摘?要：以南平为例系统地介绍了基于云架构的智慧城市时空大数据市县一体化平台的建设思路，提出了市县一体化建设模式，有效解决了县域技术薄弱、投入不足、数据滞后等问题，为其他地区建设或升级数字城市地理空间框架提供了有益参考。
关键词：市县一体化;云架构;大数据;智慧南平
地理空间框架是城市信息化不可或缺的、基础性的信息资源，福建省高度重视数字城市地理空间框架试点与推广工作，于2008年～2013年间全面开展了设区市数字城市地理空间框架建设。南平市作为福建辖区面积最大的设区市，早在2013年就完成了数字南平地理空间框架平台，初步探索出一条适合于南平市的城市地理信息信息共享交换与应用的机制，但南平市下辖的邵武市、建瓯市、顺昌县等市县尚未建设公共地理信息服务平台，且存在技术力量薄弱、数据更新滞后等困难，难以有效支撑平台建设工作。因此，为破解市县地区在地理信息平台建设和运营方面的困境，实现市县数据资源一体化管理和共建共享，南平市决定借助物联网、超融合等技术，结合自身技术创新，融合延平区、建阳区、武夷山市等地区现有数字县域地理信息框架平台，对数字南平地理空间框架平台进行改造升级，构建具有新型云架构唯一、通用的智慧南平时空大数据平台，建立市县一体化地理信息资源建设模式，满足部门与行业之间的信息资源共享需求，实现省市县三级地理信息数据的互联互通，有效减少地区重复建设，减轻县级技术和财政负担，形成全市统一的空间信息服务格局，为智慧南平建设提供更完善的基础设施支撑[1-3]。
1?总体设计
1.1云端架构
智慧南平时空大数据市县一体化平台采用云端架构(如图1所示)，以云架构的模式实现设施资源的虚拟化和服务能力的弹性可扩展，通过时空数据中心统一管理各类基础地理信息数据和泛在传感实时数据，通过统一门户系统，面向各部门及各县市区提供统一的地理信息资源一站式服务[4-5]。
1)基础设施层(IaaS)。基础设施即服务层，本项目将建设市县一体化云计算中心，提供一体化平台建设所需要的各种资源服务，包括基础云服务、云存储服务及传输计算能力，为各南平市部门以及各市县提供云端宿主的工作环境，避免各市县重复建设。
2)时空数据层(DaaS)。数据层主要包括结构化和非结构化的数据资源、异构数据适配器、云数据库管理系统和云数据库访问接口，包括基础地理、物联网节点地址、三维模型等城市多时相时空数据集。对各县市区范围内的地理空间数据进行整合、处理、集成，汇聚融合成全市统一的时空数据中心，为各类时空信息服务提供数据支撑。
3)时空信息云服务层(PaaS)。时空信息云服务层是通过IaaS和DaaS整合GIS数据资源、GIS平台资源，来给用户提供多种多样的云服务，并为用户开发GIS业务系统提供支持[6]。其中主要包括4种云服务：时空数据服务、时空分析功能服务、空间处理功能服务、云GIS服务。通过提供的这些云服务，时空信息云服务层为各县市区提供了相同服务门户，还为用户提供了影像大数据分发、影像在线分析、三维在线展现、模板定制、地名地址匹配引擎等模块，并增加二次开发接口，使用户能够在平台上完成与业务系统建设相关的各项工作，包括资源服务的发布、身份认证管理、访问控制、应用搭建、应用部署等工作，而不用维护和考虑平台本身[7]。
4)应用服务层(SaaS)。应用服务层围绕南平10个县市分节点开展建设，根据各区市县个性化需求，结合各县市的特殊需求搭建县域范围的时空数据服务、分析服务、地图服务等个性化服务，满足各县市对数字城市地理空间框架建设的需求。根据不同类型、不同服务目标的用户组成和划分，对政务网用户、公众网用户提供不同程度的时空信息云服务应用[8]。
1.2市县一体化模式实现
1)数据融合建设，各自更新维护。在数据建设更新方面，实行统一管理、各自维护的模式。采用一体化平台建设标准规范体系，收集整理各县市区范围内已有地理数据资料，对数据资料进行整理分析，根据国家及行业规范标准，通过对数据源中同名地物要素的分析比对，从中选取表达准确、现势性好、精度高、内容完整的要素进行合并，形成覆盖全市的地理一张图，统一入库、配图、发布服务，解决了各区县数据、服务差异性问题，实现全市域数据融合一体化建设[9]。后续数据更新由各县市、委办局结合本地区(市、县)实际情况，在实际应用中对数据进行更新，确定更新区域、周期及顺序，对数据进行动态更新，保证重要的核心要素和急需的内容得到快速及时的更新，保持基础地理信息数据整体的现势性。
