“智”汇“华”云、大展“云图”――时空信息云平台,构建智慧城市的基石

智汇华云，大展云图——时空信息云平台，构建智慧城市的基石华为企业BG全球智慧城市解决方案钟云智2智慧城市时空信息云平台智慧城市概念和主要特征智慧城市是运用物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术，促进城市规划、建设、管理和服务智慧化的新理念和新模式……《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》（发改高技[2014]1770号）3智慧城市时空信息云平台卫星遥感航空遥感外业采集纸图矢量化其他业务数据-土地利用三维模型地名地址遥感影像基础地理地理数据获取测绘局信息办………地理信息管理及服务发布农业局入库编辑图层生成与发布基础数据共享行业业务数据叠加政府治理公共安全公共服务宏观决策地理信息应用入库编辑切图出图发布环保局国土局林业局教育局水利局土地利用、地籍林业资源危险品工厂学校、人口环保水系、水利设施市政管线城市规划建设行政区划地名地址数字线划图遥感影像环保在线监测•GIS在智慧城市的价值—广泛应用，基础支撑，智能引擎世界上是80%的事务与地理空间位置相关，在智慧城市中更是高达90%的业务和地理空间和时间相关GIS是泛在信息的载体，是现实世界的直观表达，是业务协同的粘合剂，是城市智能化的引擎，GIS已广泛应用于智慧城市的农业\林业\国土\交通\环保\水利等各领域，对于提高宏观决策能力，实现城市科学规划、精细化管理，促进产业经济发展、提升城市运行效率等都发挥着重大的作用城市基础地理信息管理城市业务信息管理地理空间信息共享与服务城市运行中心城市发展规划城市规划城市绿色出行平安城市实现城市科学规划，促进产业经济发展提高宏观决策分析能力提高城市运行效率提升快速应急响应能力，保障城市安全实现城市精细化管理，提升政府治理能力公众服务便捷出行，提升市民满意度和幸福指数4智慧城市时空信息云平台时空信息云平台是智慧城市基础支撑时空信息云平台−地理空间框架的演进−四大库之一−占据重要位置−承担了四大库信息整合的职责−智慧城市的基础支撑之一网络层感知层公共设施层公共数据库公共信息平台智慧应用用户层时空信息大数据时空信息云服务时空云支撑智慧城市七层框架Source：《智慧城市时空信息云平台建设技术大纲》(2015.11)5智慧城市时空信息云平台传统IT架构无法适应地理空间业务变化、效率低下传统“烟囱式”GIS平台建设模式，重复投资、数据不一致、无法共享分散建设，重复投资资源利用率低：平均达到5~10%空间数据不一致，无法共享，业务难协同传统数据架构无法应对海量地理空间数据的存储、管理和分析空间数据切片和空间分析，传统物理机串行处理，效率低下（周/月计）传统IT架构随访问系统负载增加，无法动态适应，影响业务体验全面感知、实时动态带来PB级海量空间大数据，传统数据库、存储难于应对传统手工空间数据生产的管理和共享，效率低，安全性差智慧城市时空信息云平台面临主要挑战和需求6智慧城市时空信息云平台传统城市GIS系统建设模式：烟囱式重复建设，数据不一致，业务难协同城市规划局基础设施GIS地理库GIS功能服务城市规划应用环保局基础设施GIS地理库GIS功能服务环境保护应用公安局基础设施GIS地理库GIS功能服务应急指挥系统…国土资源局基础设施GIS地理库GIS功能服务国土不动产应用7智慧城市时空信息云平台传统IT架构难于支撑地理空间业务变化、效率低下原始地理信息数据读取GIS桌面应用出图加工…..