大数据时代城市公共信息治理建设

　　本文从智慧城市的直接建设者角度出发，结合目前各地区开展智慧时空基础设施建设及应用的任务，以及大数据技术的发展和建设实际情况，提出基于城市信息化的治理建设指导思想、建设原则、核心建设内容及建设与运行模式，剖析其实际的功能与性能需求。针对大型城市治理所面临的问题，综合基本架构、集成能力、可扩展性、数据交互标准和信息安全规范等因素，提出适应功能需求不断变化的智慧城市系统架构和按功能分层的智慧城市运营方式，为各地的智慧城市建设提供新思路，体现智慧城市标准化建设“可复制”和“可推广”的理念。

　　一、数据汇聚平台为城市治理信息化提供支撑

　　数据汇聚平台是智慧城市公共信息平台的延伸和升级，是智慧城市建设的基础和必要组成部分，这个平台定位于整个智慧城市建设的基础核心，以构建城市公共数据库为基础，结合各种城市感知手段汇聚城市管理、生活、生产相关的各种异质异构数据，并将其整合为面向城市智慧应用的信息服务资源，通过物联化、互联化、智能化方式渗透到城市建设管理、城市功能提升、政务服务、基本公共服务和专项服务等智慧应用中，提高政府的服务水平与协同办公能力；并构建开放共享的公共服务环境，提高各个系统间的基础数据交换、挖掘分析与服务能力，为各部门及第三方系统集成应用提供支撑，进而促进部门和行业间信息互联、互通、融合和共享，加速智慧应用的孵化进程，实现城市共性问题的统一处理，解决某一个应用单位或机构难以独立完成的公共问题，让城市中各个功能彼此协调运作，为政府、企业、公众的各类应用提供平台支撑。

　　一个完整有机的数据汇聚平台聚焦数据应用和数据分析，应该在协同多源异构数据的基础之上，在城市环境、能源、交通、经济、规划等方面进行城市大数据的脉动分析，为有效缓解直至解决“城市病”提供决策支持，科学引导城市的建设与治理。

　　二、城市公共信息治理的总体规划

　　中国科学院遥感与数字地球研究所已经开展了 “脉动城市”的顶层设计，制定了《城市公共信息治理的总体规划》（以下简称《规划》），《规划》为实施智慧城市建设制定了长期目标、短期目标，为实现大数据时代的城市公共信息的建设目标，必须不断完善顶层设计、继续深化细化顶层设计，挖掘符合各个城市特色的智慧城市建设思路。

　　智慧城市的核心是城市的数据。数据汇聚平台围绕城市数据，构建包含城市感知层、数据汇聚层、大数据分析层和公共服务层在内的多个层次，对城市数据进行汇聚、处理、管理、分析和应用，使城市中各种数据相互关联、流动起来，更好的发挥城市数据的作用。

　　（一）城市感知层

　　城市感知层主要用来抓取城市中的各种数据，作为数据汇聚平台的初始数据来源，包括位于城市信息化体系前端的信息采集设施与技术，如遥感技术、射频识别技术、GPS终端、传感器，以及摄像头视频采集终端等。感知层是智慧城市的神经末梢，用于实时获取城市各个角落的运行数据。

　　城市感知综合应用天、空、地一体化观测手段近实时获取城市要素（例如环境要素、交通要素、管理要素、规划要素、人口要素等）随时间的变化情况，相关观测方法可分为航天遥感（天）、航空遥感（空）、地面传感（地）三类。

　　（二）数据汇聚层

　　数据汇聚层是以空间信息公共平台为核心的云计算共享服务中心。平台实现数据的汇聚、处理、存储、管理与融合，以及数据交换与数据分发服务，实现整个城市的信息管理、流程管理、应用请求响应、应用服务提供等任务。

　　在城市的发展过程中，与城市发展相关的数据越来越多，数据无论从规模还是数量上都已经超过了城市现有管理系统承载能力。同时随着天空地一体化的逐步实现、“互联网+”的广泛推进和物联网技术的加速发展，使得城市数据来源变得越来越多。而且随着城市的发展和科技的进步，可用于城市管理的数据种类也是日益丰富，包括图片、视频、音频、文字以及基于位置信息在内的各种数据形式。作为数据汇聚平台，能够广泛汇交各类城市数据，具备灵活拓展的各类汇交接口，显得至关重要，也是汇聚平台输入途径的重要内容，决定着整个城市大数据汇聚平台的实用性和灵活性。

　　（三）大数据分析层

　　大数据分析层包括信息提取、脉动分析，用来展现城市的变化和规律，为智慧城市的经营管理提供决策支持与信息服务。

　　数据是智慧城市的源泉，智慧城市之所以智慧，是因为城市运行的数据中蕴含着丰富的、有价值的信息能够帮助我们发现城市发展变化的规律，这些规律为决策者提供了城市管理的科学依据。然而，城市中的数据体量巨大、种类繁多、结构多样，其中所蕴含的信息和知识往往是不易于发现和理解的，就需要采用特定的数据分析手段，从海量数据中挖掘提取出这些信息，并用合理的可视化手段呈现出来。而这些有用的信息，正是我们开展专题应用和服务的基础。

　　（四）公共服务层

　　智慧城市大数据汇聚平台在实现天、空、地一体化数据感知、数据动态汇聚、数据高效安全管理以及脉动分析的基础上，构建开放共享的公共服务体系，为政府、公众的各类应用提供平台支撑，为有效缓解直至解决“城市病”提供决策支持，科学引导城市的建设与管理。

