長三角一體化地理信息平臺設計與實現(xiàn)

王 偉 鄧雯婷 李成仁 吳張峰

1上海市測繪院，上海，200063

實施區(qū)域協(xié)調發(fā)展戰(zhàn)略，要建立更加有效的區(qū)域協(xié)調發(fā)展新機制。2018年2月，三省一市聯(lián)合組建的長三角區(qū)域合作辦公室正式掛牌成立，推動制定了長三角一體化發(fā)展三年行動計劃，為區(qū)域一體化發(fā)展明確了路徑和方向［1］。通過構建系統(tǒng)化、高精度、動態(tài)更新的長三角一體化地理信息平臺，實施信息資源整合和標準體系建設，形成以應用為核心的空間數(shù)據(jù)庫，建立業(yè)務化運行維護與管理機制，為探索跨區(qū)域規(guī)劃和政策創(chuàng)新提供信息化基礎［2，3］。

平臺設計定位于促進區(qū)域空間從規(guī)模擴張到內涵提升轉型的基礎平臺，為跨區(qū)域規(guī)劃協(xié)同、新型規(guī)劃編制提供支撐，以及更好地服務跨行政區(qū)專項政策和措施制定，平臺能夠為交通、能源、科創(chuàng)、產業(yè)、環(huán)保、公共服務、商務金融等專題提供統(tǒng)一的地理信息綜合服務，以支撐政府部門、科研機構和企業(yè)在以地理信息為基礎的各種業(yè)務、管理和數(shù)據(jù)分析的應用需求。

1 平臺總體設計

依據(jù)長三角一體化的數(shù)據(jù)體系，依托于長三角政務云基礎架構的支持，遵循嚴格的管理要求、技術規(guī)范以及相關的法律法規(guī)等制度，長三角一體化地理信息平臺提供一站式的地理信息綜合服務、形成業(yè)務化運行維護與管理機制，提供信息資源管理和輔助決策支撐；并通過提供標準規(guī)范的二次開發(fā)接口，實現(xiàn)異構平臺的接入與整合［4-7］。

平臺總體構架由應用層、服務層、數(shù)據(jù)層和基礎設施層4部分組成，其中應用層負責管理用戶同系統(tǒng)的邏輯交互，為用戶訪問各業(yè)務系統(tǒng)提供入口；服務層涵蓋平臺業(yè)務相關的一系列服務，與應用層的用戶操作進行數(shù)據(jù)交互，提供各方面的支持；數(shù)據(jù)層對業(yè)務進行抽象和建模，形成反映領域的對象模型和操作邏輯；基礎設施層通過各類構件為數(shù)據(jù)層、應用層的業(yè)務服務提供具體的支撐，數(shù)據(jù)持久化，數(shù)據(jù)備份等功能，如圖1所示。

圖1 平臺總體架構Fig.1 Overall Platform Architecture

2 平臺實現(xiàn)的關鍵技術

2.1 一體化標準研究與制定

標準體系建設是推動數(shù)據(jù)信息共享的核心工作，其目標是形成平臺業(yè)務化運行維護與管理機制。標準的研究設計必須遵循和參考國家、行業(yè)和地方相關標準，同時根據(jù)長三角一體化地理信息平臺的應用與服務情況，制定出符合項目需求的數(shù)據(jù)標準、提交規(guī)范、管理辦法等。

通過標準研究，初步建立平臺運行維護有關規(guī)定和管理辦法，形成長三角區(qū)域《基礎地理信息要素編碼與數(shù)據(jù)標準》《成果空間數(shù)據(jù)庫標準》《成果提交規(guī)范》《數(shù)據(jù)共享與管理辦法》等一系列標準規(guī)范，在此基礎上建立平臺運行維護有關規(guī)定和管理辦法，建成服務管理體系，形成可靠的運行維護機制，為平臺的資源管理、服務調度、運行監(jiān)控及信息資源的更新維護提供有力保障。

2.2 一體化數(shù)據(jù)處理與入庫

長三角一體化地理信息平臺即構建長三角區(qū)域“一張圖”，通過數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)入庫數(shù)據(jù)的正確性、標準性、完整性和規(guī)范性，主要包括完整性檢查、標準化處理、數(shù)據(jù)項補充、格式轉換、坐標轉換、拓撲重建、數(shù)據(jù)入庫、構建數(shù)據(jù)索引、維護元數(shù)據(jù)等，并在此基礎上完成數(shù)據(jù)管理及發(fā)布工作。通過建成適合網絡應用服務及數(shù)據(jù)應用需求的基礎屬性數(shù)據(jù)庫、城市運營數(shù)據(jù)庫、城市規(guī)劃與政策信息數(shù)據(jù)庫等，依據(jù)統(tǒng)一的技術規(guī)范，整合地理信息資源，實現(xiàn)基于政務網環(huán)境的三省一市信息資源互聯(lián)互通，為長三角區(qū)域合作提供一站式地理信息服務［8-10］。

