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天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030736390
- 條形碼：9787030736390 ; 978-7-03-073639-0
- 裝幀：簡(jiǎn)裝本
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：>>
天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)圍繞建設(shè)天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，從時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的整體建設(shè)思路、時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的架構(gòu)出發(fā)，重點(diǎn)闡述時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)中的時(shí)空大數(shù)據(jù)管理與集成、時(shí)空大數(shù)據(jù)協(xié)同調(diào)度、時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化等一系列關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)時(shí)空大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行詳細(xì)分析，結(jié)合依托項(xiàng)目的示范應(yīng)用，介紹天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)在智慧城市、數(shù)據(jù)治理、公共安全領(lǐng)域中的應(yīng)用及效果。
天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù) 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 平臺(tái)建設(shè)背景與意義 1
1.1.1 平臺(tái)總體構(gòu)成 2
1.1.2 數(shù)據(jù)分析 4
1.1.3 關(guān)鍵技術(shù)分析 5
1.2 平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)思路與建設(shè)原則 6
1.2.1 建設(shè)目標(biāo) 6
1.2.2 建設(shè)思路 7
1.2.3 建設(shè)原則 7
參考文獻(xiàn) 8
第2章 時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)框架 9
2.1 平臺(tái)邏輯架構(gòu) 9
2.2 平臺(tái)技術(shù)框架 10
2.3 基于微服務(wù)的計(jì)算架構(gòu) 12
2.3.1 微服務(wù)概述 13
2.3.2 微服務(wù)體系架構(gòu) 14
2.3.3 微服務(wù)管理平臺(tái) 15
2.3.4 微服務(wù)構(gòu)建方法 15
2.3.5 微服務(wù)編排模式 16
2.4 時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算框架 17
2.4.1 基于流的時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算架構(gòu) 17
2.4.2 時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算關(guān)鍵技術(shù) 18
2.4.3 基于邊云協(xié)同的時(shí)空任務(wù)調(diào)度策略 22
參考文獻(xiàn) 25
第3章 時(shí)空大數(shù)據(jù)管理與集成 26
3.1 天空地時(shí)空大數(shù)據(jù) 26
3.1.1 特點(diǎn) 26
3.1.2 分類(lèi) 27
3.2 需求與挑戰(zhàn) 28
3.2.1 高性能時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 28
3.2.2 時(shí)空大數(shù)據(jù)處理 29
3.2.3 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)一體化管理 29
3.2.4 時(shí)空大數(shù)據(jù)服務(wù) 29
3.3 時(shí)空大數(shù)據(jù)高性能云存儲(chǔ) 30
3.3.1 基于列數(shù)據(jù)庫(kù)的矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 30
3.3.2 基于快照模型的時(shí)空柵格大數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 36
3.4 時(shí)空大數(shù)據(jù)處理 39
3.4.1 數(shù)據(jù)清洗與轉(zhuǎn)換 40
3.4.2 時(shí)空網(wǎng)格處理 41
3.5 時(shí)空大數(shù)據(jù)一體化管理 43
3.5.1 二維空間數(shù)據(jù)組織 43
3.5.2 三維空間數(shù)據(jù)組織 44
3.5.3 分布式時(shí)空索引 47
3.6 時(shí)空大數(shù)據(jù)服務(wù) 50
3.6.1 二維空間數(shù)據(jù)服務(wù) 50
3.6.2 三維空間數(shù)據(jù)服務(wù) 55
3.7 地址匹配服務(wù) 59
3.7.1 地址實(shí)體語(yǔ)料庫(kù) 60
3.7.2 地址實(shí)體抽取模型 64
3.7.3 地圖知識(shí)提取算法 65
3.7.4 基于圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地圖與文本知識(shí)融合 66
3.7.5 智能地址匹配服務(wù) 68
參考文獻(xiàn) 71
第4章 時(shí)空大數(shù)據(jù)鏈協(xié)同調(diào)度 72
4.1 數(shù)據(jù)協(xié)同鏈 72
4.1.1 含義 72
4.1.2 系統(tǒng)定位 74
4.2 工作流調(diào)度 74
4.2.1 工作流調(diào)度引擎 76
4.2.2 協(xié)作引擎 77
4.2.3 批處理引擎 78
