大数据时代的智慧城市_王家耀

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《测 绘 科 学 》: 您 如 何 定 义 智 慧 城 市? 智 慧 城 市与数字城市的关系是什么?
王家耀:智慧城市是城市信息化的高级阶段。 这里有必 要 先 说 智 慧 城 市 与 智 能 城 市。 智 慧 是 针 对大系统、巨系统的。城市是一个巨系统,是人、 自然、社会、 经 济、 人 文 等 的 综 合 体。 其 中 人 是 城市的主 体。 对 于 城 市、 省、 国 家、 地 球 这 样 的 巨系 统,智 慧 是 可能 的。智 能 是 针 对 某 项 技 术、 某种仪 器 设 备 的。 如 智 能 传 感 器、 智 能 标 签、 智 能手机、智 能 机 器 人、 智 能 地 雷、 智 能 卡、 智 能 火炮、智能设计、智能武器、智能终端,……。
智慧城市 简 单 地 说, 就 是 让 城 市 更 聪 明, 本
第5期
Baidu Nhomakorabea
王家耀 大数据时代的智慧城市

质上是让作为城市主体的人更聪明。它是通过互 联网把无处不在的被植入城市物体的智能化传感 器连接起来形成的物联网,实现对物理城市的全 面感知,利 用 云 计 算 等 技 术 对 感 知 信 息 进 行 智 能 处理和分 析, 实 现 网 上 “数 字 城 市 ” 与 物 联 网 的 融合,并发 出 指 令,对 包 括 政 务、民 生、环 境、 公共安全、城 市 服 务、 工 商 活 动 等 在 内 的 各 种 需 求做出智能化响应和智能化决策支持。
一个需要:我国数字城市进一步发展的需要。 目前,我国 的 城 市 信 息 化 建 设 绝 大 部 分 还 停 留 在 数字化、 网 络 化 阶 段, 而 一 旦 数 字 化、 网 络 化 发 展成熟,积累 了 大 量 数 据, 势 必 就 会 产 生 进 一 步 的信息化需求,这就是智 能 化。数 字 化 是 基 础, 智能化是提升。
《测绘 科 学 》: 城 市 信 息 化 建 设 与 数 字 城 市、 智慧城市是什么关系?
王家耀:在当 今 知 识 经 济 时 代, 以 信 息 技 术 为主要手 段 的 科 技 进 步 促 使 这 个 时 代 的 经 济 社 会 生活发生了新的巨大的变化,城市信息化的程度 和水平已成为衡量城市经济、社会发展综合实力 和文明程度的主要指标。城市信息化建设的三个 基本阶段: 数 字 化、 网 络 化、 智 能 化。 数 字 化 是 将城市各部门、行业 信 息 的 传 统 物 理 媒 介 (纸 质 表 格等)转变成计算 存 储 的 数 字 系 统, 从 而 提 高 城 市 各部门、各 行 业 “个 体 ” 的 效 率; 网 络 化 是 把 分 散的城市各 部 门、 行 业 的 数 字 化 要 素、 单 元 和 系 统连接起来, 形 成 各 部 门、 行 业 互 联 互 通 的 城 市 信息流系统, 从 而 提 高 整 体 效 率; 智 能 化 是 对 已 有的城市信息流系统进行深入分析,找出其中的 瓶颈或可以优化的环节,用人工智能技术加以解 决,提高自动化 和 智 能 化 程 度。 智 慧 城 市 是 21 世 纪的战 略 目 标,是 城 市 信 息 化 的 高 级 阶 段,是 “数字化→网络化→智能化” 的必然。
《测 绘 科 学 》: 什 么 是 数 字 城 市 ? 王家耀: 《智 慧 中 国 地 理 空 间 智 能 体 系 研 究 报 告(2013)》 称: 截 至 2013 年, 全 国 333 个 地 级 市 全 部 启 动 数 字 城 市 建 设 , 累 计 建 成 230 个 数 字 城 市 并 投 入 使 用 , 同 时 启 动 了 150 多 个 县 级 市 的 数 字 城 市建设。 这 个 结 论 涉 及 到 对 “什 么 是 数 字 城 市 ” 的认识问题。 数字城 市 是 城 市 信 息 化 的 初 级 阶 段, 可 以 从
图1 “数字城市” 的总体框架
《测 绘 科 学 》: 我 国 数 字 城 市 建 设 进 展 现 状 如何?
