费等现象；数据由于分类方式及存储结构差异，难以共享；大量数据项存在交叉重复，管理困难；基础信息资源库建设和共享协同进展较慢，信息共享和业务协同取得了一些突破，但“互联互通难、信息共享难、业务协同难”的数据资源的“老三难”问题未得到根本解决。

为了赶上国家智慧城市建设的浪潮，顺应智慧城市引领带动社会管理和经济发展的趋势，2015年7月，临沂市召开了智慧临沂建设启动大会，明确要求确保智慧城市高标准定位、高水平建设，确保智慧城市建设有序高效推进。市政府成立了智慧临沂建设领导小组及办公室，并设立了8个专业推进组，分工协同推进智慧临沂建设。

3.2 目标任务

2016年，临沂市智慧办在充分调研考察的基础上，制定了符合临沂实际情况的智慧临沂建设总体方案。总体目标任务是：

充分发挥临沂市作为长三角经济圈及环渤海经济圈交界城市的区域及环境优势，利用互联网+、云计算、大数据[13-14]、物联网等理念和技术，用3年左右时间，首先建设 “1+15+N”重点领域或工程，积累经验，为下一阶段的智慧城市建设起到示范作用。达到智慧城市基础设施完善、智慧城市运行中心高效运转、智慧应用模式创新，基本实现以“精细化管理、标准化服务、智能化生活”为主要特征的社会管理和公共服务的长效运行和良性发展，初步形成信息高度共享利用、系统高效协作的“智慧临沂”生态体系。

3.3 主要内容

智慧临沂建设的主要内容包括“1+15+N”，即一个统一的智慧城市运行中心、15个先行建设的典型智慧工程、N个智慧推广应用(图2)。

图2 智慧临沂建设内容框架图

(1)一个统一的智慧城市运行中心：包含一个云环境、一个数据中心、一个信息服务平台、一个运维中心。

云环境：将现有市政府电子政务机房云环境进行优化、升级、改造和扩大。全面升级信息安全体系，完善风险评估机制，实现计算资源池、存储资源池、网络资源池和机房等IT基础资源的统一池化管理、按需分配部署、资源动态调度，建成集数据存储、处理、分析、管理、发布等全流程的基础设施支撑环境，为智慧临沂建设提供基础设施服务。

数据中心：建立统一的基础数据标准规范体系。建立统一以人口、法人、地理空间、宏观经济、视频五大基础数据库为核心的数据中心[15]，向各业务单位提供准确翔实的数据共享服务。

人口基础数据库：建设覆盖全市人口的基础数据库[16]，实现实有人口全覆盖社会管理的目标，制定人口数据动态管理更新机制，及时对人口基础库进行更新维护。

法人基础数据库：利用统计部门的基本单位名录库，建立覆盖全市的法人数据库，进一步整合编制、民政、税务、工商、质监、统计的法人信息资源，建设全市统一、信息全面、准确一致、动态更新、真实反映法人现状的法人基础信息数据库[17]。

地理空间信息数据库：在原数字城市地理空间框架基础上建设时空信息云平台(国家测绘地理信息局试点)，打造全市统一的更新及时、信息丰富、使用方便的地理信息一张图，为人口库、法人库、各示范应用工程和部门业务系统建设等提供基础空间支撑环境。数字临沂地理信息公共平台按照多节点协同服务[18]的方式进行搭建，在服务政务、服务公众、服务城市管理等方面发挥了重大作用。

宏观经济数据库：改造提升“数据临沂”平台，建设信息全面、动态更新、准确一致的全市宏观经济运行数据库[19]，为政府宏观决策提供支撑。

视频采集数据库：建设视频监控共享平台，整合全市公安、城管、交通、环保等部门的业务视频监控资源，基于地理信息公共服务平台建立全市统一的视频资源监控系统，实现异构视频资源[2]分散建设、统一管理和共建共享。

逐步建成与法人库和人口库相互关联、内容完整的全市公共信用信息大数据；建设全市统一的批文证照数据库和证照数据共享中心。

建立跨部门协调机制，完善数据更新机制，不断丰富基础数据资源，在保证五大基础数据库信息的准确完整和及时更新的基础上，融合各类数据资源，使之成为智慧临沂的源泉。

信息服务平台：智慧临沂建设的核心基础平台，通过集约化采集、网络化汇聚及统一化管理，以数据中心为支撑，构建全面、海量的智慧临沂公共服务大数据体系，建成社会管理、公共服务等的公共信息服务平台[21]，实现跨部门的信息共享与协同。

