面向數(shù)字孿生的時空大數(shù)據(jù)平臺發(fā)展研究與實踐

P1面向數(shù)字孿生的時空大數(shù)據(jù)平臺發(fā)展研究與實踐目錄CONTENTS信息化引領時空大數(shù)據(jù)平臺發(fā)展01數(shù)字孿生城市的發(fā)展需要時空大數(shù)據(jù)平臺02時空大數(shù)據(jù)平臺的實踐與展望03P2報告提綱信息化引領時空大數(shù)據(jù)平臺發(fā)展P4P41一、測繪信息化的發(fā)展歷程在“數(shù)字地球”戰(zhàn)略構想的引領下，傳統(tǒng)測繪向數(shù)字化轉(zhuǎn)型基礎地理信息數(shù)據(jù)庫建設數(shù)字城市地理空間框架建設天地圖建設地理國情監(jiān)測時空大數(shù)據(jù)平臺建設數(shù)字城市地理空間框架已經(jīng)取得顯著成績，目前正在向時空大數(shù)據(jù)平臺方向轉(zhuǎn)型發(fā)展P4二、數(shù)字城市地理空間框架建設成效20世紀末，隨著測繪信息化的發(fā)展，各地開始構建數(shù)字城市地理空間框架。統(tǒng)一基礎地理信息的空間基準實現(xiàn)基礎地理信息數(shù)據(jù)初步共享為基礎地理信息數(shù)據(jù)深層次應用服務奠定基礎為城市信息化提供統(tǒng)一的空間基準和豐富、可視的基礎地理信息數(shù)據(jù)P5三、數(shù)字城市地理空間框架存在的不足

信息豐富程度欠缺

各行業(yè)信息共享困難

數(shù)據(jù)孤島

空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)之間缺乏關聯(lián)

數(shù)據(jù)處理能力不強

數(shù)據(jù)更新不及時

缺乏時空關聯(lián)與挖掘分析能力

應用服務能力較低

采用圖幅分幅方式不利于空間數(shù)據(jù)管理及空間分析數(shù)字城市地理空間框架的建設雖然解決了部分與城市信息化基礎設施相關的問題，但也存在許多不足：數(shù)字城市地理空間框架自身不足服務信息社會存在的不足P6P8四、地理空間框架向時空大數(shù)據(jù)平臺轉(zhuǎn)型升級時空大數(shù)據(jù)平臺提升擴展擴充時空大數(shù)據(jù)時空大數(shù)據(jù)平臺時空數(shù)據(jù)管理融合匯聚虛擬化服務組裝動態(tài)伸縮時空一體按需出圖挖掘分析安全監(jiān)管共享交換地理空間框架數(shù)字城市地理空間框架矢量影像地址資在服數(shù)應運數(shù)源線務據(jù)用維據(jù)展標管交開管管示繪理換發(fā)理理地理空間框架數(shù)據(jù)物理機常規(guī)更新服務對接靜態(tài)數(shù)據(jù)空間基準時空

