基于三維城市和云計(jì)算的智能城市研究策略探討

丁盛

(華匯工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司)

1 引言

眾所周知，當(dāng)今社會(huì)日異月新，無論是經(jīng)濟(jì)還是科技都在快速地進(jìn)步，無可避免地，我國的城市化建設(shè)也呈現(xiàn)出一種高速發(fā)展的趨勢(shì)，不僅城市規(guī)模日益擴(kuò)大，城市人口也在與日俱增，城市建設(shè)中的很多基礎(chǔ)設(shè)施都在不斷更新和進(jìn)步。由于每個(gè)城市的軟硬環(huán)境條件不一樣，城市人口又往往來源于世界各國區(qū)域，加上人們對(duì)于當(dāng)今生活服務(wù)質(zhì)量和效率的要求越來越高，怎樣利用現(xiàn)代技術(shù)實(shí)現(xiàn)精細(xì)快捷的城市管理，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。智能城市，是在智能小區(qū)和城市綜合體后被提出的一種新型服

務(wù)體系。利用三維城市和云計(jì)算相結(jié)合服務(wù)于智能城市，是研究探討的主要內(nèi)容，希望其能夠提高公共服務(wù)的質(zhì)量和效率，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

2 智能城市的基本概念

所謂智能城市，在某種意義上說，是指將智能小區(qū)以及城市綜合體的概念融為一體，前者說的主要是實(shí)現(xiàn)住戶吃、穿、住、行日常生活方面的物業(yè)智能化管理，而后者主要指的是實(shí)現(xiàn)城市多種生活功能的統(tǒng)一。智能城市傳承了兩者的概念以及特點(diǎn)，但是與二者又不完全相同。智能城市服務(wù)體系規(guī)模較小，整個(gè)服務(wù)體系復(fù)雜性相對(duì)較低，實(shí)現(xiàn)成本也相對(duì)較少。智能城市的目的在于實(shí)現(xiàn)城市的智能化管理，并對(duì)于城市的交通、建筑、教育等各個(gè)方面都實(shí)現(xiàn)智能化，從而滿足人們的生活需求以及對(duì)公共服務(wù)的高質(zhì)量要求[1]。

3 三維城市以及云計(jì)算的基本概念

3.1 三維城市的基本概念

三維城市是當(dāng)今社會(huì)數(shù)字城市建設(shè)、智能城市建設(shè)的重要組成部分，所謂三維數(shù)字城市是指對(duì)城市建筑、城市地理?xiàng)l件、交通環(huán)境進(jìn)行數(shù)字化三維模擬。與以往的二維數(shù)據(jù)比較，三維數(shù)字城市在對(duì)空間的形容上表現(xiàn)地更為優(yōu)秀，其所表達(dá)的城市結(jié)構(gòu)以及地理空間信息更加顯而易見，因此，三維數(shù)字城市對(duì)于實(shí)現(xiàn)城市的信息化管理、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化智能城市擔(dān)當(dāng)著不可或缺的重要角色。

在當(dāng)今社會(huì)，隨著人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)以及三維城市服務(wù)需求的迅速增加，像手機(jī)定位功能、地圖功能、GPS導(dǎo)航功能，這些功能被人們廣泛并且密切使用，因此三維城市服務(wù)也遇到了一定問題，其主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)很難滿足數(shù)字城市的大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸，另一方面大規(guī)模數(shù)據(jù)增加了用戶獲取需求信息的難度。所以怎么樣才能使得用戶利用三維城市獲取其需求信息變成目前急需解決的內(nèi)容。

3.2 云計(jì)算的基本概念

所謂云計(jì)算，抽象意義上講，指的是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的使用、增多以及交互模式，其能夠提供快捷方便、按需的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。其特點(diǎn)是：①服務(wù)器數(shù)量眾多因此整個(gè)云計(jì)算規(guī)模較大；②所謂云計(jì)算并不是一個(gè)實(shí)體，其虛擬化特點(diǎn)可以滿足用戶在任何區(qū)域利用任何終端獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；③與實(shí)體電腦相比可靠性更高；④因?yàn)樵朴?jì)算提供按需網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，這樣更能符合用戶的需求。總之，云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)或者信息的存儲(chǔ)、處理以及管理，滿足用戶多種服務(wù)需求。其智能化識(shí)別功能、監(jiān)控功能、管理功能以及定位功能，能夠很好地服務(wù)于我們的智能城市建設(shè)服務(wù)體系中。

當(dāng)前，無論是三維城市還是云計(jì)算，都屬于現(xiàn)代社會(huì)中被提出的新概念，把二者進(jìn)行融合，目前可以找到的案例很少，不過把二者進(jìn)行結(jié)合，云計(jì)算傳輸以及處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)可以很好地解決三維城市目前出現(xiàn)的難題，從而更好地推動(dòng)智能城市服務(wù)體系建設(shè)，因此二者結(jié)合是智能城市建設(shè)的必然趨勢(shì)[3]。

4 基于三維城市以及云計(jì)算的智能城市體系設(shè)計(jì)

4.1 體系設(shè)計(jì)目的

三維城市以及云計(jì)算相結(jié)合實(shí)現(xiàn)智能城市體系設(shè)計(jì)，本著把多種服務(wù)功能集中在一起的原則，把三維城市看作實(shí)現(xiàn)智能城市的主要平臺(tái)，借助云計(jì)算實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)傳輸以及處理，從而滿足當(dāng)前社會(huì)人們對(duì)公共服務(wù)質(zhì)量以及效率上的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2 體系應(yīng)用模式

