智慧城市建设实践正在我国如火如荼蓬勃开展，得到了国家多部委和各地方政府高度重视。《智慧城市理论与技术丛书：智慧城市空间信息公共平台》总结研究团队多年来数字城市与智慧城市建设思想与经验，系统介绍了作为智慧城市建设的核心基础平台——智慧城市空间信息公共平台。期望《智慧城市理论与技术丛书：智慧城市空间信息公共平台》能够为国内智慧城市建设者提供参考借鉴。《智慧城市理论与技术丛书：智慧城市空间信息公共平台》分为七章，涵盖智慧城市内涵、发展历程、顶层设计、数据体系、平台建设、应用服务、标准体系、关键技术、产品实践等内容。
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目录
《智慧城市理论与技术丛书》序
序
前言
第1章 智慧城市与数字城市 1
1.1 数字城市 1
1.1.1 数字城市概念 1
1.1.2 数字城市建设历程 2
1.2 智慧城市 5
1.2.1 智慧城市概念与内涵 5
1.2.2 与数字城市关系 6
1.2.3 建设内容及意义 7
1.3 智慧城市建设现状 9
1.3.1 国外智慧城市建设现状 9
1.3.2 国内智慧城市建设现状 10
参考文献 13
第2章 基于空间信息的智慧城市顶层设计与关键技术 15
2.1 概述 15
2.2 智慧城市总体框架 16
2.3 智慧城市信息资源体系 18
2.3.1 智慧城市信息资源架构 18
2.3.2 智慧城市信息资源集成 20
2.4 智慧城市平台架构 22
2.4.1 智慧城市空间信息公共平台 22
2.4.2 智慧城市数据获取子平台 23
2.4.3 智慧城市安全管理子平台 23
2.4.4 智慧城市专题应用子平台 24
2.4.5 智慧城市公众服务子平台 25
2.5 智慧城市标准体系 26
2.5.1 引导性指标 27
2.5.2 技术类指标 28
2.5.3 评价指标体系 28
2.6 智慧城市关键技术 32
2.6.1 空间信息技术 32
2.6.2 IT支撑技术 41
2.7 智慧城市技术趋势 49
2.7.1 信息采集技术 49
2.7.2 信息处理技术 50
2.7.3 信息交互技术 52
参考文献 53
第3章 基于位置的智慧城市数据体系 56
3.1 概述 56
3.2 智慧城市数据内容 56
3.2.1 智慧城市数据分类 56
3.2.2 智慧城市数据特性 58
3.3 智慧城市数据来源 60
3.3.1 城市数据遥感获取手段 60
3.3.2 城市数据其他获取手段 75
参考文献 83
第4章 智慧城市空间信息公共平台 87
4.1 概述 87
4.2 平台总体架构设计 88
4.2.1 总体框架设计 88
4.2.2 平台模块设计 90
4.2.3 共享交换设计 91
4.3 信息共享管理平台 96
4.3.1 数据管理 98
4.3.2 服务管理 106
4.3.3 工作流管理 110
4.3.4 运维管理 111
4.4 综合信息服务平台 113
4.4.1 多维数据可视化 113
4.4.2 多源数据集成分析 124
4.4.3 移动互联服务 128
4.5 信息服务开放接口 132
4.5.1 服务接口技术框架 132
4.5.2 服务接口基础功能 133
4.6 平台技术能力分析 136
参考文献 137
第5章 基于平台的主要智慧应用 139
5.1 概述 139
5.2 智慧应用系统 140
5.2.1 智慧政务 141
5.2.2 智慧社区 143
5.2.3 智慧城管 145
5.2.4 智慧交通 148
5.2.5 智慧环境 150
5.2.6 智慧安监 151
5.2.7 智慧应急 153
5.2.8 智慧房产 155
5.2.9 智慧养老 157
5.2. 10 智慧医疗 159
5.2. 11 智慧旅游 162
参考文献 165
第6章 智慧城市空间信息公共平台建设实践 167
6.1 概述 167
6.1.1 建设内容 167
6.1.2 预期成效 168
6.2 建设成果 169
6.2.1 总体设计 169
6.2.2 建设内容 171
