案例摘要
海光信息技术股份有限公司与易智瑞信息技术有限公司深度合作，基于海光国产CPU与DCU异构算力底座，深度融合易智瑞GeoScene全栈式地理信息平台，打造“芯算力+智平台”全栈国产化时空大数据智能分析解决方案。方案以海光C86-4G、C86-4G/H高端处理器为核心算力支撑，以海光DCU深度计算处理器为智能加速引擎，以GeoScene平台为空间信息服务中枢，形成覆盖“数据采集—治理—分析—建模—应用”全流程的国产化时空大数据处理体系。方案全面适配国产操作系统与数据库，实现了从芯片到应用的全链路自主可控，为数字政府建设提供安全、高效、智能的时空信息底座。
一、实施背景
1、政策背景
近年来，国家密集出台《数字中国建设整体布局规划》《自然资源数字化治理能力提升总体方案》《全国一体化政务大数据体系建设指南》等政策文件，明确要求加强数字政府建设。特别是在时空信息领域，政策要求建设和优化“一张网”“一张图”“一平台”，全面提升自然资源数字化治理能力，实现算力资源高效利用、数据资源共融共享、平台应用智能开放。
2、行业痛点
政务领域空间地理信息应用长期面临三大核心挑战：一是算力瓶颈，传统平台在应对亿级矢量叠加、高分辨率遥感影像实时处理、长链路复杂地理模型运算等场景时，多核并行算力不足、内存带宽受限，导致分析周期漫长、业务响应延迟；二是国产化替代难，进口GIS方案面临安全风险与合规隐患，而传统国产化方案在核心功能适配、复杂算法运算效率上存在性能瓶颈，难以平衡国产化替代与高性能需求；三是智能化滞后，传统GIS数据处理需要具备Python、空间算法、模型调优等专业技能，业务人员使用门槛高，大模型与GIS融合不足，空间智能落地困难。
3、技术趋势
随着大模型与GIS深度融合成为行业趋势，空间智能正加速从概念走向应用。但国产化硬件适配不足、行业场景融合度低、业务人员使用门槛高等问题，成为空间智能落地的关键阻碍。在此背景下，亟需一套全栈国产化、高性能、智能化的GIS联合解决方案，为数字政府建设提供安全可控、极致高效的时空信息底座。
二、实施目标
本解决方案以“自主可控、性能卓越、智能普惠”为总体目标，围绕数字政府时空信息基础设施建设需求，设定以下具体目标：
（1）打造全栈国产化算力底座。基于海光C86-4G、C86-4G/H处理器与DCU深度计算处理器构建异构算力平台，全面适配国产操作系统、数据库及GeoScene平台软件，实现从芯片到应用的全链路自主可控，满足合规要求。
（2）突破空间大数据性能瓶颈。通过NUMA亲和性优化、BIOS优化、IO性能优化、网卡中断绑定优化等全栈协同技术手段，实现亿级矢量数据叠加分析、复杂栅格转矢量、高并发动态地图服务等核心场景性能达到国际先进水平。
（3）实现GIS智能化普惠应用。基于海光DCU国产化AI算力，部署大语言模型与嵌入模型，支撑智能问答、智能制图、业务模型自动构建、分析工具调用与错误诊断等能力，让业务人员通过自然语言即可完成复杂空间分析，大幅降低使用门槛。
（4）支撑自然资源核心业务流程。面向国土空间规划、调查监测、耕地保护、生态监管、用地审批等业务场景，提供高性能、高可靠、可复用的时空大数据决策支撑，推动自然资源数字化治理从“信息化”向“智能化”跨越。
三、建设内容
1、系统总体架构
方案采用“自主创新海光芯片+国产操作系统+GeoScene平台”架构设计。
图1方案整体架构
硬件层以海光C86-4G、C86-4G/H处理器作为核心算力支撑，以海光DCU作为智能加速引擎，提供大规模并行AI计算能力。海光CPU基于自主研发架构，完全兼容x86指令集，核心性能达到国际先进水平；海光DCU基于GPGPU架构，融合通用并行计算能力与自主创新技术，自研DTK对标CUDA软件栈，实现应用迁移“零”成本，在国产AI芯片领域具有标杆意义。
