时空大数据中心及信息云平台建设方案

.鹤壁市时空大数据中心及信息云平台建设方案.目 录1 项目概述11.1 项目名称11.2 项目期限11.3 项目建设目标11.4 项目建设内容12 项目单位概况42.1 项目建设单位42.2 项目实施单位43 项目背景分析63.1 建设背景63.1.1 机构改革背景63.1.2 信息化快速发展背景63.1.3 政策背景73.2 现状分析73.2.1 国土与规划数据资源现状73.2.2 数据管理现状分析83.2.3 基础设施现状93.3 项目建设意义104 需求分析124.1 目标分析124.2 用户分析124.3 业务需求分析144.4 功能需求分析154.5 数据需求分析165 总体设计方案185.1 建设思路185.2 建设原则195.3 建设依据205.3.1 政策依据205.3.2 技术依据215.4 总体设计235.4.1 项目逻辑构架235.4.2 项目技术架构245.4.3 项目应用架构265.4.4 项目部署架构275.4.5 项目内部关系295.4.6 项目安全设计316 项目建设方案326.1 时空大数据中心建设326.1.1 资源汇聚326.1.2 空间处理356.1.3 数据引擎406.1.4 分布式管理系统开发436.2 时空信息云平台建设486.2.1 通用化平台496.2.2 专业化平台666.2.3 个性化平台776.3 专题应用系统建设776.3.1 智慧耕地管理786.3.2 不动产权籍管理806.3.3 国土空间规划实施监测评估846.3.4 综合执法管理866.4 支撑系统建设896.4.1 总体框架896.4.2 支撑系统建设原则916.4.3 支撑系统云架构设计917 项目组织管理与培训977.1 项目组织机构977.1.1 项目领导小组977.1.2 项目管理办公室987.1.3 专家顾问和技术支持组987.1.4 监理单位997.2 项目管理模式997.3 项目管理制度1007.3.1 项目管理体制1007.3.2 项目管理方法1007.3.3 项目管理原则1017.4 项目实施管理1017.4.1 项目实施机构1017.4.2 项目实施制度1017.4.3 项目实施保障1037.5 项目监理1057.6 项目培训1057.6.1 项目推进与概念培训1067.6.2 项目管理培训1067.6.3 系统使用人员技术培训1067.6.4 数据管理维护人员技术培训1067.6.5 系统维护人员技术培训1068 项目保障机制1088.1 进度保障1088.1.1 进度保障管理措施1088.1.2 进度保障组织措施1098.1.3 进度保障技术措施1098.2 质量保障1108.2.1 质量保障管理措施1108.2.2 质量保障组织措施1118.2.3 质量保障技术措施1118.3 安全保密1128.3.1 安全保密管理措施1128.3.2 安全保密组织措施1128.3.3 安全保密技术措施1149 运行维护方案1159.1 运维组织机构1159.2 运维管理制度1159.3 系统运行安全保障体系1169.4 运维队伍建设1169.5 应急措施11710 环保、消防、职业安全卫生和节能措施11810.1 环保措施11810.2 消防措施11810.3 职业安全和卫生措施11910.4 节能措施12011 项目实施计划12111.1 项目工期12111.2 项目进度安排12111.2.1 第一阶段工作12111.2.2 第二阶段工作12111.2.3 第三阶段工作12212 投资估算和资金来源12412.1 投资估算编制说明12412.2 投资估算编制依据12412.3 投资估算书12512.3.1 项目投资估算12512.3.2 资金来源与落实情况12512.3.3 项目投资估算表12613 风险及效益分析12713.1 风险分析及对策12713.1.1 风险识别和分析12713.1.2 风险对策和管理12813.2 效益分析13013.2.1 经济效益13013.2.2 社会效益130.1 项目概述1.1 项目名称鹤壁市时空大数据中心及云信息平台建设方案1.2 项目期限本项目的建设周期为12个月。1.3 项目建设目标全面建立、整合和完善现有基础地理、土地、矿产、规划等各类基础数据库，利用云计算、物联网等新技术，依托鹤壁市数字城市地理空间信息框架基础环境，建成鹤壁市时空大数据中心和时空信息云平台，打造云端化的“一张蓝图”，形成地上地下一体、静态动态一体、基础专题一体的信息资源服务支撑体系，为开展自然资源相关的规划、审批、监管与分析决策提供基础服务，提升自然资源空间治理能力现代化水平。1.4 项目建设内容（1）标准规范与机制建设编制时空信息数据库、时空信息云平台等标准规范体系与应用规范，建设项目运行机制与运维模式，以确保鹤壁市时空大数据中心和时空信息云平台的高效运行和可持续发展。