2024优秀案例丨北京市智慧城市“一图”“一码”共性基础平台建设与应用

1.国家方面

我国智慧城市建设稳步推进，发展重点转向统筹城市智能设施布局和共性平台建设方面，自然资源部也在大力推进空间底座建设，2022年，自然资源部办公厅印发的《关于全面推进实景三维中国建设的通知》明确提出“采用空间身份编码等方式实现其与基础地理实体数据的语义信息关联”。2023年9月，自然资源部办公厅关于印发《全国国土空间规划实施监测网络建设工作方案（2023-2027年）》提出“以基础地理实体空间身份编码为纽带，衔接不动产单元代码、用途管制电子监管号、建设用地电子监管号等。自然资源部副部长刘国洪在实景三维中国建设推进会上表示要建立地理实体与自然资源实体、不动产实体等要素之间的时空关联，要以地理实体空间身份编码为纽带，关联地形级、城市级以及部件级成果。

2.北京方面

北京市智慧城市“一张图”（简称“一图”）和城市码时空标识（简称“一码”）是构建智慧城市的空间载体和底图底座，是智慧城市的空间基础设施，也是北京市大数据“四梁八柱深地基”体系中的重要组成部分，如图1所示。《北京市“十四五”时期智慧城市建设控制性规划要求（试行）》中明确规定智慧城市信息化建设必须依托于“一图”、“一码”等共性基础平台。北京市大数据工作推进小组办公室印发的《北京城市码建设指导意见》明确提出要依托统一的时空标识建立全市统一的实体数据空间索引。2021年5月召开的市政府专题会议中明确要求在整合现有数据资源的基础上，形成地上、地下统一的时空基准，在统一地理坐标、编码规则和底图基本要素的基础上，形成全覆盖、立体化、精度高、更新快的智慧城市“一张图”，为智慧城市建设提供重要支撑。

图 1北京市智慧城市规划共性基础平台总体框架体系

本案例通过开展数据融合、空间编码、一码关联、平台研发、场景服务等关键技术研究，打造北京市智慧城市“一张图”通用地图和城市码时空标识的共性基础平台，加强统筹和资源整合，夯实空间数据底座，搭建在线赋码系统。面向政务服务及公众服务，通过北京市政务地理信息共享平台、北京市地理信息公共服务平台、城市码时空标识数据服务系统提供服务，形成了1(一库) +1（一图）+1（一码）+3（三平台）+N（系列标准和机制）研究体系，为北京市智慧城市建设提供通用地图支撑和时空标识赋码服务，实现基于时空基座的地理空间数据的整合和关联。

1.总体架构

本案例搭建了北京市智慧城市“一图”“一码”基础数据库，用于存储多源智慧城市数据，形成智慧城市“一张图”和赋予城市码时空标识，通过无级综合派生技术、地图可视化表达、多场景模板等一体化制图技术和时空标识编码算法、多种匹配算法等技术，构建了通用地图服务、专题地图服务、时空标识赋码、变更、注销和关联服务，各类服务通过北京市政务地理信息资源共享平台、北京市地理信息公共服务平台、城市码时空标识数据服务系统面向北京市各委办局和公众提供服务，利用数据共享迁移技术建立了北京市政务地理信息资源共享平台与北京市地理信息公共服务平台的衔接，城市码时空标识数据服务系统与北京市政务地理信息资源共享平台通过接口服务的方式进行底图、数据的共享与传输，总体架构如图2所示。

图 2总体架构图

2.数据成果建设

北京市智慧城市“一图”“一码”共性基础数据建设通过数据融合、产品拓展、一体化制图等关键技术，结合新型基础测绘北京试点成果，将基础地理数据、普查调查数据、导航、影像等多源数据融合和二三维产品拓展，研发多个软件工具，形成多源异构的智慧城市一张图数据库，并且通过可视化、负载均衡、一体化制图软件自研，形成包含矢量地图、影像地图、三维地图等北京2000城市坐标系统一基准的通用地图成果，数据成果建设如图3所示。

图 3数据成果建设框架图

3.系统和平台建设

北京市智慧城市“一图”“一码”共性基础平台建设主要包括北京市政务地理信息资源平台的升级、北京市地理信息公共服务平台的升级、城市码时空标识数据服务系统的建设三个部分。

