大型GIS系统对海量数据的管理能力和多用户高效并发访问的要求越来越高。传统GIS平台很难满足大规模空间数据的存储和空间数据调阅和分析，大规模数据的动态展示、渲染、交互式查询、分析过程存在性能瓶颈，用户体验差。地理信息公共服务云平台（以下简称“云平台”）的思想为系统共建、信息共享[1-3]。云平台建设是一个庞大的系统建设工程，平台搭载的地理信息数据库的信息源、数据源采用航空航天对地观测系统、地面观测系统对地球表面进行测绘，包含大量自然、人文、经济信息和属性数据，涉及许多专业管理部门和领域[4-5]。研究探讨建设权威、唯一、统一的地理信息服务平台的方法，使各专业部门的专题数据库系统与国家基础地理信息数据库系统形成国家地理空间信息数据库系统，通过信息交换网络连接，形成地理空间信息交换网络体系，实现地理信息资源共享。1云GIS及数字城市建设为实现数字城市地理信息公共服务平台及应用项目的建设目标，需要建立一套安全可靠的软硬件支持云环境，研发安全可靠的数据管理系统，依托数据体系、网络体系，基于云计算框架和高性能云GIS平台，建设地理信息公共服务平台以及地理信息行业应用示范系统。1.1高性能云GIS高性能云GIS的搭建采用最新IT技术——云计算，基于云计算环境建设时空信息服务平台[6-7]，从根本上改变GIS系统的建设模式，从传统的GIS建设模式转变为“云GIS”平台模式。结合虚拟化技术、分布式存储技术、并行计算技术等计算机技术，“云GIS”平台模式可以实现各政府部门、企业IT基础设施资源的共享，资源包括服务器、存储、网络等物理资源和操作系统、数据库、GIS软件平台等软件资源[8-11]。“云GIS”平台模式可以极大地提高IT基础设施投入价值，提升地方政府的资源管理水平，降低资源管理的技术复杂度和管理成本。高性能云GIS平台能够在通用的虚拟化环境中运行，提供海量空间数据的分布式存储，建立支持并行计算的空间索引，大幅提高海量空间数据的动态渲染（无须切片缓存）及空间分析性能，提供高性能的空间数据可视化、空间分析及地理计算等服务。分布式计算与多级缓存动态调整如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.006.F001图1分布式计算与多级缓存动态调整1.2数字城市建设内容建立数字城市地理空间框架可以解决数字城市建设中多来源、多粒度、多专题、多时相地理空间信息的集成管理[12]。数字城市地理空间建设框架如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.006.F002图2数字城市地理空间建设框架依据数字城市地理空间框架的建设要求，数字城市的建设内容主要包括基础地理信息数据库、地理信息公共平台、应用示范系统、支撑环境、标准规范与政策机制等。其中，地理信息公共平台是数字城市在线运行的载体，建设快速、高效、稳定的地理信息平台是保障数字城市为政府部门和公众提供服务的基础。2技术体系2.1建设原则应充分利用先进技术，在深入分析和广泛调查基础上，建立技术先进的应用系统。采用计算机领域、通信领域、网络领域、信息处理领域的先进技术，对各种信息资源进行全面的整合和重组，为政府决策管理提供最先进的管理工具。高性能云平台建设主要遵从6项原则，分别为先进性、实用性原则，一致性、完整性原则，标准化和规范化原则，开放性和可扩充性原则，易维护和易管理原则，经济性和时效性原则。2.2关键技术路线高性能云GIS平台的建设采用SOA技术、分布式存储技术、非结构化数据库NoSQL技术、规则引擎技术、流程搭建技术、并行计算技术等，建设能够统一管理海量空间数据和业务数据的一体化数据管理平台。（1）高性能云GIS并行计算框架。采用高性能云GIS并行计算框架，建设集群式的服务器支撑环境，通过网络连接服务器、处理器。并行计算框架将大的任务拆分成多个子任务，分散至不同的计算节点进行并行化处理，一次可以同时执行平台发出的多个指令，提高计算机求解的速度，解决大型、复杂的计算问题，极大地提高空间数据查询、分析与挖掘的性能，提供高性能的GIS计算服务，实现无须切片缓存、快速浏览、动态渲染、查询统计、快速分析、实时更新。并行计算可以实现超大规模矢量数据分布式动态渲染技术，渲染流程设计采用分块绘制技术。用户请求一个绘制范围时，调用多个计算节点同时绘制不同的块。一个100 万条记录的数据，被分为10块，原本一个机器绘制100 万个要素，现在划分为10个机器分别绘制10 万个要素。高性能云GIS并行计算框架如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.006.F003图3高性能云GIS并行计算框架（2）面向服务架构技术。为了确保数字城市建设项目的可持续发展，需要采用先进技术，确保技术架构和技术体系不落后，延长平台的生命周期。根据系统软件公用性和基础性的特点，平台体系架构中的GIS服务提供者需要统一不同来源的GIS服务，采用面向服务的软件架构。面向服务的软件架构是一种组件模型，通过应用程序功能单元（称为服务）定义完善的接口和契约，联系应用程序中的不同服务。