（2）时空大数据建设补充、完善、整合现有的国土、规划的历史与现状的基础地理数据、历史与现状的遥感影像数据、历史与现状的公共专题数据、二维/三维的管线数据和智能感知的实时数据，统一时空基准，建设时空大数据库，为自然资源规划、审批、供应、利用、开发、监管提供基础数据。（3）时空信息云平台建设基于鹤壁市数字城市地理信息空间框架成果的基础上，建设时空信息云平台。时空信息云平台面向不同的用户提供通用化平台、专业化平台和个性化平台。通用化平台建立服务资源池、服务引擎、地名地址匹配引擎、业务流引擎、知识化引擎和云服务系统，通过智能运维管理对数据服务进行组织和监控；专业化平台提供空间规划平台、国土空间基础信息平台；个性化平台在通用化平台知识引擎的驱动下，通过服务引擎、地名地址引擎、业务流引擎，实现个性化平台的智能组装、自动部署和按需服务。（4）专题应用系统建设面向自然资源和规划局部门工作人员与社会公众，重点开展智慧耕地管理、不动产权籍管理、国土空间规划实施监测评估、综合执法管理等应用管理系统建设。（5）基础支撑环境建设支撑环境建设包含主机、存储、网络、安全等基础设施及云中心管理系统（基础网络可共享鹤壁市数字城市地理信息空间框架的现有拓扑网络），通过对基础设施做云端化处理，为鹤壁市政务服务和大数据管理局未来部署的智慧城市时空云中心提供云端，以保证时空信息云平台灵活性与扩展性。2 项目单位概况2.1 项目建设单位鹤壁市自然资源和规划局是本项目的建设单位。根据鹤壁市机构改革实施方案，新组建的市自然资源和规划局，整合了市国土资源局、市城乡规划管理局的职责，以及市发展和改革委员会的组织编制主体功能区规划职责，市水利局的水资源调查和确权登记管理职责，市林业局的森林、湿地资源调查和确权登记管理职责，作为市政府工作部门。统一行使全民所有自然资源资产管理，统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复，统一行使所有自然资源的调查和登记，统一行使所有国土空间的“多规合一”，推动了鹤壁市自然资源和规划事业的发展，提高了自然资源治理能力，加快了生态文明建设。2.2 项目实施单位*3 项目背景分析3.1 建设背景3.1.1 机构改革背景在“科学合理、权责一致、有统有分、有主有次，履职到位、流程通畅”的原则下，各省市县相继进行机构改革，完善了政府职责体系。通过推进职能整合和机构调整，自然资源和规划部门加强和完善了国土空间规划、国土空间用途管制、自然资源资产管理、国土空间生态修复等职能，机构设置和职能配置进一步规范，推进了服务型政府建设。3.1.2 信息化快速发展背景国土资源信息化经过十多年的飞速发展，首先以数字国土工程、金土工程为主要依托，基本建成了以国土资源遥感监测“一张图”和综合监管平台、电子政务平台、公共服务平台“三大平台”为主体的国土资源信息化框架体系，为现代信息化奠定基础和积累了经验。随着云计算、物联网、倾斜摄影、AI智能等新技术的推广运用， 相继推出了数字城市地理空间框架、基础国土空间基础信息平台、智慧城市时空大数据平台等技术规范，形成了以智慧城市时空大数据平台为云平台中心，各部门时空大数据中心为云端的构建模式，智慧城市时空大数据平台是数字城市地理空间框架、基础国土空间基础信息平台的升级版。因此，在建设鹤壁市时空大数据中心及云信息平台时，需依据智慧城市时空大数据平台技术大纲及规范。3.1.3 政策背景习近平总书记在党的十九大报告中提出，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，为建设科技强国、数字中国、智慧社会提供有力支撑。今年全国自然资源工作会议也明确提出，要继续做好智慧城市时空大数据平台建设与应用示范的试点工作。在大数据时代背景下，将时空大数据引入自然资源管理是十分必要的，是切实贯彻落实好习近平总书记重要指示精神的具体举措；是加强自然资源集中统一管理的重要基础；是全面履行好自然资源部职责的切实行动；是提升城市治理能力的重要手段。因此，项目中的时空大数据及平台建设将为自然资源和规划管理提供一套数据、一个平台，这就需要对国土与规划的数据和业务进行整合，形成有机融合、互相贯通、前后一体的业务体系。3.2 现状分析3.2.1 国土与规划数据资源现状原鹤壁市国土资源局是贯彻执行国家和省有关法律、法规，参与国家、省市宏观调控政策的执行，拟订有关土地、矿产资源管理规范性文件；依照规定负责有关行政复议，拟订全市管理、保护与合理利用土地、矿产资源政策，制定全市土地、矿产资源、测绘管理的技术标准、规程、规范和办法的机构。主要是基础测绘成果的市级基础地理成果，第二次土地调查、矿业权核查成果等调查成果，土地利用总体规划、专项规划和矿产资源规划等的规划成果，以及土地权属、土地征用、土地储备、生态保护红线等内容的数据库成果。目前这些成果及数据库有的已经初步建成，有的正在建设，有的等待建设。现需要将这些成果在一张图中得到充分展示，需要对这些成果进行补充、完善、整合，使之成为一个有机数据体系。