4.3 跨平臺(tái)異構(gòu)服務(wù)編排調(diào)度 79
4.3.1 開(kāi)放服務(wù)代理技術(shù) 81
4.3.2 自定義業(yè)務(wù)流程技術(shù) 81
4.3.3 異步調(diào)用機(jī)制 82
4.3.4 多云應(yīng)用自動(dòng)化部署技術(shù) 83
4.4 數(shù)據(jù)協(xié)同計(jì)算任務(wù)調(diào)度 84
4.4.1 基于預(yù)分類(lèi)算法的云邊自適應(yīng)AI計(jì)算任務(wù)調(diào)度 85
4.4.2 基于模型預(yù)分層的AI計(jì)算任務(wù)調(diào)度 88
參考文獻(xiàn) 90
第5章 時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化 91
5.1 可視化概述 91
5.1.1 可視化方式 91
5.1.2 可視分析方法 92
5.1.3 可視化趨勢(shì) 93
5.1.4 可視化目標(biāo) 94
5.2 時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ) 94
5.2.1 流式地圖與時(shí)空立方體 94
5.2.2 高維時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化 95
5.2.3 時(shí)空大數(shù)據(jù)三維可視化 98
5.3 時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化渲染 100
5.3.1 可視化渲染概述 100
5.3.2 智能化全尺度渲染 101
5.3.3 分布式渲染 102
5.3.4 集群協(xié)同渲染 103
5.3.5 關(guān)鍵技術(shù) 104
5.4 面向虛擬地球的時(shí)空大數(shù)據(jù)繪制 105
5.4.1 面向虛擬地球的模型數(shù)據(jù)繪制 105
5.4.2 面向虛擬地球的場(chǎng)數(shù)據(jù)繪制 107
5.5 時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化分析框架 109
5.5.1 時(shí)空關(guān)系表示 109
5.5.2 多視圖協(xié)同可視化框架 110
參考文獻(xiàn) 111
第6章 天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建與應(yīng)用 113
6.1 平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu) 113
6.1.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 113
6.1.2 平臺(tái)依賴(lài)關(guān)系 115
6.1.3 平臺(tái)安全架構(gòu) 116
6.2 數(shù)據(jù)協(xié)同保障 117
6.2.1 基于微服務(wù)的容器化部署 117
6.2.2 基于容器的服務(wù)編排 119
6.3 平臺(tái)功能架構(gòu) 124
6.4 數(shù)據(jù)融合 125
6.4.1 數(shù)據(jù)采集匯聚 125
6.4.2 空間處理 128
6.4.3 數(shù)據(jù)引擎 130
6.4.4 元數(shù)據(jù)管理 131
6.4.5 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì) 133
6.4.6 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理 134
6.5 數(shù)據(jù)服務(wù) 143
6.5.1 原始數(shù)據(jù)服務(wù) 144
6.5.2 地圖服務(wù) 144
6.5.3 檢索分析服務(wù) 144
6.5.4 分析挖掘服務(wù) 144
6.6 可視化引擎 145
6.6.1 可視化圖表 145
6.6.2 可視化要素 146
6.7 數(shù)據(jù)應(yīng)用 146
6.7.1 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取 147
6.7.2 數(shù)據(jù)管理 147
6.7.3 分析量測(cè) 148
6.7.4 模擬推演 148
6.7.5 大數(shù)據(jù)挖掘 149
6.7.6 大數(shù)據(jù)管理 149
6.7.7 總體一張圖 150
6.7.8 個(gè)性化界面 150
參考文獻(xiàn) 150
第7章 應(yīng)用案例 151
7.1 智慧城市應(yīng)用 151
7.1.1 背景及需求 151
7.1.2 總體設(shè)計(jì) 152
7.1.3 系統(tǒng)功能 153
7.1.4 案例 160
7.2 時(shí)空大數(shù)據(jù)治理應(yīng)用 161
7.2.1 背景及需求 161
7.2.2 總體設(shè)計(jì) 161
7.2.3 系統(tǒng)功能 164
7.2.4 案例 173
7.3 公共安全應(yīng)用 174
7.3.1 背景及需求 174
7.3.2 總體設(shè)計(jì) 175
7.3.3 系統(tǒng)功能 179
7.3.4 案例 192
參考文獻(xiàn) 193
第1章 緒論 1
1.1 平臺(tái)建設(shè)背景與意義 1
1.1.1 平臺(tái)總體構(gòu)成 2
1.1.2 數(shù)據(jù)分析 4
1.1.3 關(guān)鍵技術(shù)分析 5
1.2 平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)思路與建設(shè)原則 6
1.2.1 建設(shè)目標(biāo) 6
1.2.2 建設(shè)思路 7
1.2.3 建設(shè)原則 7
參考文獻(xiàn) 8
第2章 時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)框架 9
2.1 平臺(tái)邏輯架構(gòu) 9
2.2 平臺(tái)技術(shù)框架 10
2.3 基于微服務(wù)的計(jì)算架構(gòu) 12
2.3.1 微服務(wù)概述 13
2.3.2 微服務(wù)體系架構(gòu) 14
2.3.3 微服務(wù)管理平臺(tái) 15
2.3.4 微服務(wù)構(gòu)建方法 15
2.3.5 微服務(wù)編排模式 16
2.4 時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算框架 17