三維城市目前被人們廣泛并且密切使用的功能主要是：手機(jī)定位功能、地圖功能、GPS導(dǎo)航功能，與三維城市一致的是，智能城市指的主要就是愈來愈多的人與公共服務(wù)設(shè)備之間的交流互動(dòng)。智能城市所利用的云計(jì)算模式主要是云計(jì)算模式中的PaaS以及SaaS模式，結(jié)合三維城市目前被使用的主要功能，以下主要對(duì)云計(jì)算SaaS模式進(jìn)行闡述。

在智能城市利用云計(jì)算SaaS模式時(shí)，云計(jì)算中心云服務(wù)主要提供應(yīng)用服務(wù)以及信息服務(wù)。對(duì)于應(yīng)用服務(wù)，其可以實(shí)現(xiàn)定位功能，包括像一些社會(huì)弱勢(shì)群體走失的情況、重要物品的搜尋以及災(zāi)后人員施救，應(yīng)用服務(wù)都可以進(jìn)行監(jiān)控管理。應(yīng)用服務(wù)的兩個(gè)參與者是城市管理者和云服務(wù)提供商。按照微軟公司的定義，云計(jì)算主要是云+客戶端，在智能城市服務(wù)區(qū)部署云計(jì)算客戶端，云中心像客戶端發(fā)送E-Service功能。智能城市管理者無需花錢買軟件，只需要跟服務(wù)提供商租用E-Service功能，最后的收費(fèi)會(huì)根據(jù)實(shí)際使用量進(jìn)行收取。當(dāng)然，智能城市管理者也可以從云中心索要系統(tǒng)補(bǔ)丁、目錄管理、軟件升級(jí)等等服務(wù)。除此以外，云中心具備云存儲(chǔ)功能，當(dāng)智能城市管理者想要對(duì)某些需求數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者備份時(shí)，可以定期從云中心提取需求信息或者數(shù)據(jù)。

對(duì)于信息服務(wù)，其參與者主要包括城市用戶、云服務(wù)提供商以及想要獲取需求信息的第三方。當(dāng)智能城市的用戶人數(shù)較多時(shí)，云服務(wù)提供商依然可以提供智能城市的用戶總體信息。因此，信息服務(wù)需求者可以利用云服務(wù)查詢信息、提取信息、分析信息等等。像地圖功能、GPS導(dǎo)航功能，云服務(wù)信息服務(wù)可以為用戶提供有效的信息支持[2]。

4.3 體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

1）功能表現(xiàn)層

功能表現(xiàn)層應(yīng)該包含兩個(gè)方面，一個(gè)是管理服務(wù)類，一個(gè)是應(yīng)用服務(wù)類。前者可以滿足用戶實(shí)現(xiàn)信息的查詢和提取，后者主要滿足用戶使用定位功能。功能表現(xiàn)層直接跟用戶相聯(lián)系，對(duì)于服務(wù)功能擔(dān)當(dāng)最終交付的作用。

2）用戶層

智能城市用戶是云服務(wù)的活動(dòng)參與者，主要包含5種。①平臺(tái)應(yīng)用開發(fā)者作為軟件平臺(tái)其中一個(gè)角色，在智能城市體系建設(shè)中，要對(duì)整個(gè)體系的功能進(jìn)行完善工作；②智能城市管理者，負(fù)責(zé)整個(gè)服務(wù)平臺(tái)的應(yīng)用；③云中心服務(wù)提供者，主要擔(dān)負(fù)云服務(wù)的日常維護(hù)等工作；④智能城市用戶無疑是智能城市整個(gè)體系的核心部分，其他所有的角色都為滿足其需求而服務(wù)；⑤除了智能城市用戶以外，第三方信息需求者也可以向智能城市服務(wù)體系索取信息，因此也是用戶層包含的角色之一。

3）安全保障層

因?yàn)橹悄艹鞘蟹?wù)體系主要服務(wù)于用戶，其中包含海量用戶的個(gè)人信息，因此在架構(gòu)智能城市服務(wù)體系時(shí)，安全保障體系是其中不可或缺的重要部分，其能夠確保網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)等等安全地運(yùn)行。在保證網(wǎng)絡(luò)安全時(shí)，可以設(shè)置一些授權(quán)認(rèn)證或者數(shù)字簽名的方式來對(duì)用戶實(shí)施身份識(shí)別，然后利用像網(wǎng)絡(luò)隔離、訪問控制的方法來確保網(wǎng)絡(luò)傳輸不會(huì)出現(xiàn)問題。對(duì)于數(shù)據(jù)的備份，可以分成兩部分，一個(gè)是系統(tǒng)的備份，對(duì)于智能城市用戶信息進(jìn)行宏觀備份，再就是用戶方面的備份，滿足用戶想要備份某些需求數(shù)據(jù)的要求[4]。

5 結(jié)束語

綜上所述，智能城市建設(shè)不僅能夠提高城市管理效率和質(zhì)量，對(duì)城市的可持續(xù)發(fā)展也有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，與此同時(shí)，智能城市建設(shè)能夠滿足現(xiàn)代用戶對(duì)于公共服務(wù)的高標(biāo)準(zhǔn)需求，以上從三維城市和云計(jì)算相結(jié)合的角度，對(duì)智能城市建設(shè)進(jìn)行了研究探討，希望能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。

[1]柏強(qiáng),許譯文,王應(yīng)求. 基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的智能城市體研究策略探討[J].硅谷,2013,6(19):136-137.

[2]傅予,賈素玲,楊濤存,張?zhí)旌? 基于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的智能城市體研究[J]. 微計(jì)算機(jī)信息,2011,27(12):71-73+76.

[3]周 靜. 論BIM與GIS結(jié) 合 構(gòu)建智能城市及應(yīng)用[J]. 科技展望,2017,27(15):119.

[4]梁世文,李雪飛. 三維城市建設(shè)的研究探討[J]. 科技傳播,2014,6(06):99+87.