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解決方案    The Solution
都会仿真實驗室
現狀配景

2017 年底,习总书记提出,“要建立健全大数据辅助科学决策和社会治理的机制,推进政府管理和社会治理模式创新,实现政府决策科学化、社会治理精准化、公共服务高效化”。国务院印发的《促进大数据发展行动纲要》提出 “要用大数据推动经济发展、完善社会治理、提升政府服务和监管能力。在未来5-10 年实现打造精准治理、多方协作的社会治理新模式”。

中國的都会建設正處于一個飛速發展時期,我們的都会每天都在發生著變化,既有能被感知的物質空間變化,也有存在于數字中的經濟社會發展,有風貌迅速變化的整治,也有長期緩慢的更新改造。我們不知道都会未來將會變爲什麽樣子,所以我們可以通過量化都会,建立數學公式,描述都会發展變化的規律與內在機制的方法,爲我們揭示都会現象的産生原因。以此幫助解決都会問題,促進都会未來發展提供更加科學的依據。

都会仿真實驗室是一个新型的项目,差别于“一张图”、“多规”等通例GIS 类项目,它提出了许多新需求:

(1)爲了表達都会的量化指標,需要多樣、動態的圖表資源,需要動態的對地圖進行渲染;

(2)爲了表達都会的運行,需要流暢的動畫效果;

(3)爲了全方位表達都会空間,需要二三維一體化技術;

(4)爲了讓系統適應今後的擴展,需要做到內容可配置、功能可配置、界面结构可配置。

“一张图”、“多规”等项目都是基于DGP(数慧地理信息应用平台)实现的,都会仿真實驗室项目包罗大量GIS 方面的应用,因此也要基于DGP 来实现。已有的DGP5.2 平台虽然在GIS 应用方面已经积累了足够优势,但还满足不了都会仿真實驗室更加多样化的需求。因此,我们将DGP 平台升级到了DGP6.0,并基于该平台实现了都会仿真實驗室项目。



建設目標

都会精細化管理及科學決策的挑戰

面對都会這樣一個複雜的系統,爲了做到精細化管理,我們用什麽來評價都会的“好”與“壞”,使我們能夠從整體上去了解都会的運行情況的同時也能夠及時提示都会的異常變化呢?“好”與“壞”的標准又是什麽?在目前並沒有一套統一的評價標准能使我們去判斷,因此我們需要建立一套技術手段去完成這個挑戰。

都会空間的结构直接影響了都会的運行效率和品質,每一個規劃設計方案是否考慮全面就顯得非常重要。我們需要接受對預演空間規劃、建設方案、實施計劃的挑戰,建立一套方法來研究規劃對都会帶來的變化,判斷對都会産生的影響,從而提出幹預方法。


平台體系

從量化都会到量化規劃助力智慧決策

1.通過建立一套指標體系,評價都会的“好”與“壞”

針對都会體征建立一套可量化的指標體系。指標涵蓋社會經濟、生態環境、國土規劃等都会的各個方面。通過對指標的總量、結構、分布和時序等維度進行切片,實現對都会的全方位體檢。

指标体系.jpg

都会仿真實驗室指标体系

2.通過建立一套模型體系,對規劃實施的效果進行模擬預演,量化預測規劃決策是否合適

每一個規劃對都会未來産生的影響,都遵循一定規律。通過將都会的問題進行分解,再將這種分解後的問題規律進行量化,形成一個個的單要素模型,即可預測某個規劃方案實施後的效果。系統接纳多種可視化手段,對模擬後的效果進行展現,同時可以對多種方案的效果進行對比,最終選出一個最合適的規劃方案。

模型体系.jpg

都会仿真實驗室模型体系

3.通過建立一套預警手段,及時提示都会的異常和變化

都会管理者,最關心的是都会的異常和變化。通過建立指標的評判標准,可以評價各個指標的健康狀態,從而體現都会的異常指標。通過對都会建設事件的捕获,並在地圖上進行提示,以反應都会的空間變化情況。系統接纳指標預警和事件推送的模式讓都会管理者能夠及時了解都会最新的動態,並做出適當的決策。

预警手段.jpg

都会仿真實驗室预警手段

4.領導駕駛艙助力指揮決策

在都会的體征、預警、以及模擬預測結果中,選取領導最關注的元素,統一推送。通過指標可視化、數據可視化、預警可視化以及模擬可視化等手段,形成信息聚焦、表達直觀、預警及時、模擬精准的領導駕駛艙,輔助領導精准決策。

領導駕駛艙.jpg

領導駕駛艙


技術框架

1.技術選型

前端開發框架選擇了漸進式的JS框架Vue,該框架具有體積小、模塊化、響應式等優點,同時通過Vue-CLI3腳手架可以快速構建應用;

GIS API 选择的是ArcGIS API 4.X,支持三维场景、使用WebGL 渲染地图,性能更好;

基于Canvas 自主开发了一套三维动画接口,实现各种炫酷的动画效果,同时集成了Echarts4,大大优化了数据可视化效果;

基于Webpack 的前端工程化,对模块内容进行打包压缩,减少Http 请求数量,大大提高了系统性能。

2.平台架構

平台分为数据层、服务层、组件层和应用层,这里主要介绍一下控制应用系统的4 个核心的组件:

平台架構_画板 1.jpg

平台架構

(1)權限管理

通過運維管理系統對前端應用系統權限進行管理。在運維系統中,前端應用系統的數據和功能都是作爲資源進行注冊的,構成資源池,然後在運維系統中配置差别的業務角色,並給角色進行資源授權,再將用戶和角色挂鈎。這樣,在前端應用系統裏面,用戶就只能使用自己有權限部分的數據和功能,從而實現內容、功能和界面可配置。

(2)插件管理

通过vuex 对插件进行管理,用动态组件渲染插件。实现流程如下:

根据規範化的接口進行功能開發,將功能引入路由組件,開發完成的结果在運維管理系統進行配置和權限分配,前端資源解析渲染。

(3)事件管理

由于接纳了组件式开发,各组件需要进行通信,我们通过全局事件发布和订阅,vuex 实现全局状态管理、共享数据,从而实现各模块的解耦。

(4)地圖管理

通过对ArcGIS API 进行封装,支持了各种空间数据的接入,而且能够支持三维场景;

通過集成Echarts4,實現各種專題圖;

基于Canvas 自主开发了一套三维动画接口,实现各种丰富的动画效果。

3. 平台特性

通过对DGP 的升级,都会仿真實驗室系统有了以下新特性:

通过升级GIS API,系统支持二三维无缝融合,可以在二维和三维场景同步浏览地图;

優秀的數據可視化能力,可以將指標值落圖,實現豐富的動畫效果,並有熱力圖、流向圖、路徑圖等展示各類都会體征;

买通了指標管理系統和模型管理系統,可以做到指標實時監測預警,並對指標值進行模擬;

構造RBAC(基于角色的權限訪問控制)模型,可以根據差别的用戶角色,對系統的內容、功能、界面等進行配置;

前端工程化,提高开发效率; 系统文件打包压缩,提升系统性能;具有二次开发机制,支持系统扩展。  


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