王家耀:主要有6个方面: 1)城市 通 信 网 络 基 础 设 施 建 设 为 数 字 城 市 铺 设了 “信息高速公路”。 2)城市 空 间 信 息 基 础 设 施 建 设 为 数 字 城 市 奠 定了 “地理空间 框 架”。 数 字 城 市 基 础 地 理 空 间 信 息平台基本建成,并投入使用。
科学、技 术 和 应 用 三 个 层 面 来 理 解 “数 字 城 市 ” 的内涵。综合 起 来 可 以 认 为: 数 字 城 市 是 城 市 信 息化发展 的 初 级 阶 段 的 产 物。 它 是 以 城 市 信 息 基 础设 施 (网 络、 数 据 )为 支 撑, 采 用 GIS、RS、 GNSS及计算机技术,以可视化方式再现城市 “自 然、社会、经济” 复 合 系 统 的 各 类 资 源 的 空 间 分 布状况,对城 市 规 划、 建 设 和 管 理 的 各 种 方 案 进 行模拟、分析 和 研 究 的 城 市 信 息 系 统 体 系。 包 括 电子政务系统、电子商务与现代物流、数字企业、 数字社区 等 等 内 容。 用 一 个 框 图 来 描 述 一 下 可 能 更清楚:
术、云计算技术、智能统计分析和数据挖掘技术、 基于网络/网格的智 能 服 务 技 术 以 及 智 能 化 实 时 动 态可视化 技 术 等, 而 这 些 也 正 是 “智 慧 城 市 ” 建 设涉及的关键技术, “智 慧 城 市” 建 设, 必 然 产 生 大数据, 大 数 据 的 应 用 必 将 推 进 “智 慧 城 市 ”, “大数据时代” 的 到 来 和 “智 慧 城 市” 的 兴 起, 都 是全球信 息 化 发 展 到 高 级 阶 段 的 新 产 物; ② 互 联 网、物联网和感知技术支撑智慧城市大数据获取: 维基百科对物 联 网 (IOT)的 定 义: 把 感 应 器 (感 知 设备)装 备 到 电 网、 铁 路、 桥 梁、 隧 道、 公 路、 建 筑、供水 系 统、 大 坝、 油 气 管 道 及 家 用 电 器 等 城 市的各种真 实 物 体 上, 通 过 互 联 网 联 接 起 来, 进 而运行特定 的 程 序, 达 到 远 程 控 制, 实 现 全 球 互 联和透彻 感 知, 为 “智 慧 城 市 ” 的 大 数 据 获 取 提 供强大支持;③云计 算、 网 格 计 算 为 “智 慧 城 市” 大数据处 理 和 服 务 提 供 强 大 支 撑: 云 计 算 是 一 种 新的计算模式,它把IT 资 源、 数 据 资 源 等 通 过 虚 拟化技术管 理 起 来, 组 成 一 个 庞 大 的 “资 源 池 ”, 并将其作 为 服 务 通 过 网 络 传 输 给 用 户, 用 户 只 要 通过网络进 行 连 接, 并 得 到 授 权, 就 可 以 使 用 这 些能力和 资 源, 网 格 是 构 建 在 互 联 网 上 的 一 种 新 技术,其本 质 是 利 用 高 速 互 联 网 把 分 布 在 不 同 地 理位置 的 计 算 机 组 织 成 一 台 “虚 拟 超 级 计 算 机 ”, 实现网格 节 点 上 的 所 有 资 源 的 全 面 共 享 和 协 同 工 作,即将网格 上 的 所 有 资 源 动 态 集 成 起 来, 形 成 一个有机 整 体, 在 动 态 变 化 的 多 个 组 织 间 共 享 资 源和协同解决问题。

测绘科学
第 39 卷
3)电子 政 务 和 各 部 门 业 务 应 用 系 统 建 成 并 逐 渐投入使用。
4)数字企 业、 电 子 商 务 与 现 代 物 流 平 台 开 始 建设,并产生了良好效益,示范作用明显。