原鹤壁市城乡规划管理局贯彻执行国家、省有关城乡规划的法律、法规、规章和方针政策，拟订本市城乡规划方面的规范性文件、管理办法并组织实施和监督检查的机构。现有规划数据分为基础数据、专业数据、管理数据以及档案数据，其中基础数据包括基础地形图数据、影像图数据、三维场景精细模型数据、倾斜摄影三维模型数据等；专业数据包括总体规划数据、详细规划数据、专项规划数据、地下管网数据、地上手工建模数据等；管理数据包括建设项目用地范围、选址意见书、核定用地图、建设工程规划许可证等；档案数据主要为城建档案数据。3.2.2 数据管理现状分析鹤壁市机构改革方案实施前，市国土资源局和市城乡规划管理局独立分开管理，由于信息单元在研究上的多语义性、各部门数据的多时空性和多尺度性、数据信息获取手段以及存储格式的多源性等等原因，部门之间数据内容多样，数据结构和数据载体复杂，数据间的语义联系繁杂，对各部门数据的操作要求特殊，数据信息在一定程度上形成了信息孤岛，容易形成相互“打架”的情况，因此，国土和规划数据集成十分迫切。随着信息技术的发展，各职能部门对空间信息的需求越来越多，不同部门间的信息交流愈加频繁；现状各个系统间存在大量的信息交换，数据管理的混杂，使得信息不能及时地传递到相应部门，数据资源的共享亟需解决。3.2.3 基础设施现状3.2.3.1 网络基础现状目前，鹤壁市已经建成数字城市地理信息公共平台，利用该平台网络仅需要较小的网络调试和相关软件配置工作就可以满足系统建设的网络要求。3.2.3.2 系统及软件现状（1）搭建了数字城市地理信息公共平台，开展了数据采集、整合、建库和应用系统等工作，促进了鹤壁市地理信息资源的充分利用。（2）搭建了不动产登记信息平台，实现了与市政务服务平台的对接，确保审批服务事项得到了实时监督；实现了与鹤壁市政务数据资源共享平台对接接口，促进了数据资源的共享。（3）搭建了三维辅助规划平台，系统结合规划审批业务及规划成果管理需求，基于天地图鹤壁的基础地理信息，整合叠加规划局六线、总规、控规、三维实景模型等业务数据，提供缓冲区分析、叠加分析、三维模型管理、规划指标分析、数据入库与发布共享等功能，具有较高的实用性、便捷性、智能性。（4）搭建了地下管线二三维平台，将二三维技术引入系统，真实反映了地下管线的现实状况，为政府高效办公、应对紧急事故、城市可持续发展提供辅助决策功能。3.3 项目建设意义（1）避免重复建设数据库，真正实现了数据库的“一次建成、多次应用”，形成国土、规划一个底板。通过建立时空大数据中心，整合国土和规划数据资源，集成于统一的时空信息云平台下，真正实现信息资源的共享与系统的开放，解决了地理信息数据多格式、多数据库集成等瓶颈问题，避免重复建设数据库和各业务部门之间的交叉访问，实现了数据库的“一次建成、多次应用”。（2）为各政府部门的协同工作提供了统一的数据资源时空大数据中心的建成涵括了国土、规划、林业、农业、水利等各部门的海量数据资源，将大数据中心引入自然资源管理，推动了各部门数据共享开放，加强了大数据的分析与挖掘；从基础技术架构到智慧耕地等方面的专题应用，平台依托大数据技术，发挥大数据存储量大、速度快、深度挖掘和多样化数据存储处理的能力，提升了数据资源在政府部门协调工作方面的应用。（3）为智慧城市建设提供了空间基础支撑智慧城市建设是运用物联网、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。项目中的时空大数据中心和时空信息云平台建设，依托新技术新业态，以科学顶层设计为指导，以网络信息安全、组织管理制度为保障，通过对国土、规划等信息资源的整合共享与开发利用，并进行云端化处理，为智慧鹤壁建设提供了空间基础支撑。4 需求分析4.1 目标分析按照“统一规划、以用促建，分步实施、逐步完善和注重实效”的指导思想，构建鹤壁市时空大数据中心和时空信息云平台。把云理念运用到项目建设中来，通过基础设施云环境建设、政务云服务支撑体系建设和专题应用系统建设，为自然资源和规划局提供支撑服务，为跨部门协同办公和监管奠定基础。4.2 用户分析项目的用户涉及鹤壁市各政府部门、企业及社会公众，从使用功能角度，主要分为普通的浏览查询用户、应用开发用户、共享交换用户、运行管理用户以及数据管理用户。（1）普通浏览查询用户作为普通用户，主要浏览查询项目中的各类数据和服务以及使用各种应用功能，如查询、统计和分析。普通浏览查询用户主要包括领导和各类业务人员。（2）个性化定制用户项目除了解决共享需求外，还需重点解决个性化需求。个性化定制用户是在浏览查询平台各类资源的基础上，根据自己的需求，对数据和功能进行定制，如筛边自己关注的数据内容、设置不同的图层风格、选择不同的功能，平台根据用户的需求生成一个个性化平台，供用户使用。（3）应用开发用户主要使用项目涉及的平台和系统提供的云服务和API，针对自身的业务特点搭建不同的业务系统。本项目的开发者主要包括各个部门的开发人员，以及与之合作的公司开发人员。本项目主要是要加强对应用开发用户的重视，使其能利用平台快速搭建系统。