2.4.1 基于流的時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算架構(gòu) 17
2.4.2 時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算關(guān)鍵技術(shù) 18
2.4.3 基于邊云協(xié)同的時(shí)空任務(wù)調(diào)度策略 22
參考文獻(xiàn) 25
第3章 時(shí)空大數(shù)據(jù)管理與集成 26
3.1 天空地時(shí)空大數(shù)據(jù) 26
3.1.1 特點(diǎn) 26
3.1.2 分類(lèi) 27
3.2 需求與挑戰(zhàn) 28
3.2.1 高性能時(shí)空數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 28
3.2.2 時(shí)空大數(shù)據(jù)處理 29
3.2.3 多源異構(gòu)數(shù)據(jù)一體化管理 29
3.2.4 時(shí)空大數(shù)據(jù)服務(wù) 29
3.3 時(shí)空大數(shù)據(jù)高性能云存儲(chǔ) 30
3.3.1 基于列數(shù)據(jù)庫(kù)的矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 30
3.3.2 基于快照模型的時(shí)空柵格大數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 36
3.4 時(shí)空大數(shù)據(jù)處理 39
3.4.1 數(shù)據(jù)清洗與轉(zhuǎn)換 40
3.4.2 時(shí)空網(wǎng)格處理 41
3.5 時(shí)空大數(shù)據(jù)一體化管理 43
3.5.1 二維空間數(shù)據(jù)組織 43
3.5.2 三維空間數(shù)據(jù)組織 44
3.5.3 分布式時(shí)空索引 47
3.6 時(shí)空大數(shù)據(jù)服務(wù) 50
3.6.1 二維空間數(shù)據(jù)服務(wù) 50
3.6.2 三維空間數(shù)據(jù)服務(wù) 55
3.7 地址匹配服務(wù) 59
3.7.1 地址實(shí)體語(yǔ)料庫(kù) 60
3.7.2 地址實(shí)體抽取模型 64
3.7.3 地圖知識(shí)提取算法 65
3.7.4 基于圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地圖與文本知識(shí)融合 66
3.7.5 智能地址匹配服務(wù) 68
參考文獻(xiàn) 71
第4章 時(shí)空大數(shù)據(jù)鏈協(xié)同調(diào)度 72
4.1 數(shù)據(jù)協(xié)同鏈 72
4.1.1 含義 72
4.1.2 系統(tǒng)定位 74
4.2 工作流調(diào)度 74
4.2.1 工作流調(diào)度引擎 76
4.2.2 協(xié)作引擎 77
4.2.3 批處理引擎 78
4.3 跨平臺(tái)異構(gòu)服務(wù)編排調(diào)度 79
4.3.1 開(kāi)放服務(wù)代理技術(shù) 81
4.3.2 自定義業(yè)務(wù)流程技術(shù) 81
4.3.3 異步調(diào)用機(jī)制 82
4.3.4 多云應(yīng)用自動(dòng)化部署技術(shù) 83
4.4 數(shù)據(jù)協(xié)同計(jì)算任務(wù)調(diào)度 84
4.4.1 基于預(yù)分類(lèi)算法的云邊自適應(yīng)AI計(jì)算任務(wù)調(diào)度 85
4.4.2 基于模型預(yù)分層的AI計(jì)算任務(wù)調(diào)度 88
參考文獻(xiàn) 90
第5章 時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化 91
5.1 可視化概述 91
5.1.1 可視化方式 91
5.1.2 可視分析方法 92
5.1.3 可視化趨勢(shì) 93
5.1.4 可視化目標(biāo) 94
5.2 時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ) 94
5.2.1 流式地圖與時(shí)空立方體 94
5.2.2 高維時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化 95
5.2.3 時(shí)空大數(shù)據(jù)三維可視化 98
5.3 時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化渲染 100
5.3.1 可視化渲染概述 100
5.3.2 智能化全尺度渲染 101
5.3.3 分布式渲染 102
5.3.4 集群協(xié)同渲染 103
5.3.5 關(guān)鍵技術(shù) 104
5.4 面向虛擬地球的時(shí)空大數(shù)據(jù)繪制 105
5.4.1 面向虛擬地球的模型數(shù)據(jù)繪制 105
5.4.2 面向虛擬地球的場(chǎng)數(shù)據(jù)繪制 107
5.5 時(shí)空大數(shù)據(jù)可視化分析框架 109
5.5.1 時(shí)空關(guān)系表示 109
5.5.2 多視圖協(xié)同可視化框架 110
參考文獻(xiàn) 111
第6章 天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建與應(yīng)用 113
6.1 平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu) 113
6.1.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 113
6.1.2 平臺(tái)依賴(lài)關(guān)系 115
6.1.3 平臺(tái)安全架構(gòu) 116
6.2 數(shù)據(jù)協(xié)同保障 117
6.2.1 基于微服務(wù)的容器化部署 117
6.2.2 基于容器的服務(wù)編排 119
6.3 平臺(tái)功能架構(gòu) 124
6.4 數(shù)據(jù)融合 125
6.4.1 數(shù)據(jù)采集匯聚 125
6.4.2 空間處理 128
6.4.3 數(shù)據(jù)引擎 130
6.4.4 元數(shù)據(jù)管理 131
6.4.5 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì) 133
6.4.6 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理 134