6.3 特色与创新 190
第7章 智慧应用服务系统建设实践 192
7.1 智慧城市房地管理系统 192
7.1.1 概述 192
7.1.2 总体建设框架 193
7.1.3 建设成果 195
7.1.4 特色与创新 200
7.2 室内外一体化消防应急系统 201
7.2.1 概述 201
7.2.2 总体建设框架 202
7.2.3 建设成果 203
7.2.4 特色与创新 207
7.3 基于移动互联的智慧旅游APP 209
7.3.1 概述 209
7.3.2 总体建设框架 210
7.3.3 建设成果 211
7.3.4 特色与创新 214
参考文献 214
《智慧城市理论与技术丛书：智慧城市空间信息公共平台》：
第1章 智慧城市与数字城市
1.1 数 字 城 市
1.1.1 数字城市概念
美国前副总统戈尔1998年1月在洛杉矶加利福尼亚科学中心举行的开放地理信息系统协会年会上做了名为“数字地球：理解21世纪我们这颗星球”的报告，首次提出数字地球的概念，将真实地球作为一个虚拟地球景象融入互联网，使人们能够方便地运用一些科学手段了解自己感兴趣的地球历史和现状。数字地球作为一个全新的概念风靡全球，引起各国政府密切关注［1，2］。人们逐步意识到“数字地球”战略将是推动社会信息化建设和经济、文化、资源环境可持续发展的重要工具。
数字城市（digital city）是数字地球应用的主要方面之一，也是数字地球最基本的空间层次之一。城市是地球上最复杂的人文与自然共生的复合系统，是人口、资源和社会经济要素高度密集的地理综合体。
数字城市是城市发展到一定阶段的必然产物，是城市发展的“加速器”。中国科学院陈述彭院士认为，中国城市化面临着双重“瓶颈”：一方面，城市化滞后于工业化；另一方面，信息化又滞后于城市化［3］。中国工程院李京文院士指出，建设数字城市可以提高城市行政管理水平，有效配置管理城市资源，包括人文资源和物质资源，适应技术的飞速进步，致力于城市的可持续发展［4］。中国在实现城市信息化的过程中，选择数字城市建设作为其目标，既是时代发展的必然要求，也是城市化发展的战略选择。中国将数字城市项目列入国家“十五”重大科技攻关项目，将数字城市的底层核心技术——GIS平台软件研制列入国家“九五”和“十五”863计划重中之重项目；将地理信息系统软件发展作为中国软件产业发展的首要产业［5］。
武汉大学李德仁院士认为，数字城市是城市地理信息和其他城市信息相结合、并存储在计算机网络上的、能供用户访问的一个将各个城市和城市外的空间连在一起的虚拟空间，是数字地球的重要组成部分。数字城市为城市规划、智能化交通、网格化管理和服务、基于位置的服务、城市安全应急响应等创造了条件，是信息时代城市和谐发展的重要手段［6］。
北京大学遥感与地理信息系统研究所李琦认为，数字城市是从信息化角度对信息时代及准信息时代城市状态的形象刻画，表征在花园城市、园林城市、生态城市等工业城市文明基础之上，信息化基础设施完备、信息数据资源丰富、信息化应用与信息产业高度发达、工业化与信息化持续协调发展、人居环境舒适的良性城市状态［7］。
基于多年的数字城市建设实践，国家遥感应用工程技术研究中心池天河主任有其深刻的理解：数字城市是全开放的城市系统，其概念随着信息技术、计算机技术和网络技术的发展而无限扩展；数字城市建设离不开信息基础设施，而信息基础设施里面的几个关键环节要做扎实，其中数字城市空间信息共享平台必不可少。构建空间信息共享平台是数字城市核心环节，这个平台要求既能够为公众提供服务，又能够为政府管理提供决策支持。
1.1.2数字城市建设历程
数字城市是计算机技术、网络技术和信息技术发展到一定阶段的产物。作为数字城市建设的关键技术之一，地理信息系统使真实世界的数字化、空间化、可视化表达和分析成为可能，对数字城市的产生和发展起到了重要的作用。
