随着大数据时代的到来,物联网和互联网技术的快速发展,智慧城市建设在显著加快,具有时间和空间属性的大数据呈爆炸性的态势增长。如何组织管理海量的多源异构时空大数据俨然成为城市建设重点解决的问题。东营市作为自然资源部成立以来的第一个智慧城市建设试点,其汇聚的时空大数据更加契合自然资源部“两统一”的职责。充分考虑到目前的时空大数据分类体系未能很好地衔接自然资源数据,亦缺乏可扩展性和可共享性,本文基于智慧东营建设试点中时空大数据的汇聚内容,提出一套可扩展、可共享融合的智慧城市时空大数据分类体系。该体系分为基础时空数据、公共专题数据、物联网实时感知数据、互联网在线抓取数据、自然资源数据和本地特色扩展数据6种大类,共包括18个一级类型、65个二级类型、24个三级类型,为后续的智慧城市建设中时空大数据的采集和汇聚提供科学的参考依据,也避免了数据的采集重复、遗漏等问题。针对智慧东营建设试点中数据标识不唯一、数据组织困难、数据存储信息不完整等问题,本文提出一种基于多级格网的时-空-类立方体概念模型,该模型以结构化空间数据为主要研究对象,其思路是先构建一个全球多级格网框架,采用空间填充曲线Z曲线的空间索引对网格进行编码,再以最小外包矩形作为空间数据的索引赋予唯一空间标识。通过将数据转换到统一的空间参考系统,实现将二维空间数据的表达转换成一维平面格网的表达,通过赋予唯一空间编码,实现对数据的唯一空间标识。在数据存储过程中,通过概念模型将空间数据的网格编码、空间信息、时间信息、属性信息整合起来并存储到数据库表中,从而实现空间数据的空间位置和三个维度信息的综合集成。而对非结构化的数据,采用数据挂接的方式将非结构化数据的属性信息挂接到对应的空间数据,作为空间数据的扩展项,从而实现异构时空大数据的综合组织。最后,将本文提出的多级格网框架利用封装的思想,通过图层的方式集成到智慧东营时空大数据平台中,并且将概念模型成功应用于智慧东营建设试点项目中数据的组织和存储,进一步验证了该模型的实用性。