引言
我们正处在大数据时代，巨大的数据量、纷繁复杂的数据结构、迅速发展的大数据解决方案正影响着我们的生活。五中全会首次明确大数据上升为国家战略：“数据驱动经济”，北京、上海、贵州、杭州、武汉等大数据产业和应用发展已取得成效。国家和人民政府为迎合时代变化，更好服务百姓，必须实现政务信息化，而实现政务信息化，必须建立新一代的应用支撑平台——时空信息云平台。时空信息云平台的建设，帮助政府更好地落实智慧城市的建设，进而衍生出智慧管理、智慧技术、智慧人文，智慧民生、智慧产业、智慧服务等。时空信息云平台是大数据时代的产物，也是对大数据应用的一种扩展，同时，是智慧城市建设中必不可少的一个环节，是智慧城市建设在政务管理层面的应用。
1. 时空信息云平台的定义及构成
1.1 时空信息云平台的定义
时空信息云平台是通过泛在网络、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而形成的感知更透彻、互联更广泛、决策更智能、服务更灵性和更加安全可靠的地理信息服务平台，是智慧城市建设的重要空间信息基础设施。
时空信息云平台以全覆盖、精细化的备时刻的地理信息为基础，与物联网实时感知相联系，运用云计算技术，面向泛在应用环按需提供地理信息数据、开发接口和功能软件服务，智能化地服务整个智慧城市的建设与运行，是智慧城市运行的智能化时空载体。
1.2 时空信息云平台的子系统
时空信息云平台的目标是利用GIS技术、分布式存储技术、虚拟化技术、并行计算机技术和宽带网络技术，以构建随时、随地、随需、随意的地理信息服务为目的，以拓展地理信息服务领域、激活地理信息产业发展为宗旨，实现地理信息高效集成、快速交换、充分共享和智慧应用。时空信息云平台一般包含四个子系统，分别是时空动态定位基准系统、时空信息全面感知系统、时空信息融合分析系统和时空信息云服务系统。
时空动态定位基准系统
在国家空间数据基准框架的基础上，利用现代卫星定位技术(包括北斗卫星定位)、计算机信息技术、现代地球重力场确定理论和方法等高新技术手段，建立与信息化测绘体系相适应的，在时域上连续的、在空间上整体的、在体系上完整的，与国家地理空间信息基准框架严密
对接的城市时空动态定位基准，包括服务于GNSS(G]oba]Naylgatlon Sat—e]]1 te System)目标的定位基准、服务于移动通讯目标的定位基准、服务于RFID(Radi 0 FreQuency I Denti fi cati on)目标的定位基准、服务于短距离通讯目标的定位基准(W1F1、蓝牙)、服务于图像目标的定位基准和服务于POI目标的定位基准。时空信息全面感知系统
传统的感知手段包括传统地面测量、GPS测量、航空摄影测量和卫星遥感等，随着空间数据获取手段的增多，出现了街景测量、L1 DAR(Light Detect1on And Ran91 ng)、倾斜摄影测量以及通过各种传感器(包括RFID、视频监控设备、温度／气压感应设备、可定位移动终端等)进行信息采集的方式。通过建立城市时空信息的智慧感知体系，实现空地一体化的图云信息感知体系、空属一体化的复合感知体系和时空～体化的移动感知体系，形成全面覆盖、互为补充的城市信息感知和获取途径，建立适应多种卫星、多频、多模信号的新一代定位服务系统，多角度地反映城市状态。时空信息融合分析系统
在对空间数据交换方法、数据互操作模式和数据访问模式进行研究的基础上，建立融合物联网数据的多源数据集中间件、框架体系和工作流程，实现多源、多维、多尺度、多时态地理空间信息的接入与融合，实现城市地上、地表和地下空间信息(包括系列比例尺地形图、航空航天遥感影像、三维模型、地名地址、政务电子地图、政务信息图层、街景影像、工程地质等数据)的统一集中管理。同时，基于统一的空间基准，将各类信息与空间位置进行匹配和关联，实现各种传感器和移动定位终端信息的接入与融合。时空信息云服务系统
在数字城市地理空间框架建设成果的基础上，采用云计算技术，通过对硬件资源、数据资源、软件平台进行虚拟化处理，建立城市地理信息云数据中心，以在线地理信息服务的方式支撑智慧城市和相关专题信皂系绩建设。系统雪馘多源、多维、多尺度、多时态的信息，通过提供信息的浏览、查询和统计等功能，支持通用的地理信息应用，同时，提供二次开发接口，支持个I’生化定制，满足多领域、多部门的应用需求。时空信息云服务系统的建立包含I aaS(I nfrastructure as a Servi ce)时空信息云服务模式、PaaS(P]atform as a servl ce)时空信息云服务模式、SaaS(Software as a servi ce)时空信息云服务模式和DaaS(Data as a servl ce)时空信息云服务模式。
