GIS与BIM、云计算、大数据…时空大数据平台为城市装上“大脑”

疫情对经济社会影响是短期的，“云学习”、“云办公”、“宅经济”等新形态的发展也在不断削弱疫情对社会发展的不利影响。面对疫情，一些城市为把疫情危机化转机，在疫情中汲取经验，提升智慧城市建设质量，也对智慧城市建设提出了针对性的举措。就在近日，上海市政府率先发布了《关于进一步加快智慧城市建设的若干意见》，强调统筹完善“城市大脑”架构，深化数据汇聚共享，依托市大数据中心，优化公共数据采集质量，实现公共数据集中汇聚，建立健全跨部门数据共享流通机制。

“作为智慧城市的地理空间信息的载体，城市时空大数据云平台应管理、分析时空数据体系，实现土地、规划、交通、林业、水利、税务、民政、公安等公共部门及民用企业互联互通，形成时空地理信息资源共享交换机制，为政府决策、城市管理、社会公益服务等各行业提供基础的地理信息服务。”国家地理信息系统工程技术研究中心首席科学家吴信才教授在《时空大数据与云平台. 理论篇》一书中就结合GIS、云计算、大数据、物联网等先进技术，详细介绍了时空大数据的概念与发展。如今，时空大数据平台在智慧城市总体架构中的基础性地位已得到行业专家和学者的普遍认可。

MapGIS智慧城市时空大数据平台是通过大数据、物联网、云计算等新一代信息技术，实时汇集城市各种时空信息并提供智能决策及服务的时空信息基础平台。平台采用统一的时空基准，构建地下、地表、地上全空间三维可视化场景，并在此之上提供大数据采集、存储、管理、计算、分析挖掘等服务，致力于打造一个充分感知、互联互通、融合共享、业务协同、按需服务的一站式智慧化服务环境。面向政府、企业、公众提供各类智慧应用服务，提高城市信息资源管理效率、消除部门信息鸿沟，提升居民生活质量，为各类用户提供一个泛在的、精细化的、多层次的智慧城市服务体系。

MapGIS智慧城市时空大数据平台采用四层体系架构，分别是云基础设施（IaaS）、智慧城市时空大数据中心（DaaS）、智慧城市云服务中心（PaaS）、智慧城市云应用中心（SaaS），架构图如下所示：

图 MapGIS智慧城市时空大数据平台系统架构图

智慧城市云基础设施是MapGIS智慧城市时空大数据平台的基础支撑，主要由云计算资源、云存储资源、云网络资源和云安全资源构成。各类资源通过资源池化为智慧城市时空大数据平台提供弹性可伸缩的计算服务、存储服务、网络服务等，保障智慧城市时空大数据高效存储和计算，确保智慧城市各类应用高效运行。

智慧城市时空大数据中心实现海量多源异构数据资源的汇聚、整合，将城市中的人物、事件、城市部件、组织机构、行业专题事务等多个维度、不同粒度的主体进行时空化管理，基于统一的时空基准赋予其特定的时空属性，从而实现现实世界的全面数字化模拟，打造智慧城市运营管理的基础。智慧城市时空大数据中心以分布式、云架构为基础框架，使用关系型数据库（PostgreSQL、Oracle等）、非关系型数据库（NoSQL等）、分布式存储（HDFS、Hbase、MongoDB、ES等）等多种存储方式实现多类型、多格式的空间和非空间数据、静态和实时数据的高效存储管理，提供全空间一体化的数据管理能力、高性能的分析计算能力，为智慧城市云服务中心提供基础支撑。

图 MapGIS智慧城市时空大数据中心

MapGIS智慧城市云服务中心由能力开放平台、二次开发中心和运维管理中心组成，依托MapGIS云平台提供的基础数据服务、功能服务、接口服务、知识服务以及丰富的云服务引擎进行场景化封装，面向不同用户提供多层次的二次开发服务。

图 能力开放平台

图 二次开发中心

MapGIS智慧城市云应用中心面向政府、公众、行业用户提供平台访问入口和专业应用服务，由智慧城市云门户、智慧城市运行中心以及各类智慧应用组成，其中智慧应用通过智慧城市应用管理中心进行统一管理和维护。

图 MapGIS智慧城市云门户

平台基于统一的空间信息模型，支持接入倾斜摄影数据、3DMAX模型、点云等多种数据类型，可在同一场景中融合地面景观模型、建筑模型、地下构（建）筑物、地下管线模型、地质体模型等内容，实现城市立体空间中所有对象的统一描述和管理，支持城市地上、地下空间的一体化管理、展示和分析应用，是实现智慧城市“数字孪生”和智慧化运营管理的核心要素。

图 全空间一体化展示分析

平台支持BIM在城市地理空间场景中的精准匹配，通过BIM模型轻量化处理和高性能渲染，可以带来BIM模型在城市场景中的流畅展示效果，实现宏观地理环境与精细室内场景的一体化集成与综合应用。

图 室内外数据无缝集成

针对城市建设、管理、运维中所涉及到的海量多源异构时空大数据，平台采用大数据计算框架，提供矢量大数据高性能分析计算、实时数据高效接入处理等大数据计算能力，可以实现城市千万级别的点数据、百万级别的区和线数据的秒级响应，针对实时传感器数据支持区域热力图、人口迁徙图、时空立方体等多维度实时展现，为各类决策提供有效支持。

图 时空大数据实时分析

平台基于时空大数据中心提供基础的时空数据服务、功能服务、接口服务，同时面向城市规划、公共安全、市政设施管理、交通等行业的个性化需求，提供9大类场景化服务，可以支撑智慧城市行业应用快速构建，全方位提升城市智慧指数。

图 场景化服务支撑

通过智能化的云服务集群部署，能够在短时间内实现大规模集群资源一键式部署，满足智慧城市平台与应用弹性伸缩、动态扩展、快速响应等应用需求。

图 智能化云服务集群部署

大数据已成为城市发展的重要资源，让城市逐渐有了思想。目前，MapGIS智慧城市时空大数据平台已在深圳、江苏、浙江、湖北、山东、北京等多个城市，为智慧管线、智慧园区、智慧交通、智慧安防、智慧机场、智慧政务等智慧行业应用提供技术服务和技术支撑，聚焦城市日常生活管理场景的应用成果迭出，为智慧城市的建设贡献一份力量。在未来，我们的城市将被赋予生机，每一个角落都将嗅到智慧城市的气息。