（4）共享交换用户主要负责将部门专题数据交换到时空大数据中心及时空信息云平台，丰富数据资源。共享交换用户主要为各部门的数据管理人员，需要具备一定的权限。（5）运行管理用户主要负责对项目中的时空信息云平台以及各大专题应用系统的运行情况进行总体监控，及时发现系统出现的各类问题，保证系统的正常运行。同时，还对系统的运行情况进行监控，对系统运行日志进行分析，及时发现不法访问者，并对各个子系统的使用情况做出评价。（6）数据管理用户主要负责对项目中时空信息云平台涉及的数据进行日常维护，负责基础数据的录入和更新，负责保证数据库的正常运行，以及对数据进行备份、恢复等操作。时空信息云平台的数据管理用户包括基础数据管理用户、可共享的时空数据管理用户。（7）决策分析用户作为决策分析用户，主要基于项目中的时空信息云平台整合的国土与规划数据等信息资源以及智慧耕地、不动产权籍管理、国土空间规划实施监测评估、综合执法管理等应用管理系统，通过对数据的综合分析、挖掘等，为其管理决策提供科学、可靠的服务支撑。如政府领导可基于平台，结合相关应用的挖掘分析，基于知识库，计算和分析全市各类指标的结果等，为领导提供决策支撑服务，不断提升政府管理决策能力。4.3 业务需求分析（1）面向政府管理者的决策支持需求国土与空间规划数据的整合是自然资源管理的必要工作之一，对于政府管理者而言，整合国土与空间规划数据，建立时空大数据中心以及时空信息云平台，能够更好地辅助领导各项事务的决策及规划制定等工作。（2）面向政府部门应用者的管理与服务效能提升需求自然资源信息化建设的空间特性、可视化特性以及空间分析特性，可以为业务管理工作提供基于空间的定位服务、可视化的数据管理服务以及基于空间的分析应用服务。对政府各业务部门的工作人员而言，时空大数据中心及时空信息云平台建设时，应充分考虑业务部门对地理信息的共性应用需求与个性化应用需求，为业务部门管理与服务工作提供支持。（3）国土与规划数据资源的最大化利用需求通过建立时空大数据中心以及时空信息云平台，能够最大限度地挖掘国土和规划数据资源潜力，加快建立“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的管理新机制，充分发挥国土和规划数据的“底图”和“底线”作用，有利支撑政府各部门科学规划，有效监管自然资源利用，提升政府管理的决策水平。4.4 功能需求分析（1）统一的时空大数据组织与海量数据管理需求随着时间的推移，时空数据呈现海量式增长，各业务部门对公共专题数据的时空一体化应用分析需求迫切，如对不同类型数据根据时间呈环比、同比增长进行分析等，因此需要将各基础地理信息及业务专题时间，基于统一的时空基准，统一的标准规范，按照统一时间维度、分辨率进行叠加，最终实现基础地理数据以时空序列方式展示在“一张图”上，能够帮助各专业部门对数据进行时空序列上的展示与分析，支持对业务的个性化服务。（2）云环境建设及弹性伸缩需求随着云计算技术的深入发展与应用，将基础计算、存储和网络硬件资源进行资源的池化，有效降低了软硬件资源的投入，提高资源的利用率。本项目需建立弹性云架构的云GIS管理，扩展当前主流IaaS解决方案的资源池化能力，将大数据中心的GIS平台资源与底层的基础设施资源进行深度整合，构建成GIS资源池，实现智能弹性调度，提高计算资源智能弹性调整的能力。平台可根据业务访问量的变化，配置伸缩策略，通过弹性伸缩服务控制伸缩组中云服务器的数量，进行扩容和减容操作，从而保证服务正常运行。对于随机性的访问量波动，可通过云监控服务，对CPU/MEN/Network等指标进行监控，触发伸缩活动；对于有规律可预期的访问量波动，可通过配置定时调度策略，实现定时/周期性伸缩。（3）融合社会等互联网资源的需求随着互联网时代发展以及大数据等信息技术的不断应用，传感器获取的动态感知社会动态信息、大众通过移动终端分享的兴趣点或舆情信息、互联网厂商通过大数据得到的分析信息等等，这些资源的现势性、丰富性都是目前平台难以企及的。项目中的时空信息云平台建设时，将考虑融入社会舆情等互联网大数据资源，不断丰富平台数据需求，形成时空大数据资源池，为各类服务形成多源时空信息资源服务体系。（4）强运维支撑需求项目中的时空大数据中心和时空信息云平台是一个系统性工程，需投入大量的人力、物力、财力进行建设。项目建设完成后，除了日常需要对平台的健康进行“体检”，平台使用情况与应用效果也将是运营管理的关键内容。同时为了进一步挖掘时空数据的应用，形成闭环的生态环境和循环有序发展，时空信息服务管理平台需要对应用系统的使用情况进行分析，对平台时空数据资源的使用情况进行分析，通过量化的数据，促进平台时空数据资源更有针对性的更新和完善。4.5 数据需求分析时空大数据中心和时空信息云平台建设的核心是“一张蓝图”的数据库建设，主要包括基础层、专业层和管理层数据。基础层为基础地理数据，重点是以基础地理框架为基底的正射遥感影像数据， 以及地名、行政境界等基础地理信息；专业层是土地、规划、矿产、基础地质和地质灾害等调查和规划产生的数据，经过数据整理过程将专业层数据与基础层数据进行整合叠加；管理层是土地、规划、矿产资源等管理过程产生的数据，随管理业务实时更新，主要是由坐标串构成的空间数据及统计表格组成的属性数据。