圣世信通天地一體化仿真大數(shù)據(jù)管理平臺

文/章和盛 徐偉強 沈禹沈 李森兒 蔡宗智 李偉東

圣世信通天地一體化仿真大數(shù)據(jù)管理平臺

文/章和盛 徐偉強 沈禹沈 李森兒 蔡宗智 李偉東

由北京圣世信通科技發(fā)展有限公司研發(fā)的天地一體化仿真大數(shù)據(jù)管理平臺，基于海量數(shù)據(jù)動態(tài)加載，融合了可視化技術(shù)，通過底層數(shù)據(jù)分層分級組織管理技術(shù)，實現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的高效組織管理與渲染可視化，支持海量數(shù)據(jù)的快速檢索和調(diào)用。通過遙感數(shù)據(jù)、正射/傾斜影像數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的一體化融合技術(shù)，可實現(xiàn)海量異構(gòu)時空數(shù)據(jù)的高效組織、管理及檢索調(diào)用，支撐圖片、文字、視頻、遙感及正射/傾斜影像數(shù)據(jù)、矢量、高程、三維等各類異構(gòu)數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)多類型數(shù)據(jù)的快速可視化展示和綜合性空間分析，既保證了各類海量信息資源直觀化、形象化的管理，又保證各類綜合空間分析能力服務(wù)，為各類應(yīng)用如水利應(yīng)用、城市管理規(guī)劃建設(shè)等提供良好的支撐。

平臺提供了全面的數(shù)據(jù)展示與應(yīng)用基礎(chǔ)，其中包含數(shù)字高程模型，該模型作為地理空間數(shù)據(jù)中的一種重要數(shù)據(jù)，反映了地表區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布，支持地形分析應(yīng)用，如山體起伏程度、地面坡度等。平臺采用高程數(shù)據(jù)渲染技術(shù)，實現(xiàn)了對數(shù)字高程模型的高效管理和可視化渲染展示，可廣泛開展各類業(yè)務(wù)的應(yīng)用，包括水文分析、水利工程設(shè)計、供電線路規(guī)劃等多種領(lǐng)域。與此同時，平臺提供了海量數(shù)據(jù)的支撐服務(wù)，在統(tǒng)一的海量地理空間數(shù)據(jù)框架支撐下，實現(xiàn)對各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和興趣點的綜合性管理，涵蓋各類監(jiān)測站、學(xué)校、醫(yī)院、加油站、居民區(qū)等業(yè)務(wù)信息，并能以此為基礎(chǔ)提供快速檢索和查詢服務(wù)，從而為水利現(xiàn)代化、城市管理和公眾服務(wù)提供良好的組織管理和空間分析應(yīng)用支持。

承載能力

平臺采用海量三維模型的分層分級管理以及二三維一體化動態(tài)加載技術(shù)，能夠支撐各類三維模型的高效管理和動態(tài)可視化渲染。在可視化渲染的過程中，采用動態(tài)預(yù)測窗口加載技術(shù)，實現(xiàn)三維模型的分層分級加載，保證三維模型數(shù)據(jù)能夠快速流暢地展示和應(yīng)用；各類三維模型可結(jié)合各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)開展應(yīng)用，從而支撐包括水利專題應(yīng)用、社會綜合管理規(guī)劃分析等。平臺提供了無人機(jī)、GPS/BDS、移動互聯(lián)設(shè)備等應(yīng)用功能，可支撐各類綜合管理、任務(wù)巡檢等業(yè)務(wù)應(yīng)用工作的開展。

平臺基于插件式的架構(gòu)，提供各類圖像和場景渲染插件，支撐包括云層、光照、海洋等場景的精細(xì)渲染，只需在平臺上拖拽加入相關(guān)插件，并啟用特效功能，即可實現(xiàn)特定場景的渲染工作；在此基礎(chǔ)上，逐步形成行業(yè)專用的渲染插件包集合，如氣象專用渲染插件包包含云層和雪天、雨天等場景在內(nèi)的系列渲染插件，可快速渲染形成雪天、雨天的場景，為后續(xù)氣象預(yù)報、臺風(fēng)預(yù)警、海洋監(jiān)測等工作提供了良好的支撐。