6.5 數(shù)據(jù)服務(wù) 143
6.5.1 原始數(shù)據(jù)服務(wù) 144
6.5.2 地圖服務(wù) 144
6.5.3 檢索分析服務(wù) 144
6.5.4 分析挖掘服務(wù) 144
6.6 可視化引擎 145
6.6.1 可視化圖表 145
6.6.2 可視化要素 146
6.7 數(shù)據(jù)應(yīng)用 146
6.7.1 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取 147
6.7.2 數(shù)據(jù)管理 147
6.7.3 分析量測(cè) 148
6.7.4 模擬推演 148
6.7.5 大數(shù)據(jù)挖掘 149
6.7.6 大數(shù)據(jù)管理 149
6.7.7 總體一張圖 150
6.7.8 個(gè)性化界面 150
參考文獻(xiàn) 150
第7章 應(yīng)用案例 151
7.1 智慧城市應(yīng)用 151
7.1.1 背景及需求 151
7.1.2 總體設(shè)計(jì) 152
7.1.3 系統(tǒng)功能 153
7.1.4 案例 160
7.2 時(shí)空大數(shù)據(jù)治理應(yīng)用 161
7.2.1 背景及需求 161
7.2.2 總體設(shè)計(jì) 161
7.2.3 系統(tǒng)功能 164
7.2.4 案例 173
7.3 公共安全應(yīng)用 174
7.3.1 背景及需求 174
7.3.2 總體設(shè)計(jì) 175
7.3.3 系統(tǒng)功能 179
7.3.4 案例 192
參考文獻(xiàn) 193
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天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù) 節(jié)選
第1章緒論 互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，帶來(lái)了全球信息數(shù)據(jù)的快速增長(zhǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球數(shù)據(jù)總量已突破53 ZB（1 ZB≈1×1012 GB），并始終保持著指數(shù)式增長(zhǎng)。隨著我國(guó)“新基建”的不斷推動(dòng)和數(shù)據(jù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，可獲得的數(shù)據(jù)仍將保持高速增長(zhǎng)，以大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨（李國(guó)杰等，2012）。 世界是由物理世界、人類(lèi)社會(huì)和信息世界所組成的三元世界（林海倫等，2017）。物理世界就是客觀存在的真實(shí)的世界，人類(lèi)社會(huì)就是人類(lèi)群體及其社會(huì)化的活動(dòng)的總和，信息世界是用信息化技術(shù)構(gòu)建的互聯(lián)網(wǎng)空間，即客觀存在的虛擬空間。信息技術(shù)的發(fā)展決定了信息世界將覆蓋人類(lèi)社會(huì)和物理世界的所有事物及其相互活動(dòng)行為等，并且信息世界對(duì)物理世界和人類(lèi)社會(huì)的影響巨大，數(shù)據(jù)在信息世界中的流動(dòng)，可以取代人的活動(dòng)，支持人的決策和思考。 時(shí)間和空間是描述客觀事物*基本的維度，時(shí)空數(shù)據(jù)是以地球?yàn)閷?duì)象，基于統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)的要素信息數(shù)據(jù)。特別是綜合對(duì)地觀測(cè)、場(chǎng)景監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)，蘊(yùn)含了巨大的價(jià)值，是信息世界發(fā)展建設(shè)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。天空地時(shí)空大數(shù)據(jù)不僅包含天、空、地、網(wǎng)的數(shù)據(jù)，還包含過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)的時(shí)空數(shù)據(jù)；不僅具有一般大數(shù)據(jù)的典型特征[5V：Volume （大量）、Variety （多樣）、Velocity （高速）、Value （價(jià)值）、Veracity （真實(shí)）]，同時(shí)也具有位置特征、時(shí)間特征、屬性特征、尺度特征、多源異構(gòu)特征、多維動(dòng)態(tài)可視化特征（程學(xué)旗等，2014）。如何對(duì)天空地時(shí)空大數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、管理、分析挖掘，建立一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，達(dá)到時(shí)空大數(shù)據(jù)的高效應(yīng)用，為新模式、新知識(shí)和新規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用提供基礎(chǔ)，為各行業(yè)的數(shù)字化管理和應(yīng)用提供全面的支撐，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。 