土地管理业务数据主要包括土地批、供、用、补、查、登各管理环节数据；规划管理业务数据主要包括总体规划数据、详细规划数据、专项规划数据、地下管网数据、地上手工建模数据；矿产资源管理业务数据主要包括矿产资源勘查、开发管理各环节生成的数据如矿业权审批等。5 总体设计方案5.1 建设思路（1）建设时空大数据中心，推动国土和规划数据整合及应用时空大数据中心是履行自然资源管理“两统一”职责的技术支撑，是为管理提供一张底板、一个平台、一套数据的重要基础。通过建立时空大数据中心，发挥其基础性作用，推动国土和规划数据整合，推进建设成果广泛应用，为自然资源管理工作提供支撑服务。（2）整合多方优势资源，开展时空信息云平台建设将充分利用或整合多方优势资源，从运行环境层面，利用市政务外网；从数据层面，采用新技术建设新型数据，并整合相关应用专题资源，建立统一的时空信息云平台。（3）依托顶层设计，搭建专题业务系统依托国土和规划一体化信息化顶层设计，推进机构改革后的职能、业务整合与优化。搭建智慧耕地管理、不动产权籍管理、国土空间规划实施监测评估、综合执法管理等专题应用管理系统，探索“互联网+政务”的融合应用，进一步提升自然资源管理的工作效率。（4）围绕业务工作流程，实现跨部门协同应用借助机构改革后的业务整合，围绕业务工作的整体流程，开展多部门间的协同应用，如针对工程项目立项、规划、土地审批、房产发证等的流程，协同发改委的立项信息、原规划局的规划信息、原国土局的土地发证信息、原住建委的项目建设信息以及房产信息等，以及耕保部门与执法部门的管理等。通过多部门协同应用建设，使整合后的数据在业务办理过程中得到及时更新，真正实现“数据协同、业务共享”。（5）借助数字城市地理空间框架，建立长效运营机制通过国土和规划数据整合建立的时空大数据中心和时空信息云平台，为各专题应用提供支撑服务，同时专题应用的扩展又将不断完善云平台内容，这将是一个长期的螺旋式发展的过程。在平台投入应用后，平台合理有效的运营成为平台生命力的重要保障。平台的运营主要包括数据更新、平台技术服务、应用扩展服务等内容。针对这些内容，充分利用现有的鹤壁市数字城市地理空间框架，探索和建立合理的平台运营机制，探寻良性的可持续发展模式，形成数据及服务的产品供需链。5.2 建设原则（1）开放性原则数据整合依托的时空大数据平台的体系架构应是开放的。一方面，用户可以分享数据资源、计算资源、存储资源、网络资源、开发接口和关于时空信息功能软件的服务；另一方面，也能够利用物联网和互联网技术，实时抓取或感知信息。（2）继承性原则鹤壁市数字城市地理空间框架的建设已经融入了云计算服务的理念和思想。本项目的建设在数据城市地理空间框架的基础上，不断更新、扩充和提升，依托云计算、物联网等新技术，建成鹤壁市统一时空基准、时空信息大数据和时空信息云平台。（3）安全性原则平台的软件配置和应用系统应充分考虑数据的安全，多用户任务实时操作，并能够对用户权限进行严格的设定，确保网络安全可靠地运行。（4）智能化原则开发任务解析、实时感知、在线抓取、接口聚合等功能，使平台具有自学习能力，并根据不同任务要求，通过任务解析，感知、抓取或聚合现有平台中缺失的数据和功能，自适应达到预期目标。（5）重点性原则本项目建设应把建设重点放在时空大数据中心建设、时空信息云平台建设和智慧耕地等相关应用系统建设，体现跨部门协同的特点。（6）保密性原则在时空大数据中心建设过程中，数据整合涉及国土和规划部门的诸多空间数据、业务数据、档案数据等，因此，项目在的建设过程中应充分保障数据的安全性和保密性，避免因操作不当造成的数据泄露问题。5.3 建设依据5.3.1 政策依据（1）促进智慧城市健康发展的指导意中（发改高技20141770号）；（2）关于开展智慧城市时空信息云平台建设试点工作的通知（国测国发2012122号）；（3）关于印发智慧城市时空信息云平台建设试点技术指南的通知（测办201312号）；（4）自然资源部办公厅关于印发的通知（自然资办函2019125号）；（5）关于加快数字城市地理空间框架建设全面推广应用的通知（国测国发201327号）；（6）关于开展国家智慧城市试点工作的通知（建办科201242号）；（7）住房和城乡建设部办公厅关于公布 2013 年度国家智慧城市试点名单的通知（建办科201322号）；（8）不动产登记暂行条例及国土资源部关于贯彻实施不动产登记暂行条例的通知（国土资发2014177号）；（9）国务以关于开展第一次全国地理国情普查的通知（国发20139号）；（10）国家新型城镇化规划（2014-2020）；（11）国家智慧城市创建任务书；（12）国家电子政务工程建设项目管理暂行办法（发改委55号令）。