2)统一展示门户，分节点个性化服务。在软件服务方面，平台打造综合的一体化资源门户，只提供一个服务出口，并实现地理空间资源的共享交换。每个平台的用户既是资源使用者，也是资源发布者。比如各县市区或各部门用户可以在一体化资源门户里申请自己的账号，上传、托管自己范围内的数据资源，可以通过资源门户制作自己的专题地图共享给其他部门使用，形成良性互动的“地理空间资源生态圈”。此外，平台可根据各区市县个性化需求，结合各地区的特殊需求定制搭建县域范围的时空数据服务、分析服务、地图服务等个性化服务，满足各县市对数字城市地理空间框架建设的需求。
3)集中环境部署，区县分级管理。整个平台统一部署在南平市云计算中心环境中，通过云架构的形式建立起软硬件支撑环境，建设统一云资源池，形成市县一体化的软件同构及部署，从而实现信息系统软硬件资源统一管理、精确量化、共享利用、按需分配、动态调度能力[10]。各区县不再单独部署时空大数据平台，市县一体化云平台为各区县提供一站式GIS服务，包括数据生产/更新、服务发布/共享、业务应用等，实现数据集中式管理、分布式维护。
2应用预期
本项目成果在交通、旅游、环保等多个领域进行推广应用，基于本平台可以有效地实现城市公共资源、管理服务、市民生活、生态环境等各类信息的及时传递、整合、交流、使用[8]，有助于实现城市生产空间集约高效，促进城乡基本公共服务均等化，实现政府资源共享，提高政府管理决策的效率和水平。
1)武夷山智慧旅游系统的示范应用。智慧南平时空大数据市县一体化平台利用数字武夷三维旅游服务的建设成果，通过智慧旅游系统专题数据库和武夷山市基础地理信息数据库来建立对接服务机制。一方面对武夷山市地理信息数据包括矢量数据、遥感影像数据、三维DEM数据和地名数据进行更新与管理，并通过时空信息云服务来提供地名地址查询、地址匹配、专题数据发布、共享等功能服务，进而为游客通过路径精细化导航，打造南平市的携程网;另一方面，通过平台服务将布设在武夷山景区的摄像头实时地接入，并动态地展示在集散中心大屏幕上，为政府决策部门的客流车流控制提供决策依据，使游客获得更好的旅游体验，如图2所示。
2)智慧公共交通应急指挥平台的示范应用。智慧交通专题数据库中存储了南平市路网数据、ETC数据、交通基础数据、机动车数据、人口数据和视频监控数据。其中，汽车ETC数据指的是当汽车通道进入高速公路时，通过在收费站ETC车道上的微波天线与安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签之间的微波专用短程通信，电脑就能自动获取车辆身份及通行信息。智慧南平时空大数据市县一体化平台通过大数据分析和时空信息云服务，实现流量预判，从而对南平市全城的交通进行智慧疏导。将发行交通环保卡，通过平台数据分析将为未来对特定区域在特定时段实施拥堵收费打下基础，以辅助突发事件发生时，应急指挥所需的智能调度，如图3所示。
3)智慧水利洪涝灾害智能应急系统示范应用。智慧水利洪涝灾害智能应急系统结合南平市洪水风险决策的实际应用需求，提供三维地图浏览、水利专题数据查询、洪水演进分析、洪水淹没影响分析、洪水调度模拟、洪水风险预警预报等功能，为南平市防汛办防汛指挥提供决策支持和信息保障。扩充洪水风险图数据、水利调查专题业务数据、水文勘测专题业务数据，接入河道站点实时水雨情监测数据，构建智慧水利专题数据库和洪水风险决策支持业务数据库;基于时空大数据平台提供的时空信息云服务，通过功能、服务的组装，实现实时在线的洪水监测、预报预警和风险评估，在城市防洪及排水规划制定、防汛应急预案编制、防汛抢险措施部署、洪涝灾情评估等工作中发挥重要作用，如图4所示。
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3?结 语加快智慧南平时空大数据市县一体化平台建设和应用是把握南平市情，服务闽北经济开发区发展大局的客观需要，是增强政府能力建设、促进政务资源共享的有效途径，是推进国民经济信息化建设、培育新的增长点的重要举措。
智慧南平时空大数据市县一体化平台建设是一项持续的工作，要实现项目的经济效益和社会效益，建成后的应用推广和数据更新维护更显重要。只有得到广泛推广应用，才会凸显其经济效益和社会效益。——论文作者：方利超