3.1北京市政务地理信息资源共享平台

北京市政务地理信息共享平台依托于政务外网环境，面向各委办局提供数据统筹、共享与管理服务，系统如图4所示。面向构建了适用于不同应用场景需求的制图规则库,发布了常规版、影像版、灰色版和极夜蓝版等多种风格地图服务模型，实现了满足LOD显示效果的多尺度地图的一体化制图功能；基于服务引擎，在线提供了地图数据和地图样式分离的制图模式，采用终端地图渲染方式，可根据配图需求实时对配图样式进行修改并展示。基于微服务架构的跨网域规划审批数据自动迁移方法，通过数据流转中间数据库，建立了数据实时监测、实时处理、实时推送、实时流转、实时审核、实时回溯的消息传递机制，实现了跨网域审批数据自动迁移功能。

图 4北京市政务地理信息资源共享平台

3.2北京市地理信息公共服务平台

北京市地理信息公共服务平台依托于互联网环境，系统如图5所示，面向公众提供在线地图服务，社会公众通过在线地图调用、离线地图服务、定制地图编绘等方式调取地图服务，提供电子地图浏览、查询、调用服务，发布公开版测绘成果及标准地图，扩大基础地理信息和自然资源专题地理信息的开放力度，推动平台由单一地理信息服务向综合地理信息服务转型升级。

图 5北京市地理信息公共服务平台

3.3城市码时空标识数据服务系统

城市码时空标识数据服务系统依托于政务外网和局域内网两个网段环境，分为浏览器端和桌面端两种软件模式，如图6所示，其中，在政务外网端提供赋码、匹配、统计、查询、分析等服务，为提供赋码和匹配的准确度，满足测绘数据保密要求，在局域内网环境提供了桌面端的赋码子系统。系统基于地球剖分模型构建了“小加大”预剖分网格编码技术算法（图7），支持北京市各类智慧城市实体的赋码、变更、注销业务；为提高智慧城市与地理实体的匹配精度，设计了双网段高精度智慧城市实体匹配技术，通过编码匹配、多指标的空间匹配和地址语义匹配算法，实现了智慧城市实体和地理实体的自动化匹配，为“一码关联”和后续应用提供了技术基础；为用户提供查询、统计、分析、预警等功能服务，按类型分为首页、业务查询、空间查询、服务情况、关联分析五大模块，涵盖各类指标项57个。

图 6城市码时空标识数据服务系统

图 7时空标识“小加大”预剖分网格编码技术

4.典型应用场景

4.1服务于北京市领导驾驶舱

智慧城市一张图作为领导驾驶舱的时空数据基底，为领导驾驶舱提供了覆盖城市路网、土地利用、城建规划、地质灾害等基础地理信息数据，同时还提供覆盖部门画像、人口态势、公共设施等热点专题数据，具有覆盖全面、一图通览的优势。通过智慧城市一张图的辅助决策，市领导可以更全面、准确地了解城市发展状况和问题，辅助市领导做出科学、有针对性的决策，促进城市高质量发展。

图 8服务于北京市领导驾驶舱

4.2北京市统一一张地理底图调用

智慧城市“一张图”通用地图为满足全市智慧城市建设要求制作并持续更新，基于大数据的汇聚和协同更新，实现二三维、地上下全覆盖的城市运行“一张图”。全市委办局通过北京市政务地理空间共享服务平台直接调用服务，服务于全市 50 多个部门，208 个业务系统，覆盖度超过 95%，日均访问次数80万次。通过“天地图·北京”为公众提供地图服务，支撑应用500个，约占全国总访问量的10%，日调用服务约9230万次，为千余个委办局和企事业单位提供公共地图服务。

图 9北京市统一底图调用量和新增量

4.3城市精细化治理专题地图应用

智慧城市“一张图”通用地图完善了地理信息资源，夯实了“全市一张图”，成果广泛应用于国土、林业、农业、交通、公安、环保、水务、规划、公众服务等领域。为全市16个区，数十个委办局提供行政区划、部件管理、规划监督、耕地保护、疏整促等领域的专题地图。

图 10城市精细化治理专题地图应用

4.3助力中轴线申遗工作

在北京中轴线申遗工作中，充分利用案例提供的三环范围内的第18级矢量图和影像图等成果，编制了中轴线相关规划图件、遗产展示样图等工作用图，用于申遗工作研究以及向联合国教科文世界遗产中心、国际古迹遗址理事会等国际组织机构汇报展示等，从规划到实施、从研究到推广，案例成果全方位参与中轴线的保护、传承和发展工作。

图 11助力中轴线申遗工作

4.4助力基层治理数字化管理转型

城市码时空标识应用于左家庄街道“楼宇码”中，通过时空标识构建的“楼宇码”将辖区内各类楼宇信息进行汇总、梳理、治理、分析，形成“楼宇—楼座—楼层—企业”的四级商业楼宇治理体系和“社区—小区—楼栋—单元门”的最小单元管理体系，保障楼宇的常态化管理运行，形成多方参与、共同治理的良性循环。