软件层搭载麒麟/统信/中科方德等国产操作系统提供安全可靠的运行环境，基于人大金仓/达梦/瀚高等国产数据库保障数据存储与管理自主可控。易智瑞GeoScene平台作为空间信息服务中枢，提供GIS基础服务（如地图服务、要素服务、空间分析服务等），支持空间数据的存储、管理、可视化与基础运算。同时基于空间大数据技术，实现大规模地理数据的并行计算、挖掘分析，支撑复杂的空间大数据分析场景。智能模块基于大语言模型+嵌入模型+vLLM推理引擎，实现智能问答、智能制图、智能业务建模、MCP工具调用、知识库扩展、智能错误诊断等智能化功能，全面赋能业务人员。
2、关键技术创新
（1）全栈协同优化技术。海光与易智瑞开展从芯片到应用的全链路联合优化，双方深度协同使系统资源从通用兼容走向最优适配，保障业务处理高效顺畅、服务响应稳定可靠。
（2）异构算力调度技术。实现CPU+DCU异构协同计算架构，两者通过高速互联协同工作，实现算力资源的最优配置与弹性扩展。
3、核心功能建设
（1）高性能空间大数据处理。依托海光CPU多核高并发算力，全面支撑土地利用现状分析、土地利用变化监测、生态红线冲突检测、城市发展边界与基本农田压盖分析、用地项目智能选址评估等核心业务，可高效处理地类图斑、线状地物、生态保护红线等多源空间数据。
（2）智能化业务赋能。基于海光DCU强劲AI算力，提供智能问答、智能制图、智能业务建模、MCP工具调用、知识库扩展、智能错误诊断等智能化能力，实现全流程智能化。
（3）全栈国产化适配。海光CPU、DCU兼容国内主流操作系统、数据库及应用软件生态，与GeoScene平台实现深度协同，无需对现有业务系统进行大规模改造，即可快速完成国产化部署。
图2典型应用场景
依托海光CPU+DCU双算力硬件与GeoScene平台、大模型智能化能力的自主创新组合，针对社会、经济、生活诸多领域的数字化转型需求，结合云计算、物联网、人工智能及移动互联网等最新技术成果，设计了技术领先的大数据与智能化联合解决方案。该方案依托海光稳定强劲的算力支撑与GeoScene平台高效的数据治理、分析挖掘、大模型智能交互能力，深度服务于自然资源、农业气象、交通大数据、数字孪生、应急指挥等各领域，助力用户充分挖掘空间数据核心潜能，全面提升运营效率、决策能力与智能化水平。
4、典型系统功能
方案采用海光C86通用处理器作为逻辑运算与任务调度核心，海光DCU作为智能与并行计算的加速引擎，在“通用算力+智能算力”的国产异构底座，为上层GIS应用提供充沛动力。
GeoScene平台包含GIS服务器、大数据分析集群（GA Plus）及大模型智能助手三大核心组件。GIS服务器提供地图、要素、空间分析等基础服务；GA Plus基于分布式计算框架，支持海量空间数据的并行处理与挖掘；智能助手则是自然语言与GIS功能交互的入口，负责意图识别、任务规划与工具调用。
在海光DCU上部署优化的vLLM推理引擎与行业大语言模型（LLM），结合嵌入模型（Embedding）实现语义理解与知识检索。
（1）智能问答：解决操作难题，辅助专业决策
支持产品使用与GIS专业知识精准问答，可准确回答产品使用、产品架构、算子参数详情或使用场景等，让非专业人员也能快速获取权威答案，显著降低用户使用平台的上手成本。
（2）智能制图：打通数据与制图，替代手动配置
支持“自然语言检索→数据可视化展示”的联动流程，突破传统制图需要手动调整渲染方案、调整图层顺序、设置图例、注记等的痛点，实现自然语言一键制图，支持数据检索上图、单色渲染、分级渲染、专题图自动生成等。
（3）智能业务建模：理解与自动建模能力，零代码建模支持