基礎基準

時空公共專題物聯(lián)網(wǎng)基準升級時空大數(shù)據(jù)平臺從原先的空間基準升級為時空基準。數(shù)據(jù)擴充以基礎地理信息數(shù)據(jù)為核心，融合各行業(yè)公共專題數(shù)據(jù)擴充建設為時空大數(shù)據(jù)。，功能擴展數(shù)據(jù)融合功能實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的有效融合；挖掘分析功能有效提取了空間數(shù)據(jù)資源的價值，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)到信息服務的有效轉(zhuǎn)變。0102032015年左右，各地開始從地理空間框架升級為時空大數(shù)據(jù)平臺。P9五、初期的時空大數(shù)據(jù)平臺存在諸多不足難理解傳統(tǒng)測繪數(shù)據(jù)分尺度按要素抽象表達、機器難理解缺乏權威性統(tǒng)一存儲其他行業(yè)專題數(shù)據(jù)的方式未能考慮數(shù)據(jù)的權威性不夠科學代替其他行業(yè)應用系統(tǒng)去解決各行業(yè)信息化存在問題的服務方式不夠科學有局限知識體系和平臺能力具有局限性信息共享困難問題依然存在社會各領域?qū)y繪地理信息的需求越來越高，初期的時空大數(shù)據(jù)平臺存在的問題日益凸顯P10六、時空大數(shù)據(jù)平臺在發(fā)展中不斷完善時空大數(shù)據(jù)平臺以自然資源機構改革和新型基礎測繪體系建立為契機，不斷提升自身數(shù)據(jù)匯聚融合、處理管理、挖掘分析、共享交換等能力。處理管理挖掘分析共享交換匯聚融合通過共享實現(xiàn)邏輯集中應用，形成科學的平臺數(shù)據(jù)管理體系。改善多源數(shù)據(jù)匯聚融合效果，打破各行業(yè)應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘。實現(xiàn)數(shù)據(jù)到知識的轉(zhuǎn)變，增加智能化應用服務，提供更加精準、科學、智能的決策支持依據(jù)。通過共享交換建立了各大應用系統(tǒng)之間的聯(lián)系，進一步改善了數(shù)據(jù)共享困難的問題。數(shù)字孿生城市的發(fā)展需要時空大數(shù)據(jù)平臺P11P112一、數(shù)字孿生城市是城市高效治理的工具實體映射動態(tài)感知關系映射虛擬城市建筑道路綠地路況感知環(huán)境感知城市治理精準映射信息反饋現(xiàn)實世界P12P13二、我國數(shù)字孿生城市建設歷程及存在的問題地區(qū)層面數(shù)字孿生存在的問題：孿生工廠孿生水利孿生交通2018年雄安新區(qū)率先提出數(shù)字孿生城市建設思路通過建設BIM管理平臺初步實現(xiàn)城市精細化管控各地紛紛以數(shù)字孿生城市導向推進智慧城市建設領域?qū)用娓黝I域隨信息化升級改造自身應用系統(tǒng)通過孿生水利、孿生工廠等單點化數(shù)字孿生應用系統(tǒng)建設數(shù)字孿生城市信息無法有效共享制約著數(shù)字孿生能效的發(fā)揮各部門應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘讓單個應用系統(tǒng)無法具有全面、權威的數(shù)據(jù)部分信息化應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)治理能力不強，缺乏挖掘分析能力，影響了孿生城市數(shù)據(jù)驅(qū)動治理的能效《國民經(jīng)濟“十四五”發(fā)展規(guī)劃》提出數(shù)字孿生城市的發(fā)展目標：逐步從單點、局部應用向整體、全域擴展，對豐富、完整、可視的時空地理場景需求越來越迫切，對數(shù)據(jù)共享和處理能力要求越來越高。三、數(shù)字孿生建設需要“數(shù)據(jù)中臺”支撐多源數(shù)據(jù)關聯(lián)，形成完整、多維、好用的時空數(shù)據(jù)和地理場景時空場景數(shù)據(jù)挖掘具備基于時空場景的空間分析能力結合應用系統(tǒng)的專題知識為數(shù)字孿生科學決策分析提供有效支撐數(shù)據(jù)共享根據(jù)應用系統(tǒng)業(yè)務需求，提供數(shù)據(jù)資源的一站式服務功能共享提升數(shù)據(jù)質(zhì)量，構建多源數(shù)據(jù)自動化處理工具隨著數(shù)字孿生和應用的不斷深入，逐漸認識到需要將有公共需求的數(shù)據(jù)和相關數(shù)據(jù)處理能力統(tǒng)一起來，形成數(shù)字孿生建設的“數(shù)據(jù)中臺”來實現(xiàn)數(shù)據(jù)有效管理、共享與應用，打破各行業(yè)和部門信息孤島的壁壘，進而支撐數(shù)字孿生城市整體建設。數(shù)據(jù)中臺 數(shù)字孿生模擬監(jiān)控診斷預測控制城市規(guī)劃城市設計城市建設城市管理城市服務P13四、時空大數(shù)據(jù)平臺是數(shù)字孿生城市建設所需的數(shù)據(jù)中臺數(shù)字孿生城市時空大數(shù)據(jù)平臺地理信息框架數(shù)據(jù)數(shù)字孿生城市核心基礎需求：1、時空地理場景；2、空間分析能力；各類城市數(shù)據(jù)有效融合、具備空間可分析性的基礎提供統(tǒng)一的時空基準和多角度、全方位、可分析的時空地理場景，實現(xiàn)城市全要素可視化表達基于空間分析實現(xiàn)智能決策時空大數(shù)據(jù)平臺滿足數(shù)字孿生城市建設對數(shù)據(jù)中臺提出的數(shù)據(jù)和功能需求具備高效的數(shù)據(jù)匯聚、治理、融合等功能；具備滿足精準、鮮活、權威、完整、可視、安全要求的時空大數(shù)據(jù)資源，有效對接不同應用系統(tǒng)對不同時空數(shù)據(jù)的需求；時空大數(shù)據(jù)平臺融合處理中心具備數(shù)據(jù)分析、模型構建、預測推演等功能；時空大數(shù)據(jù)平臺應用挖掘中心具備數(shù)據(jù)服務接口和功能服務接口，為信息交換共享與協(xié)同應用提供載體，可視化展示平臺的數(shù)據(jù)資源，能向應用系統(tǒng)無障礙共享數(shù)據(jù)處理能力；時空大數(shù)據(jù)平臺共享交換中心P14四、時空大數(shù)據(jù)平臺是數(shù)字孿生城市建設所需的數(shù)據(jù)中臺時空大數(shù)據(jù)平臺發(fā)揮“數(shù)據(jù)中臺”