面向服务架构技术框架如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.006.F004图4面向服务架构技术框架（3）服务聚合技术。GIS服务提供者获取多源、符合OGC标准的GIS服务，通过平台信息服务与运维管理系统发布新的服务节点。云平台的多源服务聚合能力使应用系统具有更高的业务敏捷性，应用系统业务发生变化或有新的需求时，通过平台多源服务聚合集已有GIS服务和数据服务，延续其价值，快速搭建应用系统，实现多源服务的封装和统一，使服务实现对多源异构服务的无缝集成与聚合。服务聚合与快速调用如图5所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.006.F005图5服务聚合与快速调用运维服务系统管理员通过配置聚合服务装配聚合后的GIS服务，将该服务通过运维服务系统发布。用户访问聚合后的GIS服务，获取GIS功能，无须关心其内部处理过程。运维服务系统内部会根据装配过程中的聚合配置文件记录的信息，创建服务节点类型对应类型的GIS服务提供者，GIS服务提供者从各类服务获取GIS功能，返回给聚合后的GIS服务。2.3地理信息公共服务云平台地理信息公共服务平台通过在线服务方式，为政府部门、企事业单位和社会公众提供地理信息、空间定位分析服务[12]。系统能够支持海量数据管理以及分布式、多类型、多尺度地理空间数据的一体化管理，其服务器端位于公共平台的维护管理机构，客户端位于应用公共平台的政府及其各部门。平台提供各类标准服务接口和二次开发接口，能够将地理空间数据按标准服务方式进行集中管理，用户只需拥有相应的授权，登录平台使用各类基础地理信息数据。用户选择具体服务后，可以预览服务基本展示效果，根据服务的展示效果了解数据的情况。云平台服务预览界面如图6所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.006.F006图6云平台服务预览界面2.4云数据管理系统根据不同的专题、年份、比例尺、分辨率、行政区等分类构建目录体系，满足用户在云数据管理系统中对“矢量数据”“地名地址数据”“业务数据”“三维模型”等多种类型数据的入云操作。其他类型的数据，如“DOM”“DEM”“CSV”等使用C/S端的云盘工具进行入云，同时能够将数据的元数据进行关联入云。系统上传数据后，用户可以将其发布为标准的OGC服务；发布过程中，可以设定该服务支持的服务类型，包括WMS、WFS、WFS-T、WMTS，统一在系统中展示。3应用实例以数字平南地理信息云平台的建设为例分析，数字平南地理空间框架建设项目是采用高性能云平台技术体系搭建的应用系统，数字平南地理信息云平台主要包括基础设施层、数据服务层、平台服务层、业务应用层等四大方面的内容，满足海量数据快速发布、浏览、查询，多个应用系统高效动态运行，支撑环境稳定等需求。数字平南地理信息云平台如图7所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.006.F007图7数字平南地理信息云平台3.1基础设施层基础设施层是地理信息公共服务平台的载体，依托自然资源局内网、电子政务网、互联网和现有的基础设施软硬件环境建设，包括网络系统、服务器集群系统、存储备份系统等物理环境以及专用计算机机房环境等。3.2数据资源层数据资源层主要包括区县基础地理空间数据服务、相应的专题数据、业务数据服务。数据服务指与数据相关的任何服务都能够发生在一个集中化位置，如聚合、数据质量管理、数据清洗等，将数据提供给不同的系统和用户，无须考虑数据来源。3.3平台服务层平台服务层帮助平南县级用户完成底层基础设施的管理和维护工作，包括高性能云GIS平台、数据库、消息处理等，为用户提供统一的平台开发接口，使用户能够在平台上完成与地理信息系统建设相关的各项工作，包括服务发布、身份认证管理、访问控制、应用搭建、应用部署等工作。地理信息公共服务云平台对外提供多种满足标准Web服务的访问接口，供各空间业务应用进行调用。3.4业务应用层业务应用层基于平台服务层搭建，建设如平南县自然资源综合管理系统、平南县规划选址系统、平南县旅游系统、平南交通管理系统、天地图·平南等，支持与其他业务系统进行无缝对接。平台提供上层开发接口，针对平南县各部门、企业提供多样的业务应用服务，为公众用户提供的应用服务。4结语数字城市地理空间框架的建设是实现信息资源整合、共享，避免重复投入、重复建设的必然要求，建立的地理信息公共服务云平台能够在统一的架构下完成市县两级空间数据和业务数据的管理，提供统一、流程化的数据抽取、清洗、转换、关联、加载等空间数据和业务数据融合功能以及高性能空间数据和业务数据一体化挖掘分析服务。建设部门需按照“数字中国”的统一要求和部署，组织协调政府各部门，切实做好数字城市的实施与推广应用工作，进一步向智慧城市时空大数据云平台建设推进，为政府宏观管理与决策提供全面、科学的地理信息支持，为企事业单位和社会大众提供多元化的地理信息服务，推动社会经济发展。