當(dāng)前我國(guó)加大了云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G 相關(guān)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，開(kāi)展了更多圍繞天空地時(shí)空數(shù)據(jù)的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)數(shù)字中國(guó)建設(shè)進(jìn)程，積極參與全球數(shù)字化建設(shè)，健全了時(shí)空大數(shù)據(jù)管理及應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施，也為全領(lǐng)域天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建立、發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 1.1 平臺(tái)建設(shè)背景與意義 隨著“一帶一路”建設(shè)的推進(jìn)，統(tǒng)籌利用我國(guó)現(xiàn)有和規(guī)劃發(fā)展的天基、地面設(shè)施資源，綜合利用衛(wèi)星和航拍影像、地面跨時(shí)空視頻、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、電磁信息和地理信息等多源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地面網(wǎng)絡(luò)和設(shè)施的互聯(lián)互通，支撐“一帶一路”沿線國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域的綜合應(yīng)用，提升“一帶一路”資源整合、文化傳播、社會(huì)治理、公共安全事件響應(yīng)與處理等能力已成為國(guó)家發(fā)展的重大需求（胡偉等，2015）。互聯(lián)互通、共建共享、開(kāi)放合作是“一帶一路”的合作共識(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)為達(dá)成這一共識(shí)提供了理念指引與技術(shù)支撐。 大力發(fā)展大數(shù)據(jù)技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)是我國(guó)“十三五”“十四五”的重要目標(biāo)，重點(diǎn)包括“實(shí)施國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”“加快數(shù)字化發(fā)展建設(shè)數(shù)字中國(guó)”等促進(jìn)大數(shù)據(jù)體系建設(shè)的規(guī)劃綱要。2016 年科技部等部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了關(guān)于《推進(jìn)“一帶一路”建設(shè)科技創(chuàng)新合作專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》的通知，在通知中提到“加快數(shù)據(jù)共享平臺(tái)與信息服務(wù)設(shè)施建設(shè)”“共同開(kāi)展大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等領(lǐng)域的合作與應(yīng)用”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的關(guān)聯(lián)融合和服務(wù)共享。2018 年，工業(yè)和信息化部發(fā)布了《關(guān)于工業(yè)通信業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作服務(wù)于“一帶一路”建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》，明確運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、信息技術(shù)服務(wù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)推進(jìn)“一帶一路”的建設(shè)（工業(yè)和信息化部，2018）。2020 年，公安部根據(jù)國(guó)家的總體戰(zhàn)略部署，“大力加強(qiáng)公共安全治理體系建設(shè)”，圍繞國(guó)家建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)目標(biāo)，持續(xù)推進(jìn)公安大數(shù)據(jù)智能化建設(shè)應(yīng)用，健全完善大數(shù)據(jù)支撐下的高效警務(wù)運(yùn)行體系，進(jìn)一步提升大數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用能力（趙克志，2020）。 無(wú)論是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)技術(shù)還是通用大數(shù)據(jù)技術(shù)，都無(wú)法全面有效應(yīng)對(duì)各種時(shí)空大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景。目前時(shí)空大數(shù)據(jù)的研究技術(shù)正處于高速發(fā)展階段，但成熟的技術(shù)產(chǎn)品尚未形成，如何利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代技術(shù)，有效地將天空地時(shí)空大數(shù)據(jù)集成、共享及應(yīng)用，建立天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)支撐各行業(yè)應(yīng)用是當(dāng)前面臨的重大挑戰(zhàn)。 面對(duì)天空地一體化資源整合、跨部門(mén)的大數(shù)據(jù)共享，促進(jìn)時(shí)空大數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，推動(dòng)時(shí)空大數(shù)據(jù)在各領(lǐng)域行業(yè)中的發(fā)展應(yīng)用這一國(guó)家發(fā)展的重大需求，在科技部、公安部組織下，公安部第三研究所聯(lián)合中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）、東莞中國(guó)科學(xué)院云計(jì)算產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與育成中心、蘇州視銳信息科技有限公司、中國(guó)華戎科技集團(tuán)有限公司、北京數(shù)字冰雹信息技術(shù)有限公司，依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，以天空地一體化資源整合、跨部門(mén)的大數(shù)據(jù)共享、服務(wù)及應(yīng)用為建設(shè)目標(biāo)，共同研究了天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)。 