作用支撐數(shù)字孿生建設時空大數(shù)據(jù)平臺通過向應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務和功能服務，與各行業(yè)應用系統(tǒng)共同實現(xiàn)某些專題方面的數(shù)字孿生，正是數(shù)字孿生城市建設所需的數(shù)據(jù)中臺。P15時空大數(shù)據(jù)平臺的實踐與展望P17P173P18一、在實踐中迭代改進時空大數(shù)據(jù)平臺自2019年開始，自然資源部在湖北武漢、咸寧、荊門等地陸續(xù)開展了新型基礎測繪、時空大數(shù)據(jù)平臺建設試點工作，湖北省緊緊把握“十四五”期間推動數(shù)字驅(qū)動城市治理能力現(xiàn)代化的發(fā)展契機，以支撐數(shù)字孿生城市建設應用為示范對試點工作進行了深入的探索實踐，總結經(jīng)驗并逐步在全省范圍內(nèi)鋪開相關試點工作，進一步服務和推進經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。武漢新型基礎測繪國家試點時空云平臺國家試點咸寧時空大數(shù)據(jù)平臺國家試點新型基礎測繪省級試點荊門時空大數(shù)據(jù)平臺國家試點新型基礎測繪省級試點二、時空大數(shù)據(jù)平臺實踐——咸寧面對機構改革后自然資源和規(guī)劃管理新形勢、新要求，咸寧以時空大數(shù)據(jù)平臺建設為契機，全力推動新型基礎測繪技術、信息技術與自然資源管理的深度融合，將時空大數(shù)據(jù)平臺打造成為提供基礎測繪成果的底板平臺、匯聚自然資源數(shù)據(jù)的管理平臺、支撐自然資源業(yè)務全流程的應用平臺、推動智慧咸寧“孿生城市”建設的智能平臺。P18二、時空大數(shù)據(jù)平臺實踐——咸寧支撐服務湖北省試點平臺圍繞國土空間規(guī)劃編制、實施、監(jiān)督全流程，向規(guī)劃

“一張圖”

提供數(shù)據(jù)和共性技術支撐服務，充分挖掘?qū)?shù)字孿生城市建設的基礎支撐作用。時空大數(shù)據(jù)平臺支撐數(shù)據(jù)處理工具共享交換能力時空化、標準化處理匹配關聯(lián)掛接地理實體調(diào)用、融合、疊加至實景三維條目類的規(guī)劃數(shù)據(jù)空間可視化規(guī)劃“一張圖”系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務中心多維動態(tài)可視、空間分析性、格式統(tǒng)一國土空間規(guī)劃一張圖數(shù)據(jù)回流其他應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)P19共享P21二、時空大數(shù)據(jù)平臺實踐——咸寧輔助規(guī)劃編制規(guī)劃監(jiān)測評估規(guī)劃成果管理基礎時空公共專題物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)智慧咸寧時空大數(shù)據(jù)平臺時空大數(shù)據(jù)中心 通用分析工具統(tǒng)計分析疊加分析拓撲分析指標分析支撐回流咸寧市“國土空間規(guī)劃一張圖實施監(jiān)督系統(tǒng)”規(guī)劃實施監(jiān)管國土空間規(guī)劃一張圖通過智慧咸寧時空大數(shù)據(jù)平臺“數(shù)據(jù)融合治理模式”匯聚融合國土空間規(guī)劃一張圖系統(tǒng)所需的國土空間相關的各類現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)等建立國土空間規(guī)劃一張圖。三、時空大數(shù)據(jù)平臺實踐——荊門荊門城市大腦按照1+1+N（一個智能底座、一個智能中樞、N個智慧應用）總體架構建設N

智慧應用一網(wǎng)統(tǒng)管一網(wǎng)通辦一碼通服疫情防控企業(yè)服務智慧城管智慧應急城市生命線…1

智能底座視頻共享平臺融合通信平臺物聯(lián)網(wǎng)平臺時空大數(shù)據(jù)平臺無人機平臺荊門云1

智能中樞業(yè)務中臺數(shù)據(jù)中臺AI

中臺

一鍵決策

領導駕駛艙

一屏統(tǒng)覽

政務通APP

一體聯(lián)動

網(wǎng)絡安全運維運營標準規(guī)范P21三、時空大數(shù)據(jù)平臺實踐——荊門建建立立全全市市時時空空基基準準底底板板””，，服務28個委辦部門基礎應用賦能智慧城市信息化建設服務城市大腦4大底座，多個應用智慧應用“P22三、時空大數(shù)據(jù)平臺實踐——荊門構建智慧城市三維數(shù)字底盤，建立時空基礎數(shù)據(jù)統(tǒng)一基準、統(tǒng)一底板的共享服務通道，