建立统一的数据服务标准体系，建立城市基础数据交换与共享平台、统一的信用信息共享应用平台、电子证照共享服务平台、综合大数据分析和挖掘应用模型。

运维中心：对云环境、数据中心、信息服务平台实施统一的管理、调度和指挥，进行维护与服务，建立长效运维机制。

按照国家政策和临沂市统一规划，社会力量面向社会公共服务领域开展的信息化建设项目，要按照政府主导的原则开展，政府要主动进行对接，实现优势互补、互联互通，加强监管。

(2)15个先行建设的典型智慧工程：包括智慧教育、智慧医疗、智慧旅游、智慧水利、智慧安监、智慧交通、智慧环保、智慧国土、智慧城管、智慧社区、智慧商城、智慧物流、市民卡、多规合一、精准扶贫；

(3) N个智慧推广应用：包括按照轻重缓急和实际需求实施建设的部门智慧业务系统,包括智慧防汛减灾、智慧统计、智慧地税等。

3.4 技术路线

以临沂市整体作为智慧城市设计对象，利用云计算、大数据、物联网等先进且成熟的技术架构和服务模式，依托智慧临沂和云计算中心等建设成果，联合临沂高新园区、软件企业和科研院所等机构，引进国内先进的云应用开发平台资源，搭建智慧临沂云综合应用平台，创立为云应用推广、开发、销售全程服务的产业联盟，为临沂云应用产业发展、开发能力提升建立示范基地。

通过云平台整合全市信息化建设资源，梳理政府跨部门、协同化、交互性的业务通道，支撑覆盖政府行政管理、经济调节、公共服务、市场监管、社会管理、对外交流6大职能的政务云服务功能。

为临沂市、县及基层政府部门、社会公众、企业提供丰富、高效的云服务，助力临沂市智慧城市服务和管理。

同时构建智慧临沂云服务创业、开发、服务、使用、推广及运营环境，汇集临沂及周边科技型企业、人才和高校资源及产业园区资源，驱动云产业化发展。

3.5 实施进展

经过一年多的建设，统一的智慧城市运行中心，统一的政务云环境已经初步建成并投入运行，地理时空信息与法人库和人口库相互关联、内容完整的全市公共信用信息大数据框架也开始搭建，统一的政务服务信息平台和扶贫攻坚指挥平台开始运行，智慧交通、智慧国土、智慧环保、智慧城管等一批典型智慧应用开始建设，智慧城市建设的成果和作用初步显现。

(1)统一的智慧临沂运行管理中心

运行平台是智慧城市的心脏，是城市大数据的资源池，是城市运营监控与指挥中心，也是面向社会企业与公众的服务平台，目前，已具备的能力包括：

基于云计算的资源共享能力。基于云计算技术建设了虚拟化资源池(计算、存储、网络)可在多个上层应用之间根据资源消耗及负载情况灵活分配。可将分布于多个地点的现有IT资源进行整合，统一的运维管理机制确保系统具备高度的弹性伸缩能力。

图3 智慧临沂建设技术路线图

快速高效的业务自实现能力。能力支撑平台以城市服务总线为核心，接驳各类能力接入组件、能力引擎及通用构件。各类模块可以根据上层应用的需要进行灵活组合。同时平台提供的各种图形化开发工具，可直观、快速的实现各类复杂的业务需求。

灵活多样的业务集成能力。业务能力开放与集成平台为政务服务开放与集成提供完整支持，可将政务系统内部的数据及流程以服务的形式提供给第三方使用，也可将第三方提供的数据和流程以服务和应用的形式整合到平台中，形成内部数据流程与外部数据流程的互联互通。

海量精准的政务数据处理分析能力。平台建设了一整套政务数据处理分析组件，实现从数据汇聚、数据存储、数据分析处理到数据展现这4个层面的完整覆盖，可高效处理非实时、准实时及实时的数据处理分析类应用。

多层多级防护、鉴权、加密的安全能力。平台提供完整的安全防护能力。在虚拟化资源层面，提供虚拟机隔离、基于主机的虚拟防火墙、IPS技术;在移动接入层面，提供加强型身份验证、最小特权、安全审计、安全隔离等机制。

统一、自动化的运维管理。平台提供的运维管理系统可覆盖从底层服务器、交换机、路由器等硬件基础设施监控到上层业务应用系统管理，在统一界面上实现对系统所有组成部分进行管理。

平台具有良好的可扩展性和可复制性，现在已经作为临沂市信息化基础设施为各类政务信息系统提供有效支撑，还可作为智慧城市各类子方案的核心平台，支撑智慧城市各子领域的应用系统，如智慧园区、智慧旅游等。

(2)时空大数据及时空地理云平台

临沂市作为国家测绘地理信息局首批10个智慧城市时空信息云平台建设试点城市，在数字临沂地理空间框架基础上进行智慧城市转型升级，在市政府统一的云环境支撑下，在时空地理信息空间环境基础上，进一步整合城市管理、公安、交通、气象、环境、城市防汛、商城物流等大量物联网数据，构建了时空大数据平台，开展基于时空地理信息的大数据分析；搭建时空地理云，实现政务环境下的时空地理服务发布及在线大数据分析服务。目前，项目正在进行大数据资源整合及时空地理云搭建，预计年底完成，实现上线服务。