天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，聯(lián)動(dòng)監(jiān)控?cái)z像、移動(dòng)感知、衛(wèi)星遙感等設(shè)備，全面集成海量時(shí)空數(shù)據(jù)，提高對(duì)數(shù)據(jù)的管理能力，挖掘數(shù)據(jù)背后更大的價(jià)值，*后支撐各行業(yè)應(yīng)用。因此，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、可通用的天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)價(jià)值和意義十分重大。平臺(tái)在我國(guó)“一帶一路”涉及的重要地區(qū)開(kāi)展了實(shí)地應(yīng)用，為研判公共安全和應(yīng)對(duì)突發(fā)事件風(fēng)險(xiǎn)提供了數(shù)據(jù)資源基礎(chǔ)，提高了對(duì)突發(fā)事件的處置、救援等各個(gè)環(huán)節(jié)的科技水平。 1.1.1平臺(tái)總體構(gòu)成 天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)要實(shí)現(xiàn)天、空、地?cái)?shù)據(jù)及各類(lèi)公共專(zhuān)題數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)專(zhuān)題數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、融合，并接入多類(lèi)型行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)，基于統(tǒng)一的時(shí)空大數(shù)據(jù)組織與海量數(shù)據(jù)管理，融合互聯(lián)網(wǎng)資源，形成時(shí)空大數(shù)據(jù)資源池，打造時(shí)空大數(shù)據(jù)集成共享體系；通過(guò)高性能時(shí)空云計(jì)算，依托動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度，構(gòu)建時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算框架，進(jìn)行時(shí)空數(shù)據(jù)協(xié)同，推動(dòng)數(shù)據(jù)資源共享共治；利用時(shí)空數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將大數(shù)據(jù)在時(shí)空序列上進(jìn)行展示與分析，支持各部門(mén)的業(yè)務(wù)化服務(wù)，達(dá)到跨地區(qū)、跨部門(mén)、跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)資源匯聚融合、共享共治及協(xié)同應(yīng)用。 天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)匯集了遙感衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)、攝像頭等感知設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)通信和計(jì)算存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的時(shí)空數(shù)據(jù)，包括衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、公共專(zhuān)題數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)特色數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)從獲取、感知、存儲(chǔ)、處理到集成共享、挖掘分析，*后將數(shù)據(jù)服務(wù)提供給各應(yīng)用系統(tǒng)。其平臺(tái)構(gòu)成如圖1.1 所示。 圖1.1 時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)成 綜合時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的認(rèn)識(shí)和建設(shè)實(shí)踐（馬照亭等 2019；楊梅等2019；向紅梅等，2017；Yuan et al.，2007），在時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)過(guò)程中，雖然平臺(tái)的運(yùn)行方式、建設(shè)需求和解決的問(wèn)題等存在差別、各具特色，但是其整體框架有許多相同點(diǎn)，一般都包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、計(jì)算存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)施層、時(shí)空大數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層，以及安全保障體系和標(biāo)準(zhǔn)保障體系，其結(jié)構(gòu)如圖1.2 所示。通過(guò)衛(wèi)星、航天器、無(wú)人機(jī)、雷達(dá)、攝像頭等感知設(shè)備獲取原始感知數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)各類(lèi)專(zhuān)網(wǎng)等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，將數(shù)據(jù)匯聚接入至某處，再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)加工處理形成標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)共享與統(tǒng)一管理并進(jìn)行應(yīng)用。 時(shí)空大數(shù)據(jù)包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、感知數(shù)據(jù)等時(shí)空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；面向不同行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，還提供各類(lèi)數(shù)據(jù)服務(wù)，是支撐應(yīng)用的重要組成。