CN108182650A - 一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统，包括：城市罗盘模块、北斗网络标识模块、智能导航模块、存储计算模块、智能融合模块和用户终端，本发明利用北斗网络标识系统，结合人工智能技术对获得的城市空间模型数据与城市要素流数据，按照北斗网格标识码的格式进行客观的数据记载、整理、匹配城市时空分布与城市要素流的变化的源码数据格式，通过北斗时空网格码模型算法，形成城市数据智脑模型，从而构建了一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统。利用本发明的系统，有助于提升解决城市问题的综合能力，改变传统城市规划与管理的模式，发展一条城市时空数据推演技术路线，服务于民众生活和城市建设与发展。

Description

一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统

技术领域

本发明涉及北斗网格标识与人工智能领域，特别涉及一种城市空间北斗网格 标识与仿真与可视化系统。

背景技术

现有的智慧城市建设，往往偏重于满城传感器、到处摄像头，城市布天网， 社区网格化。对于城市建设与快速扩张中形成的城市空间及其承载的(包括地上 与地下空间)大数据，则没有引起足够重视；也没有对城市空间要素数据，按照 一种客观唯一性的网格数据标识，来统筹融合对标各种主观形成的要素编码，从 而以客观唯一性的资源配置的数据模式，建立能与多尺度、多维度、异构多元大 数据进行融合交易的运算模型架构，满足城市智慧建设管理与惠及民生的需求。

国家2016年12月颁布实施的《新型智慧城市评价指标》(GB\T33356-2016)， 提出了八大类、21项指标框架，指出了城市时空信息平台的建设要求。

住建部出台的《2016-2020建设领域信息化发展纲要》中，则提出了推动建 设领域变革与转型升级的五大技术即“大数据、云计算、物联网、人工智能、智 能建筑”等发展纲要。

因此，如何充分利用这些技术的创新融合，创建一种城市空间北斗网格标识 与仿真与可视化系统，提升城市的智慧与生长力，是本发明所针对的问题。

发明内容

本发明提出一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统，利用北斗网络标 识系统，结合人工智能技术和北斗标识导航技术获得的城市空间模型数据与城市 要素流数据，真实记载、更新、还原城市时空分布与城市要素流的变化数据，形 成城市数据大脑模型，通过模型计算推演城市时空分布，有助于提升解决城市问 题的综合能力，改变传统城市规划与管理的模式，发展一条城市时空数据推演技 术路线，服务于民众生活和城市发展。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统包括：城市罗盘模块、北斗网 络标识模块、智能导航模块、存储计算模块、智能融合模块和用户终端；

包括城市罗盘模块、北斗网络标识模块、智能导航模块、存储计算模块、智 能融合模块和用户终端；

所述城市罗盘模块通过三维可视化的空间遥感技术，运用罗盘导航原理，把 城市空间布局与北斗时空网格标识系统形成一致的维度架构，构建成一个具有罗 盘导航功能的城市信息模型，运用罗盘定位与定向原理实时切换城市空间数据， 实现城市数据的多维度分享与泛在应用；

所述北斗网络标识模块用于对唯一性空间位置标识数据采集，通过网格标签 与传感器将城市资源格式化，运用北斗时空编码技术，通过网格编码，在数据层 建立统一的格式化身份特征，通过客观网格编码形成对主观数据的映射关系，构 建基于北斗网格标识的数据模型，形成城市智能运算需要的数据架构；

所述智能导航模块集成城市罗盘模块中获取建立的城市空间数据、北斗网络 标识模块中的城市要素流网格标数据，而且融合了其它智能模块数据，进行多维 度导航数据集成，运用导航罗盘原理，把城市要素信息按时空逻辑布局，激活对 应数据模块接口，实现罗盘式智能导航的相关功能。

所述智能融合模块对来自空间的遥感数据、物联网的传感器数据，融合嵌入 的城市模型数据，按场景分类数据并进行整合、计算处理，实现各种云端数据库 的API共享融合与数据关联交易；为罗盘式智能导航计算高效提供相关数据。