避免不同部門時空數(shù)據(jù)的重復建設，為各委辦局提供線上線下共享服務應用于智慧應急、城市生命線、一網(wǎng)統(tǒng)管、一體聯(lián)動、管網(wǎng)排水系統(tǒng)、城市“12345”系統(tǒng)等方面，有效支撐了數(shù)字孿生城市（荊門城市大腦）的整體建設。接入雪亮工程、環(huán)?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測、環(huán)保企業(yè)廢水監(jiān)測、廢氣監(jiān)測、地表水水質(zhì)監(jiān)測等，構建城市動態(tài)監(jiān)測體系，實現(xiàn)城市動態(tài)監(jiān)管、預警。充分利用地理信息整合能力，對城市各項資源快速調(diào)取，為應急預警、應急減災提供輔助依據(jù)，便于應急指揮調(diào)度。P23三、時空大數(shù)據(jù)平臺實踐——荊門城市運行管理平臺市委領導支撐空間基礎信息服務，實現(xiàn)城市級地理信息的精準定位一體聯(lián)動應急管理局匯聚共享災害、應急物資、救援隊伍等資源，一圖共享要素保障，輔助資源調(diào)度，聯(lián)動指揮一中心城市生命線住建局匯聚地下管網(wǎng)、城市部件、城市交通等設施數(shù)據(jù)，構建數(shù)字空間城市，實現(xiàn)一圖統(tǒng)攬市政設施，P24一網(wǎng)統(tǒng)管城管委呈現(xiàn)城市運行態(tài)勢的全景地圖展示，實現(xiàn)一圖觀全域的事件態(tài)勢分布，事件快速分撥、處置。四、進一步完善時空大數(shù)據(jù)平臺問題2以新型基礎測繪產(chǎn)品為核心的時空大數(shù)據(jù)體系建設仍需進一步完善，基礎測繪數(shù)據(jù)在部分地區(qū)仍存在基準不統(tǒng)一、覆蓋不全、現(xiàn)勢性差等問題問題3地理實體、實景三維等所涉及的相關技術標準尚未達到統(tǒng)一認識，且當前實景三維建設忽略了前期各項工程建設中已有的模型三維，影響了平臺支撐能力的充分發(fā)揮，同時也造成了部分資源的浪費問題1對平臺發(fā)展認識不夠清晰，仍著力突出平臺面向各行業(yè)的直接應用隨著數(shù)字孿生不斷發(fā)展，對時空大數(shù)據(jù)平臺的建設也提出新的需求，在實踐中雖有極大的成效，但還需進一步完善。數(shù)字孿生各行業(yè)應用系統(tǒng)時空大數(shù)據(jù)平臺P25五、明確時空大數(shù)據(jù)平臺的定位核心能力基礎地理信息數(shù)據(jù)高效數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)處理空間分析信息挖掘等數(shù)據(jù)和技術基礎時空設施數(shù)據(jù)中臺時空大數(shù)據(jù)平臺服務能力支撐個行業(yè)系統(tǒng)應用共同解決信息化存在的問題促進測繪信息化發(fā)展服務數(shù)字孿生城市建設只依靠本身無法滿足所有行業(yè)的應用需求，關鍵在于有效發(fā)揮核心能力，不斷提升平臺作為數(shù)據(jù)中臺的服務能力P26六、完善時空大數(shù)據(jù)體系加快建設統(tǒng)一的現(xiàn)代測繪基準不斷豐富數(shù)據(jù)成果形式和內(nèi)容已有的模型三維成果納入實景三維建設完善生產(chǎn)組織體系構建推動“多測合一”成果有效共享完善頂層設計，加強與各部門之間的溝通將工程項目竣工驗收階段的測繪成果用于基礎時空數(shù)據(jù)的更新，豐富基礎時空數(shù)據(jù)，強化聯(lián)動更新機制實現(xiàn)數(shù)據(jù)更新的良性循環(huán)推動“多測合一”成果有效共享P27七、強化時空大數(shù)據(jù)平臺支撐能力優(yōu)化數(shù)據(jù)加工處理能力如點云數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)抓取數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)的快速去冗余化、遙感影像處理、三維