平臺(tái)運(yùn)行依賴(lài)的物理環(huán)境是計(jì)算設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，軟環(huán)境支撐是有相關(guān)的政策機(jī)制的制度安全保障體系和有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)保障體系。 天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)作為大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的重要組成部分，不僅是大數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息資源集成平臺(tái)，也是應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行信息交換和協(xié)同應(yīng)用的平臺(tái)，為空間和時(shí)間構(gòu)成的多維環(huán)境中的應(yīng)用系統(tǒng)提供時(shí)空基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基于統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)的信息資源集成共享。 構(gòu)建天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，需要建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境、業(yè)務(wù)服務(wù)支撐體系和專(zhuān)題應(yīng)用系統(tǒng)，為天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)的用戶(hù)提供支撐技術(shù)，并奠定跨部門(mén)協(xié)同辦公和監(jiān)管的基礎(chǔ)。 圖1.2 天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)典型結(jié)構(gòu) 1.1.2數(shù)據(jù)分析 天空地一體化時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的核心是多源異構(gòu)時(shí)空大數(shù)據(jù)管理，主要包括基礎(chǔ)層、公共數(shù)據(jù)層、監(jiān)測(cè)層、特色層和管理層的數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)層是基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)，包括衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，以及由行政區(qū)域界線、水系、植被、地名地址等數(shù)據(jù)構(gòu)成的基礎(chǔ)地理信息。公共數(shù)據(jù)層是公共管理和服務(wù)機(jī)構(gòu)提供的數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)層是感知設(shè)備數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)爬取數(shù)據(jù)。特色層是業(yè)務(wù)特色數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)規(guī)范整理將公共數(shù)據(jù)層、監(jiān)測(cè)層、特色層數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)層數(shù)據(jù)進(jìn)行套合疊加。管理層管理過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，隨管理業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)產(chǎn)生，主要是日志文件和統(tǒng)計(jì)表格。 1.多源異構(gòu)數(shù)據(jù) 時(shí)空大數(shù)據(jù)來(lái)源各異，有飛機(jī)、衛(wèi)星的航拍遙感數(shù)據(jù)，加工處理的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，也有無(wú)人機(jī)圖傳數(shù)據(jù)及攝像頭等設(shè)備的實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各異，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)例如圖像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)，半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)例如超文本標(biāo)記語(yǔ)言（hypertext markup language，HTML）、JavaScript 對(duì)象簡(jiǎn)譜（javascript object notation，JSON）、可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（extensible markup language，XML ），結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)例如表格數(shù)據(jù)。 2.數(shù)據(jù)特性時(shí)空數(shù)據(jù)信息化具有的空間特性、可視化特性及空間分析特性，可以提供空間定位服務(wù)、可視化的數(shù)據(jù)管理服務(wù)及空間分析服務(wù)（宋冰等，2020）。例如社會(huì)公共安全生態(tài)系統(tǒng)中，利用監(jiān)控視頻、車(chē)輛卡口、車(chē)輛數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)等組成安全感知網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建時(shí)空大數(shù)據(jù)，把特定場(chǎng)景的各種活動(dòng)，從時(shí)間和空間兩個(gè)維度記錄下來(lái)，利用人員識(shí)別檢測(cè)、車(chē)輛檢測(cè)和異常行為識(shí)別等模型服務(wù)，獲取各種潛在風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)警信息，為建設(shè)社會(huì)公共安全體系提供技術(shù)支持。 