1.3 时空信息云平台的层次结构
时空信息云平台一般包括五层结构，分别是感知层、网络层、支撑层、服务层、应用层。
- 感知层
感知层在城市时空信息云平台中可认为是各种传感器。概括来说，包括RFID、摄像头、环境传感器等地面信息采集系统，卫星等作为补充的天空信息感知手段，由此形成全方位覆盖的感知网络，确保数据的来源途径，或是纵向天空的立体覆盖、横向全面无缝感知的信息感知网络。 - 网络层
网络层在智慧城市的建设中有着十分重要的地位。建立起一个完整可靠的基础通信网络也是必须的。首先是完善光纤通信、无线网络的建设，同时建设起一整套完整的卫星通信网络也十分必要。由此构建起一个完整的通信网络支撑起时空信息云平台乃至智慧城市的框架。 - 支撑层
支撑层是智慧城市的核心部分，也是至关重要的部分。支撑层构建起的时空信息公共平台是按照集中与分散相结合的原则构建起来的。分散是指基础信息是存储在不同部门的数据库中的，而非物理概念上的存储在一起。集中是指时空信息云平台通过调用来自不同部门的信息数据，分析处理后提供给不同的使用者以满足他们的不同需求，为不同用户提供相应的服务。 - 服务层
服务层主要功能分为两个部分：一是将不同来源的海量数据汇集整合、存储、分析、处理后为用户提供服务；二是为不同行业提供数据交换平台，实现多源异构数据聚合、转换与发布，并开放数据预处理、数据挖掘接口，供各行业应用开发者调用并方便的搭建自己的业务系统。 - 应用层
应用层基于时空信息云平台为不同需求用户提供不同的应用服务，包括智慧交通、智慧能源、智慧教育、智慧医疗、智慧旅游、智慧物流、智慧建筑、智慧社区、智慧家庭、智慧环保、智慧政务、智慧安全、智慧食品、智慧港航、智慧商务等15大基础应用，体现了云平台功能的强大性。
1.4 时空信息云平台的关键技术
- 海量数据分布存储技术
城市地理时空信息云平台由大量服务器集群组成，需要为大量用户提供不同服务，存储大量的小文件。平台采用分布式存储的方式存储海量地理信息数据，将小文件合并为大的文件。建立两个文件: 一个是数据文件，保存文件数据; 一个是索引文件，保存文件的索引信息；用冗余存储的方式保证数据的可靠性。 - 虚拟化技术
虚拟化是云平台的基础，虚拟化可以在一台物理服务器上聚集多个操作系统和应用程序，可以更好地利用服务器的计算资源。虚拟化平台软件帮助客户搭建公有或私有的虚拟平台，供客户部署应用，实现服务器资源的灵活伸缩，降低维护、升级成本。 - 负载、压力测试技术
不同虚拟机安装的软件不同，实现的功能也不同，如何正确评估虚拟机分配的资源（CPU、内存、网络、硬盘空间）是否满足了系统设计的要求，需要我们对不同类型的服务器进行负载、压力测试，根据测试结果动态调整虚拟机的各项配备资源，最终在保证系统高效运行的同时充分利用资源。 - 3S技术
在云平台中，采用图片引擎技术快速访问地图，采用地理编码技术获取地址匹配服务，采用网格的定位、三维建模等3S技术，实现对客户的地理信息数据、服务数据的快速响应。
2. 时空信息云平台的功能
时空信息云平台作为智慧城市建设的一部分、作为测绘地理信息技术发展的产物，其主要功能有以下几个方面。
提供时空信息数据基础设施服务
智慧城市时空信息云平台基于云计算技术，提供时空信息数据基础设施服务，对不同架构、不同品牌、不同型号的空间数据服务器硬件进行整合，借助云计算平台的虚拟化基础架构，对这些设备进行统一有效的资源切割、调配和整合，按照应用需求来合理分配计算、存储资源，从而实现实时、动态、高效的时空信息管理。提供时空信息统一平台环境服务
时空信息云平台在统一平台环境服务层面，使用高分辨率遥感影像、高精度卫星定位，运用泛在网络、传感设备、智能计算等新型高科技手段，根据智慧城市的系统架构，引入云计算技术中的SOA(Servi ce-Ori ented Archi tecture)技术，通过统一的数据类型定义、统一化的数据访问、统一接口规范、统一元数据描述和计算规范所建立的开放开发及运行环境，实行各种不同系统信息之间的互联互通，保障信息的有效沟通和整合，从而实现传统分布式地理信息系统平台软件海量数据的快速获取与更新功能、面向地理实体的地理信息数据管理功能、真三维动态建模与可视化功能、地理信息网络服务功能向智能化、智慧化、语音化、真实化方向发展。提供时空分析应用软件服务
在应用软件服务层面，时空信息云平台在一些通用性的应用方面具备成熟的条件，比如空间定位、地址匹配、叠置分析、缓j中区分析和路径分析等时空分析，可以将庞杂的信息收集、深度计算的任务放在云端，将经过处理并展示出来的简洁结果推送到各种有线、无线瘦终端。