所述存储计算模块作为城市罗盘模块、北斗网络标识模块、智能导航模块、 智能融合模块的系统平台，负责对数据和信息的收集，储存到相应服务器，再进 行整理、加工、计算、编译，服务于各子系统的数据调用。

所述城市罗盘模块运用人工智能导航技术构建的多维度全时空的数字化城 市模型，以平面、立体、色彩、环境、多维度数据构成，展示城市区划、城市布 局、城市建筑天际轮廓线、城市工业产业商业住区的地图分布、职住与路网布局， 创建一个城市级的资源、数据分享的信息平台。

所述北斗网络标识模块用于创建对建筑标识、景观标识、车流与停车标识、 人流标识、节能环保标识、治理节点与安全标识、传感器数据标签等唯一性空间 位置标识数码资源。

所述存储计算模块由基于北斗网格标识数码的数据，计算单元、存储单元、 控制单元、操作界面、接口融合单元、数据管理单元和专用数据库及功能软件构 成。

本发明的有益效果是：

(1)利用北斗空间网格标识编码技术、针对城市空间数据模型，创建客观 与资源型、网格化特征编码标识数据，与物联网感知的城市要素流数据及CIM等 数据相映射与融合集成，通过基于北斗空间标识码的数据运算模型，对既有城市 时空分布数据进行推演计算与智慧分析，实现罗盘式智能导航功能架构，助力于 提升解决城市问题的综合能力，是城市居民能够切实感知城市幸福生活。

(2)增强城市空间大数据的智慧成果，助力于城市规划建设与管理的决策；

(3)有利于地上地下空间的增值开发利用，发挥城市建设的投资效益；

(4)有利于改善城市生态，促进对外开放，提升城市生长力；

(5)有利于增强城市治理现代化的综合功能，促进城市经济社会的可持续 发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的 附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造 性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统的原理框图；

图2为本发明一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统的功能示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统，如图1所示， 包括城市罗盘模块、北斗网络标识模块、智能导航模块、存储计算模块、智能融 合模块和用户终端。

下面结合图1和图2，对本发明的城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统 的原理及功能进行详细介绍。

所述城市罗盘模块通过三维可视化的空间遥感技术，运用罗盘导航原理，把 城市空间布局与北斗时空网格标识系统数据、CIM模型数据映射融合，运算激活 物联网模块接口数据，实现城市数据的多维度分享与泛在智慧应用，并把北斗时 空网格码作为客观唯一性的时空资源，对标城市原有数据资源配置，将城市空间 布局与北斗时空网格标识系统形成维度一致的特征数据架构，从而创建了基于北 斗时空网格编码的一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统。

城市罗盘模块，是运用人工智能导航技术构建的多维度全时空的数字化城市 模型，以平面、立体、色彩、环境、多维度数据构成，展示城市区划、城市布局、 城市建筑天际轮廓线；城市工业产业商业住区的地图分布、职住与路网布局等； 创建一个城市级的资源、数据分享的信息平台。运用罗盘导航原理实时切换城市 区划和空间数据，实现城市数据的指向搜索、资源分享与泛在应用，提升城市数 据资源配置的效能。以城市空间三维漫游模式，展示历史建筑、老旧建筑、棚户 区及城市文化风貌，便于快速掌握城市家底数据。

所述北斗网络标识模块用于对建筑标识、车流与停车标识、人流标识、节能 环保标识、治理节点标识、传感器数据标签等唯一性空间位置标识数据采集，完 成城市物件标识的编码、上图、管理及支撑各类智慧应用，实现空间数据与城市 部件在结构、格式、类型上的统一，多源和异构数据的关联与融合，从而使标识 数据具备互联互通和服务的功能，提供基于城市空间的各类智慧化应用和大数据 技术支撑效能。