3.數(shù)據(jù)價(jià)值 通過(guò)建立時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可以*大限度地發(fā)掘時(shí)空大數(shù)據(jù)的利用潛能，促成各部門(mén)形成“用數(shù)據(jù)說(shuō)話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的管理新機(jī)制，有效發(fā)揮時(shí)空大數(shù)據(jù)的基底服務(wù)功能，有效支持各應(yīng)用體系的集約建設(shè)，并控制時(shí)空大數(shù)據(jù)的合理使用，建設(shè)安全好用的大數(shù)據(jù)中心，從而提高整體管理水平。 1.1.3關(guān)鍵技術(shù)分析 針對(duì)時(shí)空大數(shù)據(jù)具有容量大、增速快、時(shí)空多維性、多尺度與多粒度、多元異構(gòu)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)統(tǒng)一的時(shí)空大數(shù)據(jù)組織與海量數(shù)據(jù)管理方法，實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型的時(shí)空大數(shù)據(jù)的有效管理；設(shè)計(jì)基于云計(jì)算的動(dòng)態(tài)任務(wù)調(diào)度方法，提升時(shí)空計(jì)算時(shí)效性與系統(tǒng)計(jì)算性能；針對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)空數(shù)據(jù)協(xié)同鏈并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行時(shí)空數(shù)據(jù)的流式調(diào)度，推動(dòng)數(shù)據(jù)資源共享共治；時(shí)空分析在來(lái)源不同、粒度不同、類(lèi)型不同的多模態(tài)數(shù)據(jù)中整合彼此的增益信息，利用時(shí)空可視化技術(shù)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)融合，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)特征降維、聚類(lèi)分析、關(guān)聯(lián)分析及分類(lèi)預(yù)測(cè)。 1.時(shí)空大數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織及海量數(shù)據(jù)管理與集成 隨著新興技術(shù)的發(fā)展，時(shí)空數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)尤為迅速，各部門(mén)、各單位對(duì)基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)、公共專(zhuān)題數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)特色數(shù)據(jù)的時(shí)空一體化應(yīng)用需求更加凸顯，在統(tǒng)一的時(shí)空基準(zhǔn)、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、統(tǒng)一的時(shí)間維度及分辨率下對(duì)基礎(chǔ)地理信息、公共專(zhuān)題數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)專(zhuān)題數(shù)據(jù)及社會(huì)輿情等互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，形成時(shí)空大數(shù)據(jù)資源池，為各類(lèi)應(yīng)用形成資源服務(wù)體系，*終達(dá)到以時(shí)空序列方式表示集基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、各業(yè)務(wù)專(zhuān)題數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)于一體的時(shí)空“一張圖”，幫助業(yè)務(wù)部門(mén)基于時(shí)空序列對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示與分析，支持對(duì)業(yè)務(wù)的個(gè)性化服務(wù)。 2.時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算框架 隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，將各類(lèi)基礎(chǔ)設(shè)施資源如計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行資源池化，能有效降低軟硬件資源的投入，并將資源*大化利用。時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)需建立高性能的時(shí)空大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算框架和高性能、高并發(fā)的時(shí)空流任務(wù)調(diào)度機(jī)制，擴(kuò)展當(dāng)前主流基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（infrastructure as a service，IaaS）解決方案的資源池化能力，深度整合平臺(tái)資源和底層的基礎(chǔ)設(shè)施資源，構(gòu)建資源池，實(shí)現(xiàn)多級(jí)動(dòng)態(tài)時(shí)空任務(wù)調(diào)度，提高計(jì)算資源智能彈性調(diào)整的能力。時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)隨著時(shí)空數(shù)據(jù)的數(shù)
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