5.3.2 技术依据（1）智慧城市时空大数据和云平台建设技术大纲（国家测绘地理信息局2017版）；（2）智慧城市时空大数据平台建设技术大纲（2019版）；（3）国家地理信息公共服务平台技术设计指南；（4）智慧城市公共信息平台建设指南；（5）电子政务系统总体设计要求（GB/T 21064-2007）；（6）基础地理信息要素分类与代码（GB/T 13923-2006）；（7）基础地理信息标准数据基本规定（GB 21139-2007）；（8）计算机软件需求规格说明规范（GB/T 9385-2008）；（9）数字城市地理空间信息公共平台技术规范（CH/Z 9001-2007）；（10）地理空间框架基本规定（CH/业 9003-2009）；（11）地理信息公共平台基本规定（CH/业 9004-2009）；（12）基础地理信息数据库基本规定（CH/业 9005-2009）；（13）地理信息公共服务平台公共地理框架数据电子地图数据规范（CH/Z 9011-2011）；（14）地理信息公共服务平台公共地理框架数据地理实体与地名地址数据规范（CH/Z 9010-2011）。5.4 总体设计5.4.1 项目逻辑构架逻辑构架主要反映本项目与已有系统之间的关联关系。已有系统包括：鹤壁市政务平台、数字城市地理信息公共平台、不动产登记信息平台以及需接入平台的应用系统。图5-1 项目平台逻辑架构图（1）与鹤壁市政务平台的关系获得身份认证后，相互接入，提供相应服务。（2）与鹤壁市政务服务和大数据管理局的关系时空大数据中心作云端化处理，为鹤壁市政务服务和大数据管理局提供云端服务。同时，鹤壁市政务服务和大数据管理局的信息云平台可以为项目提供人口、法人、宏观经济等政务专题数据和服务。（3）与不动产登记信息平台的关系时空信息云平台涉及的不动产登记信息需要通过鹤壁市不动产登记信息平台提供接入服务。（4）与鹤壁市数字城市地理空间框架的关系在时空大数据中心和时空信息云平台建设的过程中，可充分利用鹤壁市数字城市地理空间框架基础网络，同时鹤壁市数字城市地理空间信息作为时空大数据中心的云端，为时空信息云平台提供基础数据服务。（5）与外部专题应用系统的关系项目平台可为智慧耕地管理、不动产权籍管理、国土空间规划实施监测评估、综合执法管理等应用管理系统提供时空信息数据、接口与功能服务等应用支撑，各业务系统形成的可共享的专题数据也可注册到平台实现专题数据的共享。5.4.2 项目技术架构项目采用云计算、大数据、物联网等先进技术，集成静态专题信息、智能感知实时信息和共享数字城市地理信息，形成时空信息大数据；通过建立服务引擎、地名地址匹配引擎、业务流引擎、知识化引擎和云服务系统，形成时空信息云平台。总体框架设计如下：图5-2 项目平台技术架构图基础设施层：采用“分布式存储、逻辑式集中、一站式服务”的架构，基于虚拟化平台和基础设施云管理平台将资源池化，建立统一的服务器资源池、数据存储池和网络资源池，通过虚拟化技术将基础设施中的各种资源进行整合，形成支撑时空信息云平台运行的云环境中心。数据层：历史与现状的基础地理信息数据、历史与现状的公共专题数据、智能感知的实时数据和空间规划数据，经过汇聚、空间处理后，基于统一的数据库标准规范，在统一时空基准框架体系下按时序存放，通过数据引擎，建立全空间信息模型，实现地上下、室内外、虚实时空大数据一体化管理。平台层：通过各类服务引擎，提供数据服务。平台以数据服务、功能服务、接口服务、基础设施服务和知识服务为核心，形成服务资源池，建立服务引擎、地名址引擎、业务流引擎和知识化引擎，通过云服务系统，为各种业务应用提供按需服务。应用层：提供统一的门户、在线地图服务和个性化定制，并结合各行业各领域应用需求，支撑各政府建设、企业、公众的各类智慧应用。5.4.3 项目应用架构时空信息云平台为政府部门、企事业单位、公众服务提供应用支撑服务，为目标用户提供数据服务、接口服务、功能服务、知识服务及计算存储服务，各职能部门可以根据各自的信息化程度、GIS信息化建设程度以及应用系统的实际需求，通过与平台对接，有针对性地选择相应的时空信息服务并集成到应用中，避免时空信息资源的重复开发建设，让各职能部门可以专注于各业务应用的开发，从而充分发挥时空信息云平台依托基础设施为用户提供应用支撑作用。.图5-3 项目平台应用架构图5.4.4 项目部署架构项目平台建设的支撑环境将依托鹤壁市数字城市地理框架现有网络与环境进行设计与实施。图5-4 项目平台部署架构图在时空信息云平台支撑环境的架构设计中，采用云计算技术，将多台物理服务器的计算资源整合，创建多个不同的虚拟服务器，部署不同的操作系统，部署不同的业务系统，每个虚拟服务器之间逻辑隔离。当用户有新增的业务需求时，无需采购新的硬件，只需在某一台物理机上创建一个虚拟机，分配其所需的硬件资源即可，然后利用虚拟服务器模板进行操作系统部署，安装新的业务应用即可上线。当业务需要释放资源时，也可以快速删除冗余资源以节约成本。支持弹性可伸缩的云计算提供更安全、更灵活、更稳定的业务应用环境。