时空大大数据中心及信息云平台建设方案设计.docx
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时空大大数据中心及信息云平台建设方案设计
市时空大数据中心
及信息云平台
建
设
方
案
1项目概述
1.1项目名称
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，依托市数字城市地理空间信息框架基础环境，建成市时空大数据中心和时空信息云平台，打造云端化的“一蓝图”，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项目建设容
（1）标准规与机制建设
编制时空信息数据库、时空信息云平台等标准规体系与应用规，建设项目运行机制与运维模式，以确保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
市自然资源和规划局是本项目的建设单位。
根据《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
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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，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，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。
3.1.3政策背景
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
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，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·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，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、应用扩展服务等容。
针对这些容，充分利用现有的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
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）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〔2014〕1770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〔2012〕122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〔2013〕12号）；
（4）《自然资源部办公厅关于印发<智慧城市时空大数据平台建设技术大纲（2019版）>的通知》（自然资办函〔2019〕125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〔2013〕27号）；
（6）《关于开展国家智慧城市试点工作的通知》（建办科〔2012〕42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的通知》（建办科〔2013〕22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〔2014〕177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〔2013〕9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/T21064-2007）；
（6）《基础地理信息要素分类与代码》（GB/T13923-2006）；
（7）《基础地理信息标准数据基本规定》（GB21139-2007）；
（8）《计算机软件需求规格说明规》（GB/T9385-2008）；
（9）《数字城市地理空间信息公共平台技术规》（CH/Z9001-2007）；
（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》（CH/Z9011-2011）；
（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》（CH/Z9010-2011）。
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：
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，为市政务服务和大数据管理局提供云端服务。
同时，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市不动产登记信息平台提供接入服务。
（4）与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，可充分利用市数字城市地理空间框架基础网络，同时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
升级会员 