智慧城市背景下城市管理云平台系统的设计与应用

杨晓磊

（山西云时代智慧城市技术发展有限公司 山西省太原市 030000）

在智慧城市背景下构建的城市管理云平台是一个区域信息资源公共服务平台，其主要包括数据管理与交换、资源展示、服务管理、应用开发和运营维护等功能，可以说极大地提高了信息资源的利用率。综合而言，云平台的开发利用在城市网格化管理中发挥了关键作用，同时在建造智慧城市时可提供必要的信息技术支持，从而促进了与智慧城市时空信息相关产业的发展。

1 新型智慧城市与智慧城管

在建设智慧城管时，要遵循“五化三用”的原则。其中，五化指“网络化、智能化、精细化、社会化、协同化”，三用指“强化共用、整合通用、开放应用”。结合平台化理念和大数据思维以及“互联网+”策略，可以提升智慧城管的核心能力，并积极打造具有“全面覆盖、精细管理、共享融合、社会参与”特点的智慧城市管理系统，提高城市环境秩序的实时感知与即时处理能力，以持续提升城市管理水平和人居环境以及功能品质，从而渐渐提高城市的治理模式和水平。其具体作用主要体现在：

（1）通过大数据和云计算以及物联网技术，可把数字化城管体系与智慧应用系统的建设成果高度整合在一起，使互联网和城管事业互相融合，构建一个标准统一的市、区、街三级智慧管理平台。

（2）全面应用信息化技术，大力推进城市管理改革创新，可以在确保投诉、信访和媒体具有完善的收集、梳理、办理渠道的同时，确保违法占道、广告、建设等各种违法行为均可得到有效的控制和管理；此外，还可以确保相关负责人能有效监管桥梁、隧道、景观灯和行业施工车辆；确保执法可依、执法必严，闭环管理；确保考核过程透明化、考核结果公正化，严格根据数据进行管理、决策和创新。

2 城市管理云平台系统设计

2.1 系统功能设计

该系统利用本街道数据服务中心，对来源、类型、应用不同的数据进行标准化整合，形成了一个本街道的数据资源库——本地“知识库”。该系统通过构建本街道的城市“一张图”平台，可以让城市的生命线及各部件、环境与经济、公共安全与民生服务均可展现在“一张图”上，从而使有关城市的时空信息资源均可在“一张图”上完成显示、查询和统计分析。

2.2 系统架构设计

2.2.1 核心技术

该系统以SOA 思想为基础，选用“服务总线+一体化框架+插件”的多层式企业软件相结合的方式建构而成，同时，还运用了网络通信、3S 和系统集成以及信息安全技术。其中，核心技术如下：

（1）三维地理信息平台。三维GIS 作为建立在三维可视化数据表现模式之上的技术，与二维GIS 相比，提供了一个更加丰富和逼真的空间信息展示平台，可以让用户能通过三维地理信息平台得到相关的地理属性数据，且进一步使视觉观察变得更直观。

图1：城市管理云平台系统总体架构图

（2）J2EE架构和B/S模式。系统采用J2EE体系结构和B/S模式，这是因为J2EE 采用了跨平台技术，能在所有平台上部署和运行，所以可以同时部署在IBMAIX 系统和Windows 平台上。

（3）组件化、构件化开发技术。在开发系统的过程中，运用组件化和构件化技术，并通过不同组件和接口及构件的开发，可以达到软件复用和快速开发的目的。

（4）应用服务WebService 技术。该技术允许在网络上提供软件应用程序资源，因为WebService 使用的是标准接口，所以即便是在编写语言和操作系统均不一致的情况下，也仍然能互相通信，因此其技术在构建城市管理云平台中起着重要的作用[1]。

2.2.2 系统构架

从逻辑上看，该系统整体上可划分为4 层，从低到高依次是基础设施即服务（IaaS）层、数据即服务（DaaS）层、平台即服务（PaaS）层、软件即服务（SaaS）层。统一认证体系可供每个子系统进行用户认证。运行管理系统包含所有层次，负责系统的整体管理，具体的系统架构可见图1。

（1）IaaS 层。该层是系统的最后一层，主要由感知网和数据中心构成，紧邻硬件资源，该层通过虚拟计算、网络及存储资源来搭建云主机，从而作为DaaS 层的操作系统。该系统租用公共云来配置运行环境，系统需要的虚拟化的网络、存储和计算资源均由所搭建的基础云环境提供。

（2）DaaS 层。该层在IaaS 层上面，是该系统服务的基础，主要承担着本街道时空数据资源的综合管理工作。收集、整合、处理和集成特定区域内的空间和业务数据，使所有的时空数据可得到统一的汇集、储存、融合及服务，及时为PaaS 和SaaS 层提供数据与综合信息服务。