平臺數(shù)據(jù)體系涵蓋了基礎地理要素、社會經濟要素、重點專項、城市運營、城市規(guī)劃與政策信息共5個版塊，如表1所示。

表1 平臺數(shù)據(jù)體系Tab.1 Data System of Platform

2.3 一體化模塊設計與集成

平臺以共享為原則，面向專業(yè)部門提供對口基礎信息統(tǒng)計分析服務，面向社會提供城市空間基礎信息展示服務，客觀反映長三角地區(qū)的基礎空間、社會、經濟要素分布以及各專項要素流動的趨勢，強化空間分析和多源交互分析功能，如人口、經濟、用地、交通等多源數(shù)據(jù)內容的關聯(lián)分析、疊置分析、時間序列等，使之成為長三角一體化數(shù)據(jù)信息平臺的重要組成部分，為區(qū)域規(guī)劃、決策、協(xié)調提供支撐。平臺模塊主要涵蓋了數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計、空間建模與分析、指標及成果可視化、數(shù)據(jù)運維與管理4個部分［11-13］。

1）數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計：實現(xiàn)各類空間數(shù)據(jù)與資料數(shù)據(jù)的瀏覽功能，并提供基于時間信息、空間信息、特定屬性信息等不同模式的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能。

2）空間建模與分析：為了準確反映各專項要素分布及流動的趨勢，提供與規(guī)劃相關的空間分析、多源交互分析以及時間序列分析功能。

3）指標及成果可視化：對社會經濟、重點專項的關鍵性指標及建模分析應用成果等，實現(xiàn)圖、文、表等多種方式可視化展示功能。

4）數(shù)據(jù)運維與管理：實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、用戶管理、權限管理、數(shù)據(jù)庫管理、系統(tǒng)構建管理、日志管理。

3 平臺實現(xiàn)與展示

3.1 平臺的實現(xiàn)

平臺構建于上海市大數(shù)據(jù)中心政務云環(huán)境，基礎設施由操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫PostgreSQL等系統(tǒng)軟件和服務器、網絡、存儲等硬件設施構成。平臺采用ArcGIS 10.6作為GIS中間件，整合基礎底圖、遙感影像和DEM數(shù)據(jù)搭建二三維一體化地圖場景，并疊加各類專題要素圖層［14，15］。

平臺服務基于Spring Boot框架實現(xiàn)，服務內容由數(shù)據(jù)傳導、查詢與統(tǒng)計、空間建模與分析等構成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)查詢、空間分析、數(shù)據(jù)導入、數(shù)據(jù)導出等功能。應用程序采用React前端框架，負責數(shù)據(jù)及成果的可視化展現(xiàn)，并提供一定的在線分析功能，并構建綜合管理中心，負責數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理和運維管理。

3.2 平臺的功能展示

本文重點展示平臺的交通聯(lián)系度、科創(chuàng)聯(lián)系度和消費聯(lián)系度功能。

1）交通聯(lián)系度?；谖⑿盼恢么髷?shù)據(jù)對長三角41個城市的交通數(shù)據(jù)進行分析，交通方式分為公路、鐵路以及民航，如圖2所示。通過分析表明上海地區(qū)對長三角的空間輻射是全方位的，其他城市如南京、杭州、合肥的空間輻射則帶有明顯的區(qū)域性。

圖2 交通聯(lián)系度Fig.2 Spatial Connection of T raffic

2）科創(chuàng)聯(lián)系度。對長三角一體化區(qū)域創(chuàng)新指數(shù)中長三角城市群的論文及專利合作進行分析，以作者的歸屬地作為統(tǒng)計條件，如圖3所示。結果表明上海與南京、蘇州、杭州的科研合作聯(lián)系度最為緊密，且過去5年呈明顯上升趨勢。

圖3 科創(chuàng)聯(lián)系度Fig.3 Spatial Connection of Technology Innovation

3）消費聯(lián)系度。對銀聯(lián)商務提供的長三角城市間異地刷卡數(shù)據(jù)進行分析，將持有銀行卡的屬地及在其他城市的刷卡金額作為統(tǒng)計指標，如圖4所示。圖4結果顯示長三角城市中上海的輸出型消費金額最高，杭州的輸入型消費金額最高。

圖4 消費聯(lián)系度Fig.4 Spatial Connection of Consumption

4 結束語

在長三角一體化推進過程中，通過跨行政區(qū)域的政府、研究機構的廣泛合作，基于二三維一體化地理信息技術，搭建涵蓋地理、人口、經濟、規(guī)劃、基礎設施的信息數(shù)據(jù)共享平臺，發(fā)展多樣化的地理信息應用工具，匯總、分析、處理各類數(shù)據(jù)資源，形成統(tǒng)一規(guī)范的長三角空間地理數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)信息資源跨地域、跨部門的交換和共享，服務于長三角區(qū)域規(guī)劃、基礎設施建設、資源利用、環(huán)境保護、產業(yè)布局、資源利用、災害防護等方面的決策與行動。