(3)智慧交通应用

临沂市公安部门利用互联网+开启交通路况智能化模式，在交通管理研判大数据分析和公众出行大数据分析等方向积极探索城市交通治堵新思路。

临沂公安部门与百度合作，百度借助临沂公安部门权威的道路交通信息，开展了临沂总体道路交通状况展示、路网承载能力研判、交通拥堵分析等探索，帮助临沂公安开展了数据驱动、技术创新、精确制导为方向的城市交通管理，宏观掌控城市交通运行态势，微观治理交通拥堵瓶颈，提升交通管理精细化水平，并将由此形成的相关功能及信息数据融入到临沂市智能交通顶层系统中，进一步完善临沂市智能交通管理体系。

百度协助临沂公安部门建立了城市路网运行指数评价体系。依托百度的大数据分析、互联网人工智能、深度学习等手段，从海量数据中挖掘出临沂道路交通特性和交通参与者特征标签，结合临沂道路交通特点和道路交通管控水平实际，探索建立了临沂市民认可的城市路网运行指数评价体系，科学制定交通管理政策、合理安排实施交通改善措施，进一步提升临沂市交通综合治理能力。特别是针对重大节假日进行出行预测分析，为交通管理和公众出行提供权威交通大数据分析服务，发挥了重要作用。

(4)智慧城管应用

临沂市数字化城市管理平台在服务城市管理方面发挥了重要作用，按照业务发展需要，2017年初，市城管局提出了城市管理由数字化向智慧化转型升级任务，制定了《智慧城管云平台建设方案》，方案进一步突出资源整合、物联网、移动互联等技术应用。目前，面向全民城管的“城市管家”APP已经上线测试运行，现在正在进行时空地理信息和平安城市资源共享，下一步，在数据资源整合的基础上，面向智慧城管开展城市管理大数据分析。

4 结语

以物联网、云计算、大数据、互联网+等技术为核心的智慧城市理念将城市各类设施有机联系起来，把城市管理、市民生活、产业发展等实现了协同互联，为城市发展转型提供了一种全新的模式和手段。智慧城市为城市公共服务、管理、就业、医疗卫生、安全监管、宜居便民等市民关心的问题，提供了有效的解决手段，使政府有效提高行政效率的同时，让百姓最大程度地分享城市发展的红利。依托信息汇集后的大数据分析，挖掘各种潜在的信息资源，可有效减少经济发展的不合理因素，为城市可持续发展、产业转型升级提供决策支撑。临沂市作为全国重要的商贸、物流、会展和商品集散中心，要充分发挥区域及环境优势，基于科技创新思路和成果带动区域特色产业发展。

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ConstructionofSmartLinyiBasedonSpatio-temporalInfomation

FAN Xincheng1,CHEN Yanan1,LU Qiao2

(1.Linyi Surveying and Mapping Institute of Land and Resources，Shandong Linyi 276001；2.Government Affairs Hall of Shandong Department of Land and Resources, Shandong Jinan 250013, China)

Since the concept of "smart city" is put forward, research and practice on the "smart city" have been carried out all over the world. Many cities in our country also began to carry out the construction of "smart city". It has been regarded as an important means to change the mode of development and to promote sustainable development. In the process of building a "smart city", new technologie have made considerable progress and application, including network, cloud computing, big data, mobile Internet and Internet plus. In this paper, based on the analysis of the concept and characteristics of the "smart city", the ideas and concerns of the mapping geographic information department on the construction of large scale spatial and temporal data and cloud platform have been introduced. Combing with the overall framework of the "smart city", key technologies involved have been analyzed. Setting the construction of "smart Linyi" as an example, basic situation, main contents, objectives and tasks, implementation progress and other aspects of the implementation have been introduced in detail. The important roles which have played in the construction of "smart city" have been summarized. "Smart city" construction is a complex project. It should be suitable for local reality, and can effectively solve local problems of local construction.

Smart city; framework; spatio-temporal Infomation; Linyi city

P208

B

2017-04-26；

2017-06-01；编辑陶卫卫

范新成(1974—)，男，山东临沂人，高级工程师，主要从事地理空间框架、智慧城市建设、地理信息工作；E-mail：lyugis@126.com

范新成，陈亚男，路侨.面向时空信息的智慧临沂建设实践[J].山东国土资源，2017,33(11)：89-95.

FAN Xincheng，CHEN Yanan,LU Qiao. Construction of Smart Linyi Based on Spatio-temporal Infomation[J].Shandong Land and Resources, 2017,33(11)：89-95.