　　公共服务层包括面向政务、产业与民生的智慧应用服务。智慧政务应用涵盖政务管理信息化及城市经营网络化，涉及城市资源管理、规划管理、环境保护等：智慧城市大数据汇聚平台集成智慧管理服务体系，为提高城市各管理部门间的基础数据交换、挖掘分析与服务能力，进而促进部门和行业间信息互联、互通、融合和共享，实现城市共性问题的统一处理，解决某一个应用单位或机构难以独立完成的公共问题，让城市中各个功能彼此协调运作提供支持。智慧产业侧重于为城市产业经济发展提供的智慧应用服务：城市产业经济的合理和快速发展依托于对城市及其周边环境的充分了解和认识，合理规划和决策，实际解决产业发展中的核心问题，促进产业的合理、正常和快速发展，也是数据汇聚平台的重要作用之一。智慧民生紧密围绕社会公众在衣食住行各方面个性化需求，提供便捷、文明、安全和健康的服务：公众和政府用户对智慧城市大数据汇聚平台关心的内容与重点不尽相同，平台通过权限管理实现公众应用和政府应用分离，通过构建面向公众的智慧民生服务体系将平台推向公众，使平台真正为公众生活带来便利。

　　三、城市公共信息治理平台的建设应用

　　数据收集完善后，如何让数据跑起来、用起来？在这方面可依托公共空间服务平台这一数据汇合处理技术，以地图为基础，使城市治理决策层、政府政务部门了解整个城市的情况，基于城市数据，为政府提供城市管理的服务应用，实现城市数据的一体化应用。

　　数据汇聚平台的主要功能包括：1. “一张图”功能：按照不同大类展示和应用城市数据，使城市治理者能够全方位管理城市公共空间服务的所有数据，不仅是部门内部的一张图，还是多部门协同数据的一张图；2. 多尺度数据展示：则是从城市、区域、地块等多个尺度展示城市概貌；3. 专题应用：是为各个委办局构建应用服务，将整个城市的数据整合到了一起，实现多源数据的空间化展示和应用；4. 数据中心：提供平台应用数据的信息，政务部门能够方便地查询到数据的来源和内容。

　　在智慧城市的建设过程中，各委办局的信息化系统中逐步积累了大量的城市运行数据，然而，数据资源中蕴含的知识远未得到充分的挖掘和应用，致使数据爆炸但知识匮乏。例如，中新天津生态数据汇聚平台以城市大数据为核心，通过数据分析和信息挖掘技术手段反映城市各项参数变化脉动特征，采用多种数据分析手段挖掘数据的隐藏价值，分析城市脉动发展规律，使汇聚的城市数据发挥更大的作用，为政府决策、民众生活提供更大价值。

　　以中新天津生态数据汇聚平台为例，该数据平台以四大基础库和七大领域库为核心，在城市环境、城市能源、城市交通、城市管理、城市审批和城市房价这六个方面尝试和实现了城市的脉动分析，为政府的决策和治理信息化起到了积极作用：

　　1. 城市环境脉动分析：通过收集水环境质量、空气质量等指标数据，通过数据挖掘分析，对比环境实时监测指标，并在城市地理空间进行直观呈现，从而探索生态城环境随时间、空间变化的脉络，为城市管理者、城市生活者展示城市环境脉络地图，方便城市管理，也为展示生态城优良的环境指标提供了一扇特殊窗口；

　　2. 城市能源脉动分析：通过汇集城市区域全部能源相关数据信息，分析城市能源产生、能源消耗、能源流动及能源趋势和能耗节约等变化情况，形成城市用能情况分析处理能力，为城市管理者掌握城市用能情况提供支撑；

　　3. 城市交通脉动分析：通过分析城市公交车客流量、公交站点空间格局，反映生态城公交线路、站点规划是否合理，新的线路该如何规划，通过分析出入境车辆牌照，分析生态城客流主要来源；

　　4. 城市管理脉动分析：通过收集城市管理部件、案卷数据等，展现城市部件实时动态变化情况，将数据管理情况进行实时展现，实现城市管理动态监控；

　　5. 项目审批脉动分析：通过收集工商营业执照审批、土地规划审批、经济项目审批、社会组织审批等实时审批数据，掌握生态城一系列审批流程动向，将城市重要审批脉络通过数据汇聚平台展示出来，让领导、企业、公众能够一目了然跟踪城市建设各种相关事项审批动向，及时跟踪城市审批每日更新情况，在一清二楚地获知自身相关审批节点的同时，自然提高业务办公效率；

　　6. 城市房价脉动分析：通过收集城市的房屋销售和出租的数据，分析影响生态城房屋销售率、入住率的各种因素和城市发展方向等。

　　传统的信息系统只对数据进行简单的采集和存储，而对行为等关键语义信息缺乏有效的自动提取和分析。同样，在智慧城市的建设过程中，智慧城市公共信息平台大多只是局限于城市大数据的采集和存储，对于城市大数据的深层次挖掘和分析应用缺少思考和实践。城市的数据汇聚平台在原有的公共信息平台基础之上，针对城市不断增长的大数据进行完善和建设，收集整合城市多源时空大数据，充分挖掘和发现城市大数据的作用，使城市的决策和发展更加科学，更加高效、低碳和安全地运行。