数据、功能入库服务提供传统物理服务器处理L1到L19不同比例尺切图切图传统图形工作站耗时几天至几周!8智慧城市时空信息云平台时空信息云平台需求：资源云化、共享整合、数据服务“一平台、多行业、多应用的一体化共享与整合”国土房产数字城管市政设施统计气象环保导航其它水利应急地理信息公共服务平台共享整合地理信息基础设施支撑地理空间信息资源库智慧城市行业应用“一张图”基础地理资源行业专题库计算资源存储资源网络资源资源云化虚拟资源池应用服务9智慧城市时空信息云平台智慧城市时空信息云平台总体建设思路时空信息云平台总体建设思路•以数字城市的地理空间框架为基础，扩展行业时空信息和城市运行动态信息，构建时空信息大数据体系•按“时间、空间、属性”三个维度构建三位一体的时空数据模型，实现信息的有效集成•开发地理编码引擎、知识引擎和大数据挖掘工具，创新构建智能化、个性化的智慧城市时空信息云平台•参考国家地理信息局发布的《智慧城市时空信息云平台建设技术大纲》•基于云计算和大数据构建统一支撑，搭建支持泛在网络、泛在终端的基础云环境时空大数据体系“三域”时空数据模型创新智能化引擎工具统一基础云环境支撑参照国家技术大纲10智慧城市时空信息云平台智慧城市时空信息云平台方案架构面向不同GIS应用类型政务部门，提供在线服务及定制开发能力，快速SaaS业务提供虚拟数据中心(VDC)虚拟服务器(VM)云资源服务IT基础资源服务计算与存储虚拟化网络机房设施资源服务模块化机房机房基础设施应用容灾数据容灾容灾备份服务异地容灾同城容灾运行保障服务安全信息服务静态数据库实时位置数据流式及摘要信息物联网设备位置信息动态数据库数据汇聚区数据整理区数据管理区历史地理数据新型产品数据地名地址数据影像数据三维数据矢量数据地理编码引擎时空云平台服务门户智慧环保智慧城管智慧国土业务建模引擎时空信息数据服务空间分析服务空间处理服务服务目录服务发布服务共享在线制图应用框架云GIS站点服务地理编码服务切片生产服务路网分析服务热点分析服务位置定位服务缓冲区分析属性查询服务空间查询服务专题服务三维服务影像服务矢量服务业务建模服务务业务建模服务务云GIS服务与管理服务监控服务度量弹性服务管理资源隔离日志管理配置管理租用管理报表统计智慧旅游智慧交通智慧管网云存储差异化应用服务公用性平台能力基础设施资源支撑部门用户隔离资源池，差异化业务高可靠快速读取存储策略，全面安全保障地理信息安全，面向应用运维管理共享一张图地理信息DaaS服务，制图环境、切图环境、GIS功能服务环境服务PaaS能力11智慧城市时空信息云平台支撑智慧城市业务应用系统灵活、快速开发，提升业务响应效率三维土地供应数字城管国土资源监管教育房产人口管理时空信息云平台离线开发在线部署服务聚合在线分析在线访问在线配置API定制在线定制服务托管零代码复杂代码功能弱功能强12智慧城市时空信息云平台三大类服务：时空信息数据服务、时空分析服务、空间处理服务矢量底图地名地址影像底图缓存分析空间查询分析路径分析热点分析基于时空大数据库，以Web服务、OGC标准服务等方式，对外提供各类地图、数据共享服务，供其他业务单位、下级业务单位调用。13智慧城市时空信息云平台基于“一张图”地理信息资源整合与共享按照“一张图”的有关技术标准规范建设业务数据库：各类数据统一坐标系统、统一数据格式、统一分类编码、统一命名规则等“一张图”核心数据库基础地形要素行政要素土地利用要素土地利用规划要素注记面线点非空间地籍要素矿产资源要素地质要素…………卫星图片自然环境建设工程自然保护区在线监测固体废弃物植被流域生态区划饮用水源地国控污染源省控污染源环评信息环境功能区划城考管理基础地图三维地形土壤环保气象水利其它14智慧城市时空信息云平台地理信息时空云平台基础设施支撑能力架构通过GIStack与FusionSphere对接，将GIS平台资源与底层的基础设施资源深度整合，构建成GIS资源池通过预定义的资源调度策略实现对GIS资源池中GIS资源实例的自动化管理，根据组织中不同用户角色提供与之对应的门户子系统，面向业务用户提供按需的GIS计算和存储能力用户通过自服务门户以服务的方式直接使用GIS资源（包括：云GIS站点、云GIS门户、云GIS桌面等），无需购买、安装、维护基础设施资源和GIS平台资源。