20世纪60年代初，在计算机图形学的基础上出现了数字地图，由于其方便、快捷、实用等优点迅速发展起来。60年代中期，由于对自然资源和环境的规划管理与应用加速增长的需求，对大量空间环境数据存储、分析和显示技术方法改进的需求，以及计算机技术的迅速发展，促使对地图进行综合分析和输出的软硬件系统日益增多。1963年，加拿大测量学家Tomlinson首先提出了地理信息这一术语，并于1971年建立了世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统（CGIS），用于自然资源的管理和规划。随后，美国哈佛大学研究出SYMAP系统软件。与此同时，国外许多与地理信息相关的组织和机构纷纷建立。例如，美国1966年成立了城市和区域信息系统协会（URISA），1969年又建立起州信息系统全国协会（NASIS）。国际地理联合会（IGU）于1968年设立了地理数据收集和处理委员会（CGDSP）［8］。
我国地理信息系统方面的工作自20世纪80年代初开始，以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志［8］。该所地理信息系统首席科学家池天河先后主持了国家“六五”攻关项目“二滩渡口地区区域地理信息系统”和“七五”科技攻关项目“黄土高原信息系统”，研究地理信息的三维表达和网格地理信息的建模，是国内较早开展地理信息系统研究的学者；在随后的国家“八五”科技攻关项目专题“突发性重大自然灾害遥感监测与评价集成与试运行”中解决了遥感图像快速处理、地图快速扫描输入、突发性重大自然灾害的快速评估等关键技术问题，建成了可运行的重大自然灾害快速评估系统，实现了地理信息的专业化应用。
地理信息系统是城市信息化的工作基础，是城市化过程的信息载体，也是加快城市化的催化剂。地理信息系统不仅可以用来收集、存储、检索城市化过程的过去和现状，而且可以用来辅助城市发展的评估、规划和决策，模拟和预测城市化的未来。我们结合多年的地理信息系统和数字城市建设实践，将数字城市的发展分为以下四个阶段。
1. 1990～1998年数字城市奠基期
进入20世纪90年代，信息技术发展到崭新的阶段，高分辨率卫星技术突飞猛进，提高了地理信息获取和更新的能力；以宽带光纤和卫星通信为基础的互联网迅速普及，扩大了信息的通信和交换能力；分布式数据库和共享技术的发展提升了信息存储和管理能力；仿真和虚拟技术的成熟酝酿着信息应用技术领域的划时代变革［5］。
随着互联网技术的快速发展，GIS 与Internet的融合形成WebGIS，使得在网络环境下实现地理空间信息共享成为可能，并逐步发展成为实现地理空间信息共享的主要技术手段［9］。中国的地理信息系统步入快速发展阶段，逐步深入到各行各业，并成为许多机构必备工作系统，在一定程度上影响改变了政府决策部门的工作手段和运行方式［8］。作为信息网络中的重要组成部分，地理信息系统不能仅停留在具有存储、查询、检索等功能的空间信息载体阶段上。更重要的是，充分发挥模拟、评估和科学预测功能，使之成为提高现代化城市管理、规划和决策水平的有效手段。1992～1994年，池天河主持深圳市委托专题项目“深圳市规划国土信息系统”的研究与建设工作，解决了城市信息系统的体系结构、建设模式、数据标准规范及其与办公系统一体化等基本问题，开拓了城市信息系统这一崭新的领域。城市信息系统的发展为数字城市奠定了坚实基础。
2. 1998～2005年数字城市起步期
1999年11月29日，北京召开了首届国际数字地球大会。数字城市作为数字地球的重要组成部分，引起了党和国家的高度重视，成为国家高科技发展和城市建设关注的重点。科学技术部在863 计划信息获取与处理主题设立了多项课题支持数字城市理论、技术与产业化研究；住房和城乡建设部在全国设立了30 多个数字城市示范基地。同时， 数字城市也成为政府、企业、高校和科研院所的学术研究热点，城市建设领域、3S领域、测绘领域、计算机领域的专家和学者都从不同的角度对数字城市建设展开研究［7］。
