湖北省自然资源厅王华：面向数字孪生的时空大数据平台研究

  随着社会信息化的持续不断的发展，数字孪生慢慢的变成了经济社会生产、生活、管理的重要智能工具，为现实世界高效管理和治理提供了有效支撑。数字孪生的广泛应用对信息化测绘体系提出了全面深入的需求，测绘地理信息及相关应用技术已成为数字孪生的重要组成部分，为数字孪生的空间管理与空间分析能力发挥着基础支撑作用。

  时空大数据平台（初期称为智慧城市时空大数据平台），以服务城市为主开展建设试点工作，以基础地理信息数据为核心，融合各行业公共专题数据扩充建设为时空大数据。

  测绘地理信息自身的核心作用在于具备时空属性的数据及强大的数据处理能力，时空大数据平台开始回归数据本身，聚焦数据处理能力，随需求不断向前发展，在原有的应用系统服务基础上，逐渐增强面向各大应用系统提供一站式数据服务的能力。同时，自然资源部的组建，测绘工作在履行“两支撑”职责中实现自身的转型升级，时空大数据平台服务范围从城市区域向全域快速拓展。

  传统的测绘成果向易融合、机器易理解、丰富多样的新型基础测绘成果转型升级，平台以新型基础测绘成果为基准，改善了多源数据汇聚融合效果，让时空大数据标准化、可视化的同时使具备空间可分析性，打破各行业应用系统的数据壁垒。专题共享数据基于“权威数据由权威部门负责”的原则，实行分布式管理，通过共享实现逻辑集中应用，形成科学的平台数据管理体系。

  时空大数据平台融合处理中心具备高效的数据汇聚、治理、融合等功能，通过采集和共享交换实现多源数据的汇聚，遵循统一的原则、规范、标准对数据来进行清洗、治理和融合，赋予数据唯一标识，在融合中实现数据信息的补充、修正，提高其精准性，形成地上地下、二维三维、历史现状、基础专题等多源数据基于一张图的关联与科学管理，具备满足精准、鲜活、权威、完整、可视、安全要求的时空大数据资源，有效对接不同应用系统对不同时空数据的需求。

  时空大数据平台应用挖掘中心具备数据分析、模型构建、预测推演等功能，能对接应用系统自身知识库，基于时空地理场景向应用系统提供空间分析等数据挖掘能力和完备的时空大数据，以全局视角厘清城市复杂事物的内在联系以及未来发展的新趋势，与应用系统共同实现智能决策分析的数字孪生能力。

  时空大数据平台共享交换中心具备数据服务接口和功能服务接口，为信息交换共享与协同应用提供载体，可视化展示平台的数据资源，能向应用系统无障碍共享数据处理能力，解决部分行业应用系统数据处理、挖掘分析等能力欠缺的问题，支撑数字孪生中各大应用系统高效运转。时空大数据平台通过向应用系统提供数据服务和功能服务，与各行业应用系统共同实现某些专题方面的数字孪生，正是数字孪生城市建设所需的数据中台。

  自2019年开始，自然资源部在湖北武汉、咸宁、荆门等地陆续开展了新型基础测绘、时空大数据平台建设试点工作。湖北省紧紧把握“十四五”期间推动数字驱动城市治理能力现代化的发展契机，以支撑数字孪生城市建设应用为示范对试点工作进行了深入探索实践，总结经验并逐步在全省范围内铺开相关试点工作，进一步服务和推进经济社会高质量发展。

  湖北省试点的时空大数据平台（以下简称“平台”），以服务国土空间规划“一张图”实施监督信息系统（以下简称规划“一张图”系统）为契机，充分挖掘“平台”对数字孪生城市建设的基础支撑作用，围绕国土空间规划编制、实施、监督全流程，向规划“一张图”系统提供数据和共性技术支撑服务。

  “平台”通过数据处理工具和共享交换能力，向规划“一张图”系统提供精准、全面、详实的数据服务。规划“一张图”系统将自身数据以平台的基础地理信息数据为统一时空基准在“平台”内部进行时空化、标准化处理，筛选出共同表示现实世界同一实体的其他数据来进行关联匹配，并自动挂接至地理实体中，使条目类的规划数据空间可视化。通过“平台”数据服务中心，调用平台中与规划相关的各类数据，并与自身数据来进行融合，叠加至实景三维中，形成多维动态可视的、具有空间可分析性、格式统一的国土空间规划一张图。同时，规划“一张图”系统中经平台处理后的数据也会回流至平台数据库中，共享至其他应用系统。

  “平台”实景三维、地理实体等基础地理信息数据为国土空间规划工作提供了三维可视、具备空间可分析性的时空地理场景，提高了规划工作全局思维和科学性。高性能的数据处理、地理空间分析等技术实现原始数据到成果的直接应用，提升了规划系统分析评价效率的同时，也辅助了规划系统实现科学决策分析。规划“一张图”系统结合规划编制的实际的需求，通过“平台”调用满足规划需求的各类专题数据，基于时空地理场景做全面、科学的空间分析，同时结合经“平台”基础性指标模型对城市公共信息进行定量分析的结果，基于自身知识指标库进行指标计算，融入时空地理场景中可视化展示指标计算结果，辅助规划编制，实现对违反国土空间规划中的开发保护边界及保护要求的情况、突破约束性指标风险的情况等进行及时预警，支撑部门监督落实主体责任。

  此外，用户还可通过在线工具在平台内直接用平台数据和功能完成业务，也可依据需求集中平台通用、关键的功能技术定制个性化工具或应用系统。“平台”在试点地区已成功服务城管、住建、水利、发改等多个政府部门，对接支撑了智慧城管、“智慧长江”水源地视频监控系统等多个行业应用系统。“平台”通过直接服务和支撑行业应用系统，更好的实现了各行业数字孪生的建设目标，有效支撑了数字孪生城市的整体建设。

  数字孪生为智慧城市发展和转型注入源源不断的动力，并逐渐形成以数据中台为支撑的数字孪生城市建设模式。时空大数据平台在测绘信息化的过程中顺应社会信息化发展，通过共享数据和能力逐步凸显中台作用，在数字孪生城市建设各类应用中发挥了核心基础支撑作用。