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基于智慧城市时空大数据与云平台的智慧水务设计

2四川电力咨询设计有限责任公司，四川成都，610094

3四川省煤田测绘工程院四川成都，610072

摘要：为满足智慧水务建设需求，本文结合智慧城市时空大数据与云平台，从顶层设计上统筹考虑，设计了智慧水务总体框架，并在此基础上面向智慧水务应用，给出了智慧水务展示系统、防汛指挥系统、网格预报预警系统的实现内容，为智慧水务建设提供了参考。

关键词：智慧城市；时空大数据与云平台；智慧水务；

1智慧城市时空大数据与云平台

智慧城市时空大数据与云平台作为智慧城市建设的重要组成部分，以城市的统一时空为基准，以位置服务为核心，通过大数据、物联网、云计算等新一代信息技术，实时汇集城市各种时空信息而形成的感知更透彻、互联更广泛、决策更智能、服务更灵活和更加安全可靠的地理信息服务平台，是智慧城市建设的重要空间信息基础设施[1-3]。

2智慧水务建设需求

智慧水务作为智慧城市建设的重要组成内容之一，通过信息技术为城市的水务管理提供信息化、智慧化支撑，通过构建全方位的城市智能水务管理系统，利用计算机模型和智能控制模型，形成“水务物联网”，对城市供水、内涝风险进行测控，根据数据推算、预测城市供排水情况，并提出一定处理意见供管理者参考的智能化水务[4-5]。

目前，智慧水务建设仍存在着重复建设的情况，智慧城市时空大数据与云平台的建设成果没有在智慧水务建设中得到充分应用。智慧水务涉及的江河湖泊、水库等都离不开作为基础支撑的时空基础设施，所以要从顶层设计入手，在统一的时空设施基础上，集成水务专题业务和信息资源，并通过智慧城市时空大数据与云平台整合环保、气象等相关行业信息，形成完整的信息闭环，提高决策的科学性与智能性，从而提升智慧水务建设水平，进一步提高对水务的感知程度和决策管理强度。

3智慧水务总体设计

智慧水务在顶层设计上，依托智慧城市时空大数据与云平台的云GIS资源，并集成水务监测设施和物联设备，通过时空大数据云GIS资源的服务能力整合水务专题业务数据，利用时空信息云平台的功能、接口等服务实现水务业务需求和分析管理功能，并在此基础上通过各应用系统的开发建设构建智慧水务。总体框架结构如图1所示。

图1基于智慧城市时空大数据与云平台的智慧水务总体设计

基础设施层。依托智慧城市时空大数据与云平台的云GIS资源，构建水务时空信息服务平台基础设施，减少部分基础设施的重复建设。同时，整合各类水务监测终端，将各智能终端与时空信息云平台基础设施互联互通，为智慧水务构建提供基础设施支撑。

网络层。根据应用场景不同，通过不同网络方式，将各类基础设施的数据传输给数据层进行汇聚与整合。

数据层。利用智慧城市时空大数据与云平台的时空大数据中心，通过数据治理工具，对水务专题数据进行汇聚、清洗，并将水务专题数据与时空大数据中心的数据进行有机整合，形成涵盖时空信息的水务专题数据服务，为智慧水务应用提供支撑。

服务层。提供数据服务、接口服务、功能服务和基础设施服务。数据服务提供时空数据服务和水务专题数据服务，其中时空数据服务包含电子地图、地理实体和地名地址等标准的基础地理信息服务，水务专题数据服务包含水系分布服务、感知数据服务、供排水服务等。接口服务是以服务接口和WebAPI的方式，提供水务数据统计分析、空间分析以及地理编码等数据的服务接入以及功能开发。功能服务是利用平台门户实现水务专题信息的空间展示、查询、分析等功能。基础设施服务是利用时空信息云平台的云GIS资源实现水务时空信息服务平台的搭建。

应用层。通过开展智慧水务各专项应用系统建设，在Web端实现智慧水务展示系统、防汛指挥系统、水文预警服务系统等。

4智慧水务应用

在智慧城市时空大数据与云平台的支撑下，智慧水务从地理空间层面将水务信息与时空信息进行整合，结合遥感影像实现水资源变化监测，并基于时空信息云平台的云GIS资源、时空大数据中心、时空数据服务，针对水务业务实现水务信息的实时在线监测、综合展示、辅助决策等。通过智慧水务建设，为政府管理、行业应用及公众服务提供行之有效的智慧化统一应用平台。该平台主要包含智慧水务展示系统、防汛指挥系统以及水文预警服务系统。

4.1智慧水务展示系统

智慧水务展示系统依托城市安全感知数据、智慧城市时空大数据与云平台提供的GIS数据和服务，集成轻量化BIM模型服务、WRF-Hydro水文预警服务、气象网格监测预报服务，统筹自然灾害、预警、预报信息资源，综合运用现代信息手段，拓展完善水务信息化建设，提升水务信息化覆盖面。

智慧水务展示系统主要包含水务综合管理和“六水”专题应用管理两大模块。水务综合管理模块通过河湖长制、水利管理、供水保障、排水运行、政务服务和工程建设六大板块，汇聚基础数据、规划数据、设施数据、工程数据、监管数据、维护数据和执