同时，也将满足数据与应用处理性能与稳定性的要求，在主数据库服务器与核心的GIS服务器中，继续采用集群架构的物理机，具体来说：依据鹤壁市大数据中心的网络划分和硬件部署要求，将本项目部署分为：时空信息交换前置区域、时空云生产区、时空云管理区和 DMZ区共四个逻辑区域。本项目实施中，时空大数据中心将利用鹤壁市政务信息资源目录服务体系和数据共享交换平台建设成果，在数据中心数据共享交换区部署服务器作为部门与中心前置服务器，以提供时空信息数据和业务专题数据的共享交换。在数据管理区部署有文件服务器、地图切片服务器、数据整理及管理服务器，在DMZ区部署有提供公众服务所需的Web服务器和GIS服务器；服务器之间通过千兆网络互连。服务器集群、存储设备集群，在云基础资源管理软件作用下，可以按需水平扩展。本次存储系统为双活存储架构，存储设备选型考虑到业务的多元化，要求能同时提供块存储和文件存储服务。所有物理设备，包括服务器、网络、存储、链路，均为冗余设计，通过集群、堆叠方式实现物理层的高可靠性。5.4.5 项目内部关系本项目的内部关系图如下：图5-5 项目平台内部关系图（1）项目中的时空信息云平台主要由时空大数据中心、时空信息云平台、服务引擎、应用系统、门户与支撑云环境构成；（2）支撑云环境虚拟化与管理软件、时空信息大数据管理软件、时空信息云平台软件、应用系统和服务引擎，将运行在支撑云环境上。（3）时空大数据中心与时空信息云平台将依托服务引擎进行信息交换；（4）智慧耕地管理、不动产权籍管理、国土空间规划实施监测评估、综合执法管理等应用系统的在线服务调用时空信息云平台的相关服务与二次开发接口，完成功能开发与模块之间集成。5.4.6 项目安全设计为确保项目平台建设的安全性，结合国家政务网和系统安全的相关法规和文件，本着可实施性、可管理性、安全完备性、可扩展性和专业性原则，参考目前国内、国际有关系统安全的专业规范和相关的安全标准，针对“多层次、多方面、立体的系统安全”架构要求，从多个方面进行考虑，按照计算机等级保护的要求，构建本项目安全控制体系，平台安全设计架构按用户使用网络的不同分别进行设计。其中平台在互联网运行的安全设计如下图所示。图5-6 互联网运行安全设计6 项目建设方案6.1 时空大数据中心建设时空大数据中心建设分为以下四个步骤：资源汇聚、空间处理、数据引擎和分布式管理系统开发。时空大数据应包括基础时空数据、公共专题数据、物联网实时感知数据、互联网在线抓取数据，及其驱动的数据引擎和多节点分布式大数据管理系统。依托基础时空数据，采用全空间信息模型形成全空间的时空化公共专题数据、物联网实时感知数据、互联网在线抓取数据，通过管理系统经数据引擎实现数据资源的整合，实现一体化管理。6.1.1 资源汇聚6.1.1.1 数据资源内容（1）基础时空数据包括矢量数据、影像数据、高程模型数据、地理实体数据、地名地址数据、三维模型数据、新型测绘产品数据及其元数据。主要包括：序号数据库分类数据库名称建设模式1基础层基础地理信息数据库数据整合、归纳、重构2地理国情信息数据库数据整合3遥感、航测影像数据库数据整合4专业层土地利用现状数据库数据整合5土地利用规划数据库数据整合6矿产资源规划数据库数据整合7基本农田数据库数据整合8总体规划数据库数据整合9详细规划数据库数据整合10专项规划数据库数据整合11地下管线数据库数据整合12管理层土地权属数据库数据整合、归纳、重构13规划业务数据库数据整合、归纳、重构14建设用地审批数据库数据整合、归纳、重构15土地供应数据库数据整合、归纳、重构16土地整治项目数库数据整合、归纳、重构17执法监察数据库数据整合、归纳、重构18矿产资源管理数据库数据整合、归纳、重构19其他元数据库数据整合、归纳、重构20其他数据库数据整合、归纳、重构（2）公共专题数据包括法人数据、人口数据、宏观经济数据、民生兴趣点数据、地理国情普查与监测数据及其元数据。（3）物联网实时感知数据包括采用空天地一体化对地观测传感网实时获取的基础时空数据和依托专业传感器感知的可共享的行业专题实时数据，以及其元数据。（4）互联网在线抓取数据根据不同任务需要，采用网络爬虫等技术，通过互联网在线抓取完成任务所缺失的数据。（5）空间规划数据包括现有的国民经济和社会发展规划数据、城乡总体规划数据、土地利用规划数据、生态环境规划数据等国土、规划及环保行业涉及的空间数据成果。6.1.1.2 汇聚方式时空数据可以在线交换和离线拷贝两种方式将各种来源的空间数据交换到汇聚区。对于静态地理信息数据（含历史和现状的空间规划地理信息数据），定期从测绘地理信息部门将分级分类后可共享的数据内容离线拷贝到汇聚区。对于物联网智能感知设备位置数据及其流式数据，前者从测绘地理信息部门定期拷贝，后者通过有线或无线网络接入，采用多层次部署、多层次摘要、多层次服务的方式动态追加到大数据。实时感知源数据通常部署在具体专业部门，解析并形成的摘要以推送或调取两种模式分布式实时追加，确有必要时才调用元数据，避免数据肥胖。其他政务信息数据通过数据更新与交换系统汇聚到时空信息云平台的汇聚区。6.1.1.3 时空标识时空标识是将各类数据注入时空、空间和属性“三域”标识。