智慧城市就是運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能響應。其實質是利用先進的信息技術，實現城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續成長。
自2013年住建部開展第一批智慧城市建設試點以來，經過近幾年的探索和建設，智慧城市正進入一個全新發展階段。
“鄭州作為首批國家智慧城市試點城市，力圖打造自主可控、聯合創新的時空大數據服務典范。”鄭州市人民政府副秘書長、鄭州智慧城市研究院院長商建東上周在接受記者采訪時表示，由鄭州大學、北京超圖軟件和鄭州市數字城市辦公室共同研發的鄭州三維地理信息及應用服務系統近日通過了中國地理信息產業協會組織的專家組鑒定。
作為“智慧鄭州”空間信息基礎設施，鄭州三維地理信息及應用服務系統包括基于超算和云計算環境開發的二三維一體化服務平臺、800平方公里城市三維模型、2000多平方公里影像、矢量、地名地址數據、POI、行政區劃等豐富的地理信息數據，已在鄭州公安、城市規劃、公共衛生應急、燃氣、房管、市政等多個行業得到成功應用。特別是該成果是國內首次成功于2015年12月在鄭州召開的“上合組織峰會”等國際重大活動中，受到公安部、省廳的一致好評；首次實現了城市級時空信息服務平臺基于超算環境開發和部署。鑒定專家們一致認為，這一成果設計科學、技術領先、新穎實用，整體達到國內領先、國際先進水平，其社會效益、經濟效益顯著，具有重要的示范和推廣價值。
鄭州千禧廣場三維模型圖
實現“房上圖，人進房”精細化管理
“智慧城市既要解決數據問題，還要解決平臺問題，更重要的是面臨頂層設計缺失、運營和管理問題。”商建東開門見山地說，目前無論是信息化還是智慧城市建設，都存在標準不統一、缺少頂層設計的短板。
他告訴記者，鄭州三維地理信息及應用服務系統最大的創新就在于，其建立了一套從研究、開發到運維(簡稱RDO)一體化的智慧城市建設管理模式，形成了自主可控的三維標準規范體系，進而為智慧城市提供具有長效機制的發展模式。同時，基于超算和云計算環境，利用點云數據建設了800平方公里的三維模型數據，并對模型進行分層分戶處理，還開發了一套公共二三維一體化服務平臺，解決了大數據量和大尺度城市級二三維數據的計算和服務問題。
事實上，新時期的智慧城市，既不能沿用原來1.0時代數據孤島式各干各的；也不是2.0時代簡單化地把數據和物聯網連起來、信息跑起來，而是在城市真實三維模型下，基于大數據驅動，將政府力量、業界力量、老百姓的參與全部調動起來，形成真正的互動。
為此，商建東表示，數字鄭州三維地理信息及應用服務系統是“智慧鄭州”重要的空間信息基礎設施，將為鄭州地理信息服務由數字城市地理空間框架向智慧城市時空信息云平臺轉型升級奠定基礎。
想象這樣一個場景：街邊的路燈，可以根據周圍環境和人流自動調節開關和明暗，還能進行實時監測；這樣的智慧路燈還可以給汽車充電、充當網絡熱點；智慧路燈搖身一變，又能成為城市物聯網平臺的接入設備；井蓋回傳數據也可以通過路燈接入，解決井蓋過于分散數據難回傳問題……這是眾多智慧化生活場景之一，背后承載的必是大數據技術和地理空間信息平臺技術。
超圖集團鄭州子公司總經理李江川補充說，系統利用密集匹配的點云、樓盤表和戶型圖、室內三維建模等技術，建成了800平方公里大尺度城市三維分層分戶模型，這是全國首創。當點擊任一個分戶圖，建筑的內外部信息和該住戶詳細信息便呈現出來，包括這個樓里或者小區里有多少戶、有多少老人和孩子等，獲得這些數據，就可以知道一平方公里內有多少學齡兒童、有多少60歲以上老人等人口信息；還可以了解這片區域到底有多少城市部件等。在這個真實三維平臺上，還可以用于規劃，如要建多少學校，商業設施布設等，同時也可以用于城市安保，為百姓提供便利服務等，實現精細化管理。
“這徹底改變了鄭州市信息平臺建設中大數據存儲、運算、共享、擴展、應用支撐等方面薄弱的現狀。”李江川表示，總體而言，這種“房上圖、人進房”，實現人口、房屋和空間的關聯與精細化管理模式，不僅促進了二三維地理信息系統(GIS)在室內室外的一體化應用，而且為鄭州各級部門之間數據信息共享交換、融合應用，提供了高效的地理信息資源服務。