对于用户而言只需要关注如何在云GIS环境中构建自己的业务应用系统，对于GIS系统的管理人员而言则可以简化其系统运维的难度，提高资源利用率，增强数据中心对GIS基础资源的控制能力GIS资源池AGIS资源池B云GIS站点服务服务监控管理云GIS站点服务服务监控管理云GIS站点服务服务监控管理GISStack自服务门户系统GISStack管理系统GISStack租户管理系统CPU内存存储网络（IaaS）基础设施层租户3租户2租户1配额管理资源度量资源监控镜像管理租户管理角色划分资源监控资源度量配额管理用户管理流程审批云操作系统FusionSphere数据中心管理软件ManageOne操作系统数据库方案设计方案价值15智慧城市时空信息云平台客户终端GISDesktop数据采集（采）生产编辑（编）数据管理（管）数据发布（发）应用服务（用）基于垂直融合、GIS全流程优化的联合创新GISDesktop原始库成果库数据加工处理集群生产库地图服务处理（切图）地图服务处理（脱密）矢量数据栅格影像数据属性数据卫星遥感航空摄影外业采集纸图矢量化其他三维模型政务版基础版公众版发布库基础地理资源数据库地理信息公共服务平台GISServer服务门户GISPortal国土/农业/环保/地质/林业/等…部门智慧城市时空信息云平台涉密内网政务外网互联网物理隔离逻辑隔离客户终端GIS测量/建模…硬盘拷贝1质检入库23456789101112数据库服务器国土/农业/环保…业务数据库业务应用服务Web服务1316智慧城市时空信息云平台质检入库数据库服务器国土/农业/环保…业务数据库矢量数据栅格影像数据卫星遥感航空摄影外业采集业务应用服务客户终端GISDesktop数据采集（采）生产编辑（编）数据管理（管）数据发布（发）应用服务（用）属性数据GISDesktop原始库成果库数据加工处理集群生产库地图服务处理（切图）地图服务处理（脱密）6三维地理生产桌面云GIS数据云盘服务5S3接口1二三维一体化显示调用PAAS层GIS服务117GIS数据在线浏览编辑10GIS平台一体化运维监控8GIS大数据分布式存储HDFS纸图矢量化其他三维模型政务版基础版公众版发布库基础地理资源数据库地理信息公共服务平台GISServer服务门户GISPortal物理隔离逻辑隔离涉密内网政务外网互联网Web服务国土/农业/环保/地质/林业/等…部门智慧城市时空信息云平台9Openstack版对接ESRIArgGISGIStack2GIS云资源弹性调度3分布式并行切图客户终端GIS测量/建模…4空间分析加速硬盘拷贝基于垂直融合、GIS全流程优化的联合创新17智慧城市时空信息云平台归档建库生产集群切图集群脱密/审核发布及共享集群方案1：GIS数据云盘服务（云存储）方案V3双活，配置部分SSD用于数据库9000配置高性能、高容量等多种资源类型，划分归档、高性能作业、共享区三类区域。OceanStorDJeSight华为OneBoxNFS/CIFS数据库集群（物理机）块存储资源服务、备份/归档服务FusionShpereNFS/CIFSLAN网络云盘服务ESRIGIStackUI、鉴权等接口•地理数据生产环节，传统模式数据分散、手工拷贝，无法共享，安全管理差•异构存储设备多，无管理、无监控、无规划、无服务。需求DJ及eSight将存储资源统一整合、管理、监控、规划、服务化。挑战需求解决方案•华为基于已有OS9000和OneBox基础上定制开发，提供基础云盘功能，开放API接口与ESRIGIStack对接，ESRI实现UI的定制、鉴权、地理数据的加解密业务处理•整体存储使用DJ统一整合并提供服务，使用eSight完成存储设备的监控、管理、计划、报表等工作。方案价值•DJ+eSight高效实现存储资源的统一整合、按需服务、全局监控/报表、按需规划、流程嵌入•云盘提供复杂权限管理、大文件传输/预览，有效提升文件共享、生产等环节的效率和可靠性18智慧城市时空信息云平台方案2：地理数据生产桌面云方案接入网关接入网络驱动程序安装在虚拟机上普通VMGPUVMvGPUVM普通VMFusionSphere服务器PhysicalGPUPhysicalGPUPhysicalGPU存储IP/FCSANN