所述北斗网络标识模块通过网格标签与网格传感器将城市资源数据化，状态 感知网格化，通过网格地图与北斗网格全球标识服务平台实现精确引导，精细管 理和精准服务。北斗网络标识模块为城市空间中的建筑物体、人流物流车流，建 立与时空数据关联的标识数据，运用北斗时空编码技术，通过网格编码，在数据 层建立统一的身份特征，在保留数据原有业务关系的能力的同时，通过对标融合 各种主观代码形成新的数据映射关系，构建基于北斗时空网格码的数据模型，作 为索引对标街道、社区、建筑、住户等多尺度源数据编码，形成城市要素流网格 标准下的数据格式，从而在CIM基础上，创建了基于北斗时空网格码的数据运算 模型与智慧应用，从而增强城市建设与治理能力，大幅度提升城市生长力。北斗 标识码(Beidou Grid Code)，简称BGC，又称北斗网格位置码，是全球区域位置 标识编码体系。但把城市时空多元异构数据源码进行北斗网格标识数据的造码过 程与数据运算映射应用，是本发明的一项重要内容。

北斗网格码和经纬度码的本质区别是经纬度用一对坐标代表一个点的位置， 北斗网格码用一个整型数代表一个区域位置。

北斗网格码的地球剖分模型采用GeoSOT地球空间剖分模型，上至地球外围 6万多公里空间，下至地心，将整个地球空间剖分成数以兆亿个大到全球空间， 小到厘米级的网格和网格体。由32级剖分体元组成的地球空间剖分模型，当高 度为零时，这套模型就是地球表面的网格。每一个网格及网格体，充满整个空间。 把地球空间(或地球表面)剖分成体积(面积)形状相似、既无缝隙也不重叠的 多层次离散网格进行地球剖分。剖分面片(网格)都具有唯一编码，该编码具有 多尺度、可标识、可定位、可索引、可计算、自动空间关联计算映射功能，构成 了大数据交易与管理应用的空间网格框架。

依据上述网格框架，映射编制时空大数据网格编码标准体系，为后续数据整 合、管理与服务系统的建设，打下数据基础。编制城市时空大数据网格编码标准 的内容包括：

·网格编码层级标准；

·网格编码编码形式；

·网格编码共享交换标准；

·网格编码检索标准。

北斗网络标识模块运用时空标识大数据统一赋予网格编码，可以更灵活、更 准确的粒度分发传输位置服务数据，实现“更高效的北斗空间位置服务和多维度 数据应用。

北斗网络标识模块编码作为一种客观唯一的编码资源，应用于以城市空间信 息模型与城市其它要素数据的格式化编码，对标各种主观的数据代码，加以数据 的映射、融合集成与运算交易，提升了城市大数据的价值和城市数据智慧应用的 效能。例如以城市空间建(构)筑物、景观、设施、及其承载的人流车流物流， 创建为基于北斗网络标识模块编码作为一种客观唯一的编码资源，对标CIM的各 种原有主观的数据代码，就是本发明的核心技术之一。

运用导航罗盘原理，把多维度城市要素信息按时空逻辑布局，激活对应数据 模块，实时分享城市地理特征、职住空间特征、历史文化特征、城市建设特征等 数据，提升城市公共与个人数据资源的安全与透明配置。智能导航模块提供目的 地搜索、路线指引、附近空闲车位数据、建筑物标识与基础属性查询；时空大数 据统一赋予网格编码和时间离散编码后，可按北斗用户的需求，以更灵活、更准 确的粒度分发传输位置服务数据，实现“更高效的北斗位置与空间服务应用”实 现基于智能移动终端的城市罗盘标识导航功能，服务于城市建设城市安全与管 理，保护个人金融安全并惠及民生的方方面面。

