2017 年底，習總書記提出，“要建立健全大數據輔助科學決策和社會治理的機制，推進政府管理和社會治理模式創新，實現政府決策科學化、社會治理精準化、公共服務高效化”。國務院印發的《促進大數據發展行動綱要》提出 “要用大數據推動經濟發展、完善社會治理、提升政府服務和監管能力。在未來5-10 年實現打造精準治理、多方協作的社會治理新模式”。

中國的城市建設正處于一個飛速發展時期，我們的城市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。我們不知道城市未來將會變為什么樣子，所以我們可以通過量化城市，建立數學公式，描述城市發展變化的規律與內在機制的方法，為我們揭示城市現象的產生原因。以此幫助解決城市問題，促進城市未來發展提供更加科學的依據。

城市仿真實驗室是一個新型的項目，不同于“一張圖”、“多規”等常規GIS 類項目，它提出了許多新需求：

（1）為了表達城市的量化指標，需要多樣、動態的圖表資源，需要動態的對地圖進行渲染；

（2）為了表達城市的運行，需要流暢的動畫效果；

（3）為了全方位表達城市空間，需要二三維一體化技術；

（4）為了讓系統適應今后的擴展，需要做到內容可配置、功能可配置、界面布局可配置。

“一張圖”、“多規”等項目都是基于DGP（數慧地理信息應用平臺）實現的，城市仿真實驗室項目包含大量GIS 方面的應用，因此也要基于DGP 來實現。已有的DGP5.2 平臺雖然在GIS 應用方面已經積累了足夠優勢，但還滿足不了城市仿真實驗室更加多樣化的需求。因此，我們將DGP 平臺升級到了DGP6.0，并基于該平臺實現了城市仿真實驗室項目。

城市精細化管理及科學決策的挑戰

面對城市這樣一個復雜的系統，為了做到精細化管理，我們用什么來評價城市的“好”與“壞”，使我們能夠從整體上去了解城市的運行情況的同時也能夠及時提示城市的異常變化呢？“好”與“壞”的標準又是什么？在目前并沒有一套統一的評價標準能使我們去判斷，因此我們需要建立一套技術手段去完成這個挑戰。

城市空間的布局直接影響了城市的運行效率和品質，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城市帶來的變化，判斷對城市產生的影響，從而提出干預方法。

從量化城市到量化規劃助力智慧決策

1.通過建立一套指標體系，評價城市的“好”與“壞”

針對城市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、國土規劃等城市的各個方面。通過對指標的總量、結構、分布和時序等維度進行切片，實現對城市的全方位體檢。

城市仿真實驗室指標體系

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

每一個規劃對城市未來產生的影響，都遵循一定規律。通過將城市的問題進行分解，再將這種分解后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后的效果。系統采用多種可視化手段，對模擬后的效果進行展現，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。

城市仿真實驗室模型體系

3.通過建立一套預警手段，及時提示城市的異常和變化

城市管理者，最關心的是城市的異常和變化。通過建立指標的評判標準，可以評價各個指標的健康狀態，從而體現城市的異常指標。通過對城市建設事件的捕捉，并在地圖上進行提示，以反應城市的空間變化情況。系統采用指標預警和事件推送的模式讓城市管理者能夠及時了解城市最新的動態，并做出適當的決策。

城市仿真實驗室預警手段

4.領導駕駛艙助力指揮決策

在城市的體征、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、模擬精準的領導駕駛艙，輔助領導精準決策。

領導駕駛艙

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 選擇的是ArcGIS API 4.X，支持三維場景、使用WebGL 渲染地圖，性能更好；

基于Canvas 自主開發了一套三維動畫接口，實現各種炫酷的動畫效果，同時集成了Echarts4，大大優化了數據可視化效果；

基于Webpack 的前端工程化，對模塊內容進行打包壓縮，減少Http 請求數量，大大提高了系統性能。

2.平臺架構

平臺分為數據層、服務層、組件層和應用層，這里主要介紹一下控制應用系統的4 個核心的組件：

平臺架構

（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為資源進行注冊的，構成資源池，然后在運維系統中配置不同的業務角色，并給角色進行資源授權，再將用戶和角色掛鉤。這樣，在前端應用系統里面，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

通過vuex 對插件進行管理，用動態組件渲染插件。實現流程如下：

按照規范化的接口進行功能開發，將功能引入路由組件，開發完成的成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

由于采用了組件式開發，各組件需要進行通信，我們通過全局事件發布和訂閱，vuex 實現全局狀態管理、共享數據，從而實現各模塊的解耦。

（4）地圖管理

通過對ArcGIS API 進行封裝，支持了各種空間數據的接入，并且能夠支持三維場景；

通過集成Echarts4，實現各種專題圖；

基于Canvas 自主開發了一套三維動畫接口，實現各種豐富的動畫效果。

3. 平臺特性

通過對DGP 的升級，城市仿真實驗室系統有了以下新特性：

通過升級GIS API，系統支持二三維無縫融合，可以在二維和三維場景同步瀏覽地圖；

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，并有熱力圖、流向圖、路徑圖等展示各類城市體征；

打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，并對指標值進行模擬；

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

前端工程化，提高開發效率； 系統文件打包壓縮，提升系統性能；具有二次開發機制，支持系統擴展。