此平臺通過底層數(shù)據(jù)組織管理有效實現(xiàn)了各類數(shù)據(jù)的融合，形成從宏觀到微觀、從數(shù)據(jù)組織到業(yè)務(wù)應(yīng)用的綜合業(yè)務(wù)應(yīng)用模式，結(jié)合各類傳感器及全景視頻拼接等虛擬現(xiàn)實技術(shù)，并輔以圖片、視頻、文字、電子地圖等多種數(shù)據(jù)，實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)一體化展示應(yīng)用的效果。

共享交換平臺

共享交換平臺提供電子化信息資源的共享手段，其在工信部目錄與交換體系的規(guī)范下，通過交換和目錄兩種方式實現(xiàn)信息資源在各部門之間的共享：一方面提供信息資源的組織、管理、發(fā)現(xiàn)、定位和共享服務(wù)，另一方面將分散在各個部門的信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)多部門之間的協(xié)同應(yīng)用和數(shù)據(jù)共享。以省級應(yīng)用為例，通過共享交換平臺即可實現(xiàn)各部門底層數(shù)據(jù)之間的共建共享，為后續(xù)信息資源的“一次采集、全省共享”提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

專題應(yīng)用展示

平臺以空間信息為主要語言描述地球，旨在為用戶提供實用便捷、震撼逼真、信息豐富的數(shù)據(jù)可視化管理平臺。在水利專題方面，結(jié)合物聯(lián)傳感大數(shù)據(jù)、無人機(jī)傾斜測量、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，廣泛應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測、水土保持監(jiān)測、農(nóng)牧業(yè)用水監(jiān)測等領(lǐng)域；同時，結(jié)合河長制管理，平臺可以對當(dāng)今水環(huán)境問題進(jìn)行綜合分析與預(yù)測預(yù)報，更好地對指定區(qū)域進(jìn)行有效管理。平臺利用二三維一體化等技術(shù)，將獲取到的氣象數(shù)據(jù)、河道（水庫）數(shù)據(jù)、墑情數(shù)據(jù)、地下水?dāng)?shù)據(jù)、農(nóng)作物蒸騰等水利行業(yè)相關(guān)大數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分步式計算，與地理空間信息進(jìn)行無縫集成，再根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)學(xué)模型與三維仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實演練；平臺結(jié)合空間測量、預(yù)案編輯、洪水風(fēng)險圖、區(qū)域型傾斜模型加載及區(qū)域人口信息、經(jīng)濟(jì)信息進(jìn)行綜合計算和分析，實現(xiàn)多視角、多層次的地形模型與用戶交互訪問，在發(fā)生突發(fā)事故時運用模擬仿真技術(shù)輔助決策，為災(zāi)害評估提供科學(xué)依據(jù)。

平臺結(jié)合物聯(lián)傳感大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實（AR/VR）、體感仿真等新技術(shù)，通過海量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間和時間分布上的研究和分析，將成果應(yīng)用于水利現(xiàn)代化、農(nóng)業(yè)精細(xì)化、交通智能化及環(huán)境資源的有效保護(hù)等；利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬災(zāi)害、虛擬城市生活等體驗，在平臺的基礎(chǔ)支撐下，各部門、各行業(yè)可充分結(jié)合各自業(yè)務(wù)應(yīng)用廣泛開展專題應(yīng)用，內(nèi)容涵蓋水利、園林規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、城市社會管理及綜治維穩(wěn)等各方面。

河長制

平臺結(jié)合河長制及河道巡檢管護(hù)等移動應(yīng)用功能，針對水環(huán)境監(jiān)管工作現(xiàn)狀，結(jié)合相關(guān)規(guī)定和要求，利用移動設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，在平臺上實時互動，保證數(shù)據(jù)應(yīng)用的及時性和準(zhǔn)確性，提高水污染水環(huán)境問題及時處理的能力，提供科學(xué)有效的河道信息化管理分析手段，推進(jìn)河道管理向更深層次和更高水平發(fā)展。

水土保持（植被變遷）

水土保持應(yīng)用主要目標(biāo)是結(jié)合水保部門現(xiàn)有數(shù)據(jù)成果，建設(shè)并完善矢量數(shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫、地名庫、規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫等信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)可持續(xù)更新，證明平臺對不同格式、不同時相數(shù)據(jù)的綜合處理和分析能力，借助數(shù)字地球應(yīng)用平臺，以二、三維的方式展示地貌、植被狀況等信息，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對植被變遷相關(guān)信息的可視化管理、查詢、統(tǒng)計分析以及各類專題圖生成等功能。