所述智能融合模块对来自空间的遥感数据、物联网系统的传感器数据，融合 嵌入的城市模型数据，按情景分类数据并进行整合、计算处理，实现各种云端数 据库的API融合与数据关联交易共享，有利于城市管理生活中的各种APP云的关 联集成，用城市云APP把衣食住行安全等各种城市存在的APP应用进行了有机的 映射融合，提高了智能移动终端的高效便捷利用，适应了数据分享经济时代的各 类需求。

所述存储计算模块由基于北斗空间网格编码、计算单元、存储单元、控制单 元、操作界面、接口融合单元、数据管理单元和专用数据库及功能软件构成，作 为城市罗盘模块、北斗网络标识模块、智能导航模块、智能融合模块的系统平台， 负责对数据和信息的收集，储存到相应服务器，再进行整理、加工、计算、编译， 对标各子系统的数据代码、实现各类功能的智慧应用的需求。

本发明的一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统利用人工智能运算 与北斗空间网格编码技术通过城市罗盘模块还原城市时空分布模型，通过北斗 客观唯一性编码对标原有主观数据代码的模型与运算，对既有城市时空分布进 行推演运算分析与透明展示，大幅度提升城市数据的智慧利用效能与解决问题 的综合能力，同时帮助居民感知城市安全与幸福生活；有利于城市规划建设与 管理，增强城市运营大数据对辅助决策的支撑作用；有利于地上地下空间的增 值开发利用，发挥城市建设的增值效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明 的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。

Claims (4)

1.一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统，其特征在于，包括：城市罗盘模块、北斗网络标识模块、智能导航模块、存储计算模块、智能融合模块和用户终端；

所述城市罗盘模块通过三维可视化空间遥感技术，运用罗盘导航原理，把城市空间布局与北斗时空网格标识系统形成一致的维度架构，构建成一个具有罗盘导航功能的城市信息模型CIM，运用罗盘时空原理实时切换城市空间数据，实现城市数据的多维度分享与泛在应用；

所述北斗网络标识模块是运用空间位置标识进行网格化编码，形成北斗时空网格特征代码数据，对分布在城市空间中的各种要素模型，建立客观唯一细小空间下的特征代码，通过数据映射关系，构建起时空网格数据架构，作为索引编码去对应多尺度的数据源码，融合在城市信息模型CIM的数据罗盘中，从而生成各种运算应用与数据交易；

所述智能导航模块集成城市罗盘模块中获取的基于北斗网络标识模块中的城市要素流网格标识数据，而且融合了其它智能模块数据，进行多维度计算，生成导航数据；运用导航罗盘原理，把多维度城市要素信息按时空逻辑布局，激活对应模块的的数据接口，为智能导航模块提供特征代码下的时空导航功能数据；

所述智能融合模块对来自空间的遥感数据、物联网的传感器数据，融合创建的城市建筑信息模型BIM，按场景分类并进行数据整合、计算处理，实现各种云端数据库的API融合与数据关联交易共享；

所述存储计算模块作为城市罗盘模块、北斗网络标识模块、智能导航模块、智能融合模块的系统平台，负责对数据和信息的收集，储存到相应服务器，再进行整理、加工、计算、编译，服务于各子系统的数据调用运算。

2.如权利要求1所述的一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统，其特征在于，所述城市罗盘模块运用人工智能运算与导航技术构建的多维度全时空的数字化城市模型，以平面、立体、色彩、环境、多维度数据构成，展示城市区划、城市布局、城市建筑天际轮廓线、城市工业产业商业住区的地图分布、职住与路网布局，创建一个城市级的资源、数据分享的信息平台。

3.如权利要求1所述的一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统，其特征在于，所述北斗网络标识模块用于对建筑标识、车流与停车标识、人流标识、节能环保标识、治理节点与安全标识、传感器数据标签的数据采集。

4.如权利要求1所述的一种城市空间北斗网格标识与仿真可视化系统，其特征在于，所述存储计算模块由计算单元、存储单元、控制单元、操作界面、接口融合单元、数据管理单元和专用数据库及功能软件构成。