5)数 字 城 市 的 社 会 公 众 服 务 有 了 良 好 开 端 。 6)数 字 城 市 整 体 规 划 启 动, 总 体 建 设 方 案 形成。 《测绘科学 》: 我 国 数 字 城 市 建 设 还 存 在 哪 些 问题? 王家耀:我认为有4个方面问题: 1)信 息 获 取 手 段 单 一, 缺 乏 动 态 更 新, 导 致 实时性 差, “数 字 城 市 ” 与 “现 实 城 市 (物 理 城 市)” 不够一致,影响感知城市的真实性。 2)未能充 分 利 用 城 市 网 络 基 础 设 施, 各 部 门 业务信息系 统 未 联 网, 信 息 不 能 共 享; 城 市 空 间 信息系统异构现象突出,系统之间不能互联互通 互操作,无法协同运行和解决重大复杂问题。 3)数据的 多 源 异 构 问 题 突 出。 不 同 时 期 采 用 了不同的时空基准,不同部门或行业对同一事物 (目标)的 分 类 分 级 和 解 释 不 同 (语 义 不 一 致 )、 数 据生产时间不同(时 间 不 一 致)、 不 同 比 例 尺 (尺 度 不一致)地图(空间 数 据)上 表 示 的 内 容 及 表 示 方 法 有差异,导致无法提供一致性地理空间数据服务。 4)对城市 信 息 化 建 设 过 程 中 的 数 字 化、 网 络 化、智能化及 其 相 互 关 系 认 识 不 清, 缺 乏 科 学 的 规划和顶层设计,数字城市建设在实际应用中的 作用还不够明显。 《测绘科学 》: 当 前 推 动 由 数 字 城 市 到 智 慧 城 市的主要动力有哪些? 王家耀:用4个需求、3 个 支 撑 和 一 个 需 要 来 说明。 更高的 社 会 化 需 求 主 要 来 自 政 府、 企 业 和 公 众:①政府在 综 合 城 市 规 划、 管 理 和 协 同 解 决 问 题的智能应急决策支持能力方面有更高的 要求; ②企业有更高和更有效的综合规划和管理、智能 商务、智能 生 产 (如 智 能 制 造 )能 力 需 求; ③ 公 众 有更高和更实惠的享受城市信息化给工作、学习 和生活带 来 的 好 处 方 面 的 需 求; ④ 解 决 数 字 城 市 建设存在的问题与社会更高需求之间存在的落差 的需求。 3个支撑:① “大数据时代” 的 到 来 推 生 和 支 撑 “智慧城市”: 在 “大 数 据 时 代 ”, “除 了 上 帝, 任何人都必须用 数 据 来 说 话”, 大 数 据 的 本 质 是 要 用 “大数 据 思 维 ” 去 发 掘 “大 数 据 ” 潜 在 价 值, 最重要的是学会驾驭大数据,涉及到智能感知技
第 39 卷 第 5 期 2014 年 05 月
测绘科学 Science of Surveying and Mapping
Vol.39No.5 May
大数据时代的智慧城市
王家耀
【编者按】 城市是人类文明进步的重要标志,是社会物质和精神财富生产、积 聚 和 传 播 的 中 心, 城 市 化 是 实 现 国 家现代化的一项重要任务。当今,人们都在谈论 “大 数 据 ”, 全 球 信 息 化 已 迈 入 “大 数 据 时 代 ”, 地 球 表 层 的 几 何特征、物理特征和属性特征,城市的所有物理设施、系统、大气、水质、环境,人的行为、位置甚至身体、 生理特征,等等,都成了可被感知、记录、存储和分析的数据。几乎没有什么大数据是不需要和不可以同地理 空间数据集成融合并实时动态可视化的。大数据带来的信息风暴正在变革人们的生活、工作和思维,必将开启 一次重大的时代转型,即思维变革、商业变革和管理变 革。 《测 绘 科 学》 曾 在 2014 年 第 一 期 对 李 德 仁 院 士 做 过 专访,李院士就智慧地球时代的测绘地理信息学科 建 设 以 及 位 置 云、 遥 感 云、 视 频 与 GIS 融 合 以 及 空 天 地 一 体 化传感网等方面给我们系统展示了智慧地球。2014年2月28日上午,中国工程院院士、地图学与地理 信 息 工 程 专家、解放军信息工程大学教授王家耀应中国测绘科学研究院邀请,作了:《“大 数 据 时 代” 的 到 来 与 “智 慧 城 市” 的兴起》 的报告。之后 《测绘科学》 编辑 部 对 王 家 耀 院 士 进 行 了 专 访。 王 院 士 从 城 市 信 息 化 建 设 入 手, 围 绕大数字时代的智慧城市建设可持续发展需求, 回 答 了 什 么 是 “智 慧 城 市 ” 的 概 念, 以 及 对 为 什 么 要 建、 建 一 个什么样和怎样建设智慧城市等问题做了精彩的阐述。
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