（3）PaaS 层。该层是对接各类服务与应用的基础，主要用于建造相应的数据管理——时空大数据管理系统和云服务业务软件——时空云服务系统，承担着整理、聚合和集中管理地理信息数据资源的职责，及时为有关部门在管理城市的过程中提供数据、功能和接口以及基础设施服务[2]。

（4）SaaS 层。该层可满足多种应用需求，将基本的硬件、数据和平台服务资源按照需要组合起来，搭建满足某一特定应用需求的云应用节点，为政府机关提供服务；另外，还可以使各部门之间的信息实现资源共享。

2.3 系统数据库

从内容上来看，系统数据库由基础、专题和业务时空数据库构成。该数据库由数据表、基本矢量、时态矢量、基本栅格、瓦片数据、Office 文档、PDF 文档、地图定义文件、标注和融合数据集类型等多种数据资源类型组成。

2.3.1 基础时空数据库

（1）三维数据由倾斜摄影数据和仿真三维地图数据组成。前者将多台摄像机安装在同一个飞行平台上，可以在同一时刻从5 个角度上获取地面数据，从而搭建更接近真实世界的三维模型。该系统已采集倾斜摄影数据。后者是指利用特定角度获取仿真三维场景的地图数据，存储为二维栅格数据结构形式，显示出三维模型数据的立体效果。在本项目中，该系统拟选取本街道主城区大约5km2的地方作为试点区域建造仿真三维地图数据，将其当作重点展示区。

（2）电子地图。利用网络地图取得电子地图，将其当作平台的基础二维底图。

（3）地理实体是指，利用实际影像获取矢量数据，如道路、绿地水系、建筑物。该街道已具备原始矢量数据[3]。

（4）影像数据通常由航片和卫片组成，包含空间、光谱、辐射和时间分辨率。该街道已取得2018年的影像数据。

（5）行政边界。该系统不仅可直接根据该街道取得街道的各级行政区划矢量边界数据，还可将其统一转换为WGS84 坐标系。

2.3.2 专题时空数据库

专题时空数据主要包含政法、安监、市政、城建、部件、管网、规划等多个部门的专题数据。每个部门的专题数据又含有各自的子类数据，已将其统一收集整理为矢量数据。

2.3.3 业务数据库

在经营业务时产生的数据被称为业务数据，包含事件库和图片库以及文件库。

（1）事件库的作用是储存事件类信息。系统运行尤其是移动端在采集和上报时所涉及到的所有事件信息，如事件的名称、类型、位置、描述以及上报人等。

（2）图片库。由于系统运行尤其是移动端在采集和上报时会产生许多的图片需要存储，之后也需要清理和更新，所以，图片库可以将系统运行过程中产生的图片统一存放起来，以方便后期的拷贝、移除和清理[4]。

（3）文件库。由于系统运行过程中会产生许多的文件需要存储、清理和更新，所以，文件库可以将系统运行过程中产生的文件统一存放起来，以方便后期的拷贝、移除和清理。

3 系统功能实现

该系统围绕“一张图”展开，主要有基本功能、“一张图”显示、资源综合展示及巡查人员监控4 个功能模块。该系统的全部内容均可以直观地在“一张图”上显示，让用户能够根据“一张图”即可浏览和查询整个街道的时空信息资源。

3.1 基本功能

基本功能共包含地图基本操作和图层设置以及空间搜索等15个功能，主要是利用网络为用户提供地图显示、缩放、查询、纠错、自定义图层、测量距离、面积等GIS 的Web 服务，使用户可以在一张地图上绘图、标注文字，提升用户的使用感。

3.2 “一张图”显示

该系统数据的显示建立在一张底图的目录和专题的基础之上，可根据需要自由切换二、三维视角。已经存在的数据以目录树的形式罗列而出，各分支主要包含数据量和来源以及最近更新时间等各类数据的概览；同时，还具有按照目录的图层显示功能，先点击图层名，再查看地图，即可帮助用户快速查询目标内容。

3.3 资源综合展示

结合资源中心数据的现状进行统计展示，主要涉及数据存储和类型的总量、分类统计数据存储量与属性数量、数据的完整性和缺失度以及利用率、资源中心的数据服务状态、已访问的部门数量与对象等。系统以丰富多样的图标样式进行展示，可方便用户快速了解平台资源的综合情况。

3.4 巡查人员监控

利用实时定位与轨迹监控技术，管理者可通过系统快速定位巡查人员的位置，并随时掌握巡查人员的移动轨迹，便于管理者对工作人员更好地实施管理，从而提高城市管理的效率。

4 结语

综上所述，城市管理云平台系统在未来的城市信息化建设中具有举足轻重的作用。本篇文章分析了智慧城市背景下的城市管理云平台系统，以期为相关工程提供借鉴。