图 12助力基层治理数字化管理转型

4.5“一码关联”助力空间底板挂接

基于城市码时空标识，完成了月坛、拱辰街道等区域的地理实体与不动产单元代码、统一地址的挂接，完成了新华街道区域地理实体与不动产单元代码、控规、审批等数据的挂接。通过案例成果融合了不动产房屋、地理实体房屋、统一地址、规划审批数据等各种数据信息，贯通过去、现在及未来的多时态信息，实现各类信息的集成建模与综合表达，以时空信息驱动万物互联，支撑数据要素高效流通。

图 13“一码关联”助力空间底板挂接

1.无级派生电子地图技术

结合北京新型基础测绘成果，探索了新型基础测绘成果与其他专题数据融合的技术路径，提出了无级综合表达关键技术，构建了地理实体数据从固定比例尺向无级化综合表达方法。运用知识图谱、智能综合、深度学习等技术，研发了北京市地理实体无级缩编制图系统，解决了几何信息补偿、实体数据综合、制图派生与适配等3个关键难题，实现了地理实体自动派生成电子地图。

图14无级综合派生地图

2.攻克了BJ2000坐标系下矢栅叠合技术难点

针对北京大数据中心平台发布的基于北京2000坐标系的栅格切片和矢量切片电子地图不能叠加，无法满足经信局和各委办局的业务需求的问题，本案例提出了基于定制SuperMap软件的两套电子地图叠加方案，重置底层切片规则，重新定义比例尺和原点，为BJ2000坐标系在全市应用奠定基础。

图15  BJ2000坐标系下矢栅叠合技术路径

3.基于剖分网格的信息检索与管理技术

传统空间数据查询多基于坐标或者地址进行查询，大数据量的查询效率较慢，本案例根据智慧城实体的分布和查询需求，基于地球网格剖分模型将空间区域划分为一系列网格，充分利用数据的“空间位置”属性，用时空标识码作为主键，对多源异构数据进行统一标识，构建对象内在的时空关联关系，同时充分发挥网格编码的高效计算特征，对大数据信息进行组织与管理。

图16 基于剖分网格的信息检索和管理技术

4.首次确定了城市码时空标识赋码规则

在新型基础测绘国家试点的支撑下，首次确定了城市码时空标识赋码规则，为城市码赋予时空的概念，为房屋、道路等智慧城市实体加上了统一的时空标识。利用时空标识，通过“一码关联”，实现多源数据融合治理，解决“万码奔腾”问题，促进多源数据互通共用、推进城市管理和服务线上线下打通。

图17  城市码时空标识赋码规则

1.社会效益和经济效益

智慧城市“一张图”和城市码时空标识统一了全市时空数据底座，为北京“智慧城市”建设提供了有力的空间数据支撑。一方面，广泛支撑北京市政府委办局政务信息化系统应用，通过政务外网和互联网，为1200余个委办局和企事业单位提供公共地图服务，在政府宏观决策、城市规划建设和应急管理等方面发挥了良好的作用。为“70周年国庆阅兵”、“建党 100 周年活动”、“北京城市副中心建设”、北京市“疏解整治促提升”专项行动、“2022 年冬奥会建设项目”等重大任务提供及时、准确的地图应用服务，满足了不同部门对个性化领域、区域的专题制图需求，助力城市精细化治理。另一方面，城市码时空标识为全市实体建立了空间联系和时间联系，建立了全市统一的实体数据空间索引，目前，系统支撑完成了左家庄街道的居住建筑、停车场等9类共2000多个智慧城市实体的赋码工作，今年将稳步开展全市的84类智慧城市实体的时空标识赋码工作，为各委办局提供时空标识赋码服务。案例产生良好的经济效益和社会效益，短期可节省财政资金， 5 年来共涉及合同金额超 4000 万元，长期可达上亿元。

2.推广价值

（1）提高城市治理水平：智慧城市一张图和一码的经验推广至其他省市，可以使城市治理更加智能化、精细化，提高城市治理的效率和水平。通过智慧城市一张图，可以全面掌握城市各方面的信息，为决策提供科学依据；通过一码，可以实现各类信息的快速传递和共享，提高城市的响应速度和处理能力。

（2）构建时空数字底座：建立统一的地理空间编码体系，整合汇聚城市多源异构时空数据，建立全市时空立体的、智慧城市的一张底图，依托基础平台，为全市各部门、各领域提供统一地理空间数据服务，支撑各领域业务应用，可以推广至全国其他省市，为其建立时空数字底座提供经验。