智慧城市大數據如何轉起來
數字鄭州三維地理信息及應用服務系統數據量非常大，達到6TB。基于統一的時空基準，系統集成了城市三維模型庫、地下空間三維模型庫、區劃地名地址庫，以及地下管線、點云數據、可量測實景影像數據、POI數據、視頻信息數據、及海量、多時相時空大數據等基礎地理信息數據庫，并實現城市三維模型數據與城市4大基礎數據庫間的關聯應用。
統計數據顯示，在這個系統中，僅精細化建模的建筑物就有約9萬棟，還有白模成果約16萬棟。系統支持多種類型數據，實現了空間信息的瀏覽、共享、交換、管理等服務，應急、疾控、消防……無論哪個部門有需求都可以隨時調用，其為鄭州市政府的各類信息化應用提供數據和功能支持。
商建東告訴記者，將來應對突發情況，可以迅速把這棟樓的結構、建筑物模型調出來，馬上能知道誰住在里面，人口結構，還可知道水源、消防栓和所有交通通道。“所以說，沒有數據不行，沒有平臺也不可能做到。”
商建東認為，智慧城市的可量測、可感知、可釋放、可分析，再加上攝像頭、物聯網位置傳感的動態信息，這樣一個真實城市三維空間，相當于一個“活的作戰地圖”，坐在家里360度觀看現實場景，應用前景非常大。
該項目的建設成果，可直接應用于全國各大省市、各行業的輔助決策，同時可實現與公安、社區管理等專題應用系統對接融合。他舉例說，基于系統開發的鄭州市公安局三維GIS指揮調度平臺，為2015年底在鄭州召開的“上合組織峰會”保駕護航。
平臺系統將鄭州核心區域和會場區域以一比一真實仿真的城市模型搬到了電腦上，每棟大廈、每條道路、每個路口都真實地反映在大屏幕中，從而在指揮大廳就能一目了然真實的鄭州核心區域情況，完成安全區域無死角布控、安防組織預演練、應急處置管理、人員與車輛的動態調配和實時定位、核心高層建筑的可見區域布控、狙擊手覆蓋可見區域的布控與分析、天網視頻的實時調取、會議路線的方案模擬制定和上會討論等相關內容，做出詳細的部署安排。還可以將這些信息直接推送到每一個工作人員的手持設備中，實現前后方互動，信息送達無遺漏。
“系統建設提高了鄭州安防布控能力，推進了 平安鄭州 建設，提升了鄭州在國際城市中的城市品牌形象。”商建東表示。
未來鄭州要建“城市大腦”
時空信息在城市信息化建設中越來越重要。系統基于共享的理念，打破了傳統模式多頭重復建設、條塊分割、信息孤島的局面。實現了統一采集、共享共建和更新維護機制。
據悉，項目實施以來，社會和經濟效益顯著，不僅降低了專題應用系統建設周期、難度，而且減少了成本。近兩年來，累計節約財政資金10億元以上。同時，該系統的建設還有利于城市資源的優化配置和協調發展，減少經濟、管理決策失誤而引起的損失，提升政府管理決策能力。
商建東給記者算了這樣一筆賬：在大部分涉及到地理信息的信息化項目建設中，基礎地理信息數據采集和基礎服務平臺約占總項目投資約80%，同時基礎數據的更新、平臺的維護升級對于單個委局來說都是很重的負擔。鄭州市基礎地理信息數據實現統一采集，基于服務平臺免費共享，每年15個委局建設專題應用項目中，僅三維模型數據方面，以每個項目2500萬元計算，15個局共需投入3.75億元；平臺建設以每個800萬元計算，共計1.2億元。初步估算，采用共享模式進行項目建設，年可節約財政資金近5億元。此外，基于全市統一的時空基準和共享交換服務平臺，實現全市政務專題“一張圖”，促進政務大數據交換、共享和深度挖掘應用，加快鄭州市智慧城市建設。
據世界銀行測算，建成一個百萬人口以上的智慧城市，在投入不變的條件下，實施全方位的信息管理，將能增加城市的發展紅利2.5到3倍，這意味著智慧城市可促進實現4倍左右的可持續發展目標，并且引領未來世界城市發展的方向。
“這只是剛開個頭。有了這樣的循環更新機制，有了政產學研用的良性運營模式，未來鄭州還要建 城市大腦 ，但這其中要走的路還很長。”商建東表示。
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