3. 时空信息云平台的应用案例
3.1 楚天云
- 简介
楚天云是湖北省委、省政府加快智慧湖北建设的重大工程，是集云计算、大数据于一体的全省统一云基础设施综合服务平台和数据交换枢纽平台，依托全省统一的楚天云·省级政务云平台，实现政府数据汇聚共享、互联互通。平台采用国际上最先进的开源云技术和自主、安全、可控软硬件产品，各方面性能达到国内一流水平，面向政府部门和社会提供云计算、云存储、云网络、云安全、云灾备等综合服务。 - 服务能力
- 基础设施服务：机房资源、网络资源、计算资源、存储资源、灾备资源、专享云等；
- 软件支撑服务：公共支撑软件、公共构建、内存数据库、安装及维护等；
- 大数据服务：数据交换共享、数据治理、数据仓库、信息资源目录、数据发布、数据创新应用等；
- 应用功能服务：电子签章、电子公文传输、通用办公、即时通讯、政务云盘、政务云邮件等；
- 信息安全技术服务：基础安全防护、安全接入、安全管理、安全扫描、网站监测等；
- 其他服务：应用系统、迁移服务等。
3.2 智慧宁波时空信息云平台
简介
智慧宁波时空信息云平台着力打造集云计算、大数据、物联网和地理信息等先进技术于一体的综合时空信息和服务平台，开拓宁波“市县一体化”应用模式，提供完善的测绘地理信息采集、处理、动态更新及应用搭建的技术体系，形成持续更新、具备时间序列及丰富类型的测绘地理信息数据和切实的示范应用。服务能力
- 物联网
时空信息云平台基于城市网络，结合智能终端，提供强大的实时数据的接入及处理技术，实现即拿即用的可视化分析能力，打造高效的时空信息资源服务。 - 大数据
时空信息云平台搭建了宁波市时空大数据应用框架体系，推动大数据挖掘系统建设，加强智慧宁波时空大数据的存储、查询、分析和挖掘能力，提升智慧宁波决策与监管的信息化水平。 - 影像共享服务
时空信息云平台基于影像共享服务系统，提供在线影像数据查询，实现多时相影像数据显示、时态回放、对比分析及服务共享等功能，拓展了影像数据的应用维度，助力用户获得丰富的信息化产品。 - 地名地址服务
基于中文地名分词技术，依照宁波市中文地址规则，高效快速的将宁波市相关的中文地址或地名描述转换为宁波市区域表面上相应位置。提升宁波市政府和企业级用户打造属于自己的中文地理编码服务。
4. 时空信息云平台与地理空间框架联系与区别
数字城市地理空间框架是基础地理信息资源及其采集、加工、分发、服务所涉及的政策、法规、标准、技术、设施、机制和人力资源的总称，是以公共服务为导向的国家空间信息基础设施，由基础地理信息数据、数据目录与交换体系、政策法规与标准体系、组织运行体系和公共服务体系等构成。其中，基础地理信息数据体系是数字中国地理空间框架的核心，也是国家自然资源和地理空间基础信息库的主要建设内容。建设数字城市地理空间框架，应用服务是宗旨，共建共享是关键，基础设施是支撑，政策法规标准是保障。
联系
时空信息云平台是数字城市地理空间框架成果在智慧城市中应用的载体，以软件即服务、平台即服务、基础设施即服务的方式进行应用。从而使用户不关心数据源在何地、软件在何地、基础设施在何地，由虚拟云端将分布式的数据、软件、硬件进行共享，完成智能化处理，给出最终结果，发出指令或作出行动。区别
- 研究重点不同
地理空间框架的关键技术是GIS技术，着重于数据获取、处理、组织、存储、管理、表达；时空信息云平台在地理空间框架的基础上，将研究重点转移到了虚拟化、数据共享、数据服务上，是对地理空间框架技术的扩展。 - 面向对象不同
地理空间框架主要面向相关专业人员，缺少相关专业知识的人员在使用该框架时具有一定困难性；时空信息云平台则面向群众，主要以时空信息存储与管理服务、地理空间信息浏览服务、地理空间信息获取服务、时空信息分析服务、位置服务等方式在智慧城市中进行具体应用，用户不需要关心数据源、基础设施、技术细节等。
5. 总结
时空信息云平台的建设，是大数据时代数据应用的一个重要方面，平台能够为智慧城市的运行提供智能化的时空载体，是政府运用科技服务百姓的信息载体。时空信息云平台的建设正处在火热时期，其是智慧城市建设中一个重要且关键的环节。时空信息云平台的建设很好地实现了学科间的协同研究，作为信息学领域测绘地理信息学研究的一份子，与文理学领域的城乡规划学巧妙耦合，有利于建立系统、完善的智慧城市发展理念和策略，也有利于实现对智慧城市在空间体系和技术应用方面的研究
6. 参考文献
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[8]https://baike.baidu.com