突破传统GIS建模需写代码、拼流程、懂算法的高门槛，用户仅用自然语言或上传文档，即可自动拆解流程、匹配算子、生成可运行模型，实现零代码构建专业空间分析模型。
（4）基于MCP的工具调用与管理：任务规划与工具调用，灵活配置工具库
GA Plus现有的空间分析工具、在线建模算子合计上百种处理工具均可配置为MCP工具，同时支持将自定义算子和构建的模型配置为MCP工具，大模型可全自动规划调用完成复杂空间分析计算过程，满足丰富的业务场景。
（5）知识库扩展：大模型业务能力的个性化升级
突破通用大模型在专业垂直领域回答不准、不贴合业务的瓶颈，支持私有化知识库构建，可上传行业文档构建专属知识体系，让问答与建模更精准、更合规。
（6）智能错误诊断：突破任务报错排查难瓶颈
突破传统GIS任务失败后定位难、排错久、依赖专家的瓶颈，实现快速自动诊断，自动识别数据源错误、参数错误、权限问题、环境问题等，并直接给出修复方案，排错效率提升超百倍。
（7）第三方集成：快速扩展时空智能能力
GA Plus MCP Server基于MCP标准协议，实现快速扩展第三方业务系统智能化GIS分析计算能力，支持通过SSE、Streamable HTTP接入，实现一站式时空智能协同。
四、实施效果
1、性能突破
（1）大规模矢量叠加分析：基于海光C86-4G，以全国2.1亿建筑面数据与4.3万乡镇行政区划数据为测试基底，通过全链路协同优化，执行周期从优化前的23分5秒压缩至12分52秒。进一步，在海光C86-4G/H平台开展全链路协同优化，该场景执行周期压缩至7分41秒。
（2）复杂栅格转矢量：基于海光C86-4G/H平台，以高精度DEM影像数据为测试基底，将海量栅格数据转换为矢量多边形的处理时间从约450分钟（非海光平台）大幅压缩至40分24秒，性能提升达11.14倍，成功实现从“跑不通、不敢跑”到“一次提交、自动跑通”的业务跨越。
（3）高并发动态地图服务：基于海光C86-4G/H平台，以湖北省OSM建筑数据（约820万要素）为测试基底，动态地图服务平均响应时间降至74ms，高并发地图访问体验从“流畅”迈入“无感”。
2、业务价值
海光与易智瑞联合解决方案已在上海市规划和自然资源局统一地理信息服务平台等项目成功落地。GeoScene平台+麒麟操作系统+海光芯片支撑的统一地理信息平台，为业务层提供了地图浏览、定位、查询、分析、数据上报等可持续、平稳运行的地理相关服务。在满足上海市时空大数据和云平台对地理平台软件的要求同时，对安全性也进行了加强，确保用户能够使用大数据和云平台实现地图服务的快速发布、地理互操作的快速响应，以及时空信息的共享交换。
同时，方案可深度服务于自然资源、农业气象、交通、城市治理等多个政务领域。在自然资源领域，支撑全省多市县数据批量质检与标准化报表自动化输出，大幅缩短业务周期；在农业气象领域，可有效支撑精准农业、作物布局优化、气候适应性评估与农业灾害预警等业务；在城市治理领域，实现城市管理问题精准定位、资源配置智能评估、交通状态实时感知，为城市精细化治理、一网统管、应急联动与公共服务优化提供稳定、高效、全面的空间大数据能力。
五、未来展望
海光CPU、DCU与易智瑞GeoScene平台联合解决方案，以全栈协同优化为核心，将国产异构算力精准释放到空间信息领域，解决了传统GIS平台算力不足、智能化滞后、国产化适配难三大行业痛点，为自然资源、智慧城市、水利应急等重点行业数字化转型提供坚实底座。
未来，海光信息与易智瑞将进一步深化合作，持续以真实业务场景为牵引，聚焦政务及重点行业的业务痛点，不断优化软硬件协同效率，助力中国空间信息产业实现自主、安全、高效、智能的高质量发展，为数字中国建设注入强劲动力。
完成单位：海光信息技术股份有限公司、易智瑞信息技术有限公司
完成人：王石磊、于萦雪、康来成、赵赫