国家测绘地理信息局在2000年全国局长干部会议上明确提出，测绘局系统今后一个时期的主要任务是构建数字中国的基础框架；海南、湖南、山西、福建等省都正式立项启动“数字海南”、“数字湖南”、“数字山西”、“数字福建”工程。2001～2004年，池天河参加了制定“数字福建”大型工程的“十五”规划，组织“数字福建”骨干工程“福建省空间信息工程研究中心”建设，主持“福建省政务信息共享平台”的研究开发，完成以福建省为对象的数字化、网络化、可视化和智能化的信息集成及应用系统，将全省各部门、各行业、各领域的信息通过数字化和计算机处理，最大限度地集成应用，快速、完整、便捷地提供各种信息服务，实现福建省国民经济和社会信息化。2004～2007年，主持中国科学院遥感应用研究所创新项目“数字城市”建设模式与标准化体系研究，组织开发了城市公共信息共享平台和面向公众的遥感空间信息服务平台，成功地推广应用到广州、深圳、厦门、绍兴、淮安、额尔古纳等不同类型城市的数字城市建设工程中。
3. 2005～2010年数字城市建设发展期
建设部（今住房和城乡建设部）、科学技术部“十五”期间启动“数字化城市示范工程项目”，建立5～10个市级综合应用和20～30个城市行业应用的城市数字化示范项目；30～40个社区和企业的数字化示范项目；2～3个跨省市的行业应用，以及20～30个数据处理与系统集成的高技术企业。
2006年以来，国家测绘总局（今国家测绘地理信息局）组织开展了一系列关于数字城市建设的研究、探索与实验。各城市建立了一大批规范完善的基础地理信息数据库，搭建了面向政府和公众的地理信息公共平台，力图实现地理信息与城市其他经济、自然资源和人文信息的互联互通与整合集成，促进信息资源的共享与开发利用，解决城市信息化建设重复投入等问题。
4. 2010年至今数字城市转型期
随着物联网传感器技术、新一代移动宽带网络、云计算等新兴信息技术的迅速发展和深入应用，信息化发展正酝酿着重大变革和新的突破，向更高阶段的智慧化发展已经成为趋势。自智慧地球理念在世界范围内兴起以来，许多发达国家积极开展智慧城市建设，将城市中的水、电、油、气、交通等公共服务信息资源通过互联网有机连接起来，智能化作出响应，更好地满足市民学习、生活、工作、医疗等方面的需求，提升政府在交通管理和环境控制等方面的水平。
2010年起，我国一些地区在数字城市建设的基础上，开始探索智慧城市建设。2013年8月，国家测绘地理信息局表示，我国数字城市建设开始向智慧城市建设全面升级，已有太原、广州、徐州、临沂、郑州、重庆、武汉、无锡、淄博等9个城市列入智慧城市建设试点计划，并逐步开展基础设施完善工作。目前，数字城市和智慧城市建设已经带动影像获取、应用系统开发等领域发展，拉动地理信息产业服务产值300多亿元。
1.2智 慧 城 市〖1〗
1.2.1智慧城市概念与内涵
智慧城市的概念起源于智慧地球这一愿景。2008年 11月，创立于1911年的信息技术和业务解决方案提供商国际商业机器公司，在纽约召开的外国关系理事会上发布了“智慧地球：下一代领导人议程”主题报告，提出智慧地球这一理念。作为智慧地球的重要组成部分，智慧城市无疑是最关系民生的内容之一，其理念逐渐被全球越来越多的国家和社会公众接受，掀起了智慧城市建设的热潮。
目前关于什么是智慧城市，并没有形成统一的说法。国内外的组织机构、专家学者和城市实践先驱在智慧城市的理论研究和生产实践中给出了自己的定义。
作为概念的提出者，IBM认为智慧地球的核心是以一种更智慧的方法利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们的交互方式，以提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。城市是经济活动的核心，智慧城市可以带来更高的生活质量、更具竞争力的商务环境和更大的投资吸引力。Forrester 对智慧城市的定义为：“通过智能计算技术的应用，使城市管理、教育、医疗、房地产、交通运输、公共事业和公众安全等城市组成的关键基础设施组件和服务更互联高效和智能［10］”。住房和城乡建设部2012年1月发布的《关于开展国家智慧城市试点工作的通知》指出，智慧城市是通过综合运用现代科学技术、整合信息资源、统筹业务应用系统，加强城市规划、建设和管理的新模式。
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