農(nóng)業(yè)灌溉

通過農(nóng)業(yè)云、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)交換平臺實現(xiàn)跨部門的信息共享與資源整合，建立一體化的農(nóng)業(yè)資源體系，通過建立完善的信息采集系統(tǒng)，利用強大的數(shù)據(jù)挖掘、加工處理等海量數(shù)據(jù)計算手段，以及科學(xué)的智能分析協(xié)同決策系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)水農(nóng)業(yè)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)無污染農(nóng)業(yè)。

水利工程（數(shù)據(jù)）

平臺可對全省在建水利工程和歷史檔案進(jìn)行數(shù)字化、可視化管理、查詢和分析，依托數(shù)字地球應(yīng)用平臺建設(shè)應(yīng)急指揮系統(tǒng)，用于水利工程的實時監(jiān)測，受災(zāi)面積測量及統(tǒng)計分析、江河湖泊淤積分析、耕地資源普查等，借助數(shù)字地球應(yīng)用平臺的數(shù)據(jù)資源和豐富的功能服務(wù)和平臺的統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，形成數(shù)據(jù)更新運行的長效機(jī)制，輔助領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行宏觀決策。

園林城市遙感應(yīng)用

充分借助遙感等技術(shù)手段，建設(shè)園林城市展示系統(tǒng)，實現(xiàn)從全局到局部快速、便捷、流暢地展示管理工作，對公共綠地、生產(chǎn)綠地、道路綠地、防護(hù)綠地、居住區(qū)綠地等各類綠地數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性管理、存儲和展示應(yīng)用，并根據(jù)空間分析功能提供各類綠地類型的自動匯報和分類服務(wù)，為整個城市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)和科學(xué)合理規(guī)劃提供重要的支撐作用。

城鄉(xiāng)規(guī)劃監(jiān)測管理

基于平臺時空一體化的數(shù)據(jù)組織技術(shù)，通過遙感數(shù)據(jù)的比對分析和變化監(jiān)測，并將檢測分析得到的變化區(qū)域圖斑與城市規(guī)劃圖進(jìn)行疊加分析，利用空間分析技術(shù)自動完成城市變化區(qū)域的匯總與分析，并生成全面、準(zhǔn)確的城市監(jiān)測分析報告和用地類型報表，服務(wù)于整個城市的前期規(guī)劃、中期建設(shè)和后續(xù)運行。

氣象監(jiān)測

基于時空一體化和變化監(jiān)測技術(shù)，通過對不同時段的各類傳感器信息進(jìn)行比對分析，實現(xiàn)地區(qū)氣候態(tài)勢分析工作動態(tài)化、直觀化；基于異構(gòu)數(shù)據(jù)一體化、可視化渲染和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，通過對各類傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示和空間層次環(huán)境模擬，實現(xiàn)氣候推演和趨勢分析工作直觀化、形象化，為城市應(yīng)急防災(zāi)和公眾出行提供數(shù)據(jù)支持。

應(yīng)急救援

充分利用遙感影像、電子地圖和POI數(shù)據(jù)，并對配備GPS/BDS的單兵偵查系統(tǒng)和車載偵查系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度，實現(xiàn)對城市公共安全部門、城市重點監(jiān)控目標(biāo)等的綜合性管理，基于態(tài)勢標(biāo)繪工具集，在重點防護(hù)區(qū)域可快速制定預(yù)案，從而提供全面、準(zhǔn)確和便捷的決策服務(wù)。

城市精細(xì)化管理

充分利用城市大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)信息資源共享服務(wù)的支撐作用，城市的智能統(tǒng)計匯總，實現(xiàn)城市的可視化管理，如智慧交通、智慧公安、智慧物流等應(yīng)用以及城市交通擁堵指數(shù)、城市熱效應(yīng)指數(shù)、城市通風(fēng)效應(yīng)指數(shù)、陽光指數(shù)、無線電信號傳播指數(shù)、城市用水用熱用電指數(shù)等各類城市綜合指數(shù)的統(tǒng)計分析，不斷推動全省基礎(chǔ)信息資源庫的建設(shè)步入新的臺階。

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