时间标识注记该数据的时效性，空间标识注记空间特性，属性标识注记隶属的领域、行业、主题等内容，以便后续时空数据的整理和序化。不同数据添加时空标识的粒度不同。（1）地理实体数据应逐要素、每一地理对象增添“三域”标识。该数据采用面向对象的时空数据模型进行数据重组，按要素将每个地理实体构建具有唯一标识的时空对象。（2）影像数据应针对不同类型、不同分辨率增添“三域”标识。该数据采用连续的时间快照模型进行数据重组，将同一分辨率的不同时相影像，构建影像时间序列，形成客观世界的连续快照；对具体一个快照，应采用紧缩金字塔模型进行空间组织。（3）高程模型数据应针对不同格网间距增添“三域”标识。该数据采用连续的时间快照模型进行数据重组，构建时间序列。（4）三维模型数据应逐层、每一模型增添“三域”标识。该数据采用面向对象的时空数据模型进行数据重组，将每个三维模型构建具有唯一“三域”标识的时空对象。（5）地名地址数据应逐条增添“三域”标识。该数据采用面向对象的时空数据模型进行数据重组，将每个地名地址条目构建具有唯一“三域”标识的时空对象。（6）流式数据及其多层次摘要，在注入相对稳定的空间和属性同时，着重标签时间特性。6.1.2 空间处理6.1.2.1 统一数据格式与标准化不同地理信息数据能够要求能基本实现无损格式转换。对于无拓扑关系的图形数据要能够转换至地理信息数据，并建立拓扑关系。格式统一后的地理信息数据应合并、自动接边，数据表格能够实现自动属性赋值。数据转换是通过对应数据规范标准来实现无丢失的分层归类和成图方式的转换，达到对数据无损转换的目的，并在转换的过程中完成相应的建立数据的拓扑关系的工作。这种转换实现的不是单纯的图形的转换，而是对实体拓扑（特别的面类实体的转换），相关符号对应关系的转换以及对属性数据的提取。数据转换程序可完成的以下操作：（1）使数据标准化：数据转换是连接前期整理数据和符合数据库标准数据的枢纽，转换接口可以保证转换后生成的shape数据在内容上不少于转换前的数据，即无损转换。因此保证了前期整理数据和数据库中数据的实体一一对应。（2）保证地图坐标系一致化：转换原有的基础地理数据纳入到统一的坐标系统中，便于数据的无缝拼接。（3）保证数据精度：原有的数据平台与通用的GIS平台数据结构上存在差异，通常的GIS数据平台都存在容量的限制，通过转换程序就可以直接根据目标数据的要求，平衡入库要求和源数据误差精度。例如：dwg格式数据存在各类圆弧线，而shape格式数据是没有圆弧线的类型，所以通过转换程序就可以将各类圆弧化的线经过算法精确加密使之折线化，加密后得到一条精度高的数据线。（4）分层精细化：转换程序不仅将分层归类的数据直接对应划归入不同的图层，而且还要定义各类地物按数据库标准所制定的各类属性表数据结构，使数据的转换更灵活、快捷。（5）对数据进行初步的检查：由于在前期的数据整理是以人工判读的方式处理，在制作过程中不可避免会存在错误，转换程序可以对前期的数据整理中存在的错误，及时发现并且给出提示，从数据的前期制作进行质量把关。数据转换以程序操作不但通过实现自动化，减少人工干预，对整理后的数据进行属性的提取，减少了转换后的编辑工作量，而且在考虑准确性的基础上兼顾效率，缩短单位图幅数据的转换时间，是数据处理按时提交的保障。6.1.2.2 坐标转换为了保障数据标准一致性，根据建设单位提供的坐标转换参数、工具、资料和服务对本项目的时空数据进行坐标转换。6.1.2.3 一致性处理对于存放的实体数据和影像数据，将更新后的地理数据快速及时进行地图综合，利用综合的结果联动更新相应范围数据，原内容自动变成历史数据。6.1.2.4 空间化（1）匹配上图对于带有地址信息的专题业务数据，基于本项目建设的地名地址工具，采用匹配上图的方式，进行批量自动匹配上图。系统匹配的过程中，将当前的专题业务数据的地址信息和标准地址库的地址信息进行比对，查找潜在的位置，根据与地址的接近程度为每个候选位置指定分值，最后用分值最高的来匹配这个地址，返回分值最高标准地址，完成数据的匹配上图。用户可以根据地址数据匹配的精度，对上图的专题数据进行核对和完善编辑。（2）标绘上图对于没有地址信息的专题业务数据，若各单位对专题业务数据的空间位置比较熟悉、可以借助电子地图、影像地图、周边参考物等辅助参考数据，基于本项目平台地图标绘功能，通过在地图上进行标点、标线、标面，获取专题空间数据。6.1.2.5 数据扩充政府各职能部门拥有的大量业务信息都与地理空间位置密切相关，但是这些信息几乎都没有空间坐标，因此无法与地理空间信息整合，无法实现可视化的空间分析。为了建立这种空间与非空间信息之间的联系，地名/地址正是专题信息与地理空间信息叠加或匹配的桥梁，是建立这二者之间联系的最重要最实用的手段。在现有地名地址数据基础上进行规范化整合，扩充自然村以上的行政地名、建立市级、县级、镇级和行政村级四级区划单元，丰富街、巷名，以及制造企业、批发和零售、交通运输和邮政、住宿和餐饮、信息传输和计算机服务、金融和保险、