智慧城市在區(qū)域經(jīng)濟(jì)下的發(fā)展綜合分析

郭偉業(yè)

摘 要：在數(shù)字城市到智慧城市的這一轉(zhuǎn)變的背景下，數(shù)據(jù)信息間的交流置換需求已經(jīng)不僅僅是數(shù)據(jù)的單純共享，而是向數(shù)據(jù)的整合分析這一需求發(fā)展，改變了原本對(duì)數(shù)據(jù)資源整合的看法，也從不同的角度對(duì)綜合信息進(jìn)行了分析。本文將對(duì)智慧城市的綜合信息分析系統(tǒng)中涉及的技術(shù)以及技術(shù)特征進(jìn)行分析，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的研究?jī)?nèi)容、研究方向和技術(shù)重點(diǎn)進(jìn)行了深入探討，所研究探討的內(nèi)容涉及到與智慧城市相關(guān)的技術(shù)研究，如全要素編碼分析、數(shù)據(jù)模型構(gòu)建分析、實(shí)施動(dòng)態(tài)生成等等。同時(shí)，還涵蓋多層級(jí)的城市綜合信息研究?jī)?nèi)容和方向上的展示，與此同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的內(nèi)部體系架構(gòu)和總體技術(shù)的路線以及實(shí)際建設(shè)和應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：智慧城市;綜合信息分析系統(tǒng);設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn)

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的時(shí)代背景下，新一代的網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)如：移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等的發(fā)展和社會(huì)中的廣泛應(yīng)用使得信息化不斷地向著更高的階段進(jìn)行發(fā)展，完成了由信息化到智慧化轉(zhuǎn)變，也使得“智慧城市”這一概念在不斷地完善的同時(shí)迅速崛起并得到了廣泛的應(yīng)用。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的依托下，將基礎(chǔ)的地理空間數(shù)據(jù)作為平臺(tái)構(gòu)建的載體，同時(shí)將專題數(shù)據(jù)這一部分的內(nèi)容融入到業(yè)務(wù)中構(gòu)建智慧城市公共信息平臺(tái)，這一平臺(tái)的構(gòu)建服務(wù)了社會(huì)、服務(wù)了公眾、服務(wù)了政府部門以及事業(yè)單位和企業(yè)，提供了公共信息查詢、信息分析以及決策信息輔助等服務(wù)，最為重要的是為智慧城市的構(gòu)建打下了良好的基礎(chǔ)，建立起了整體框架。雖然數(shù)字城市的建設(shè)憑借其地理空間框架的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于城市發(fā)展起到了推動(dòng)作用，有助于提高資源數(shù)據(jù)的利用效率。然而，在城市空間信息多元化異構(gòu)方面卻存在嚴(yán)重不足。如何在信息資源共享的前提下進(jìn)一步對(duì)城市綜合信息中模式的發(fā)展趨勢(shì)、變化的趨勢(shì)以及決策價(jià)值等進(jìn)行深入挖掘，這仍是需要在智慧城市建設(shè)中要解決的問(wèn)題和面臨的挑戰(zhàn)。

一、系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

智慧城市的建立包括多種不同類型，對(duì)框架體系的層次性也提出了嚴(yán)格的要求。從邏輯結(jié)構(gòu)上分類，可以主要分化為六個(gè)層次，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層以及用戶層。作為物聯(lián)網(wǎng)最基礎(chǔ)的層面，感知層也可以看作是終端層，在這一層中其中包含多個(gè)感知終端。如，我們最常聽(tīng)到的二維碼標(biāo)簽、二維碼標(biāo)簽識(shí)讀器、RFID標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽讀寫器、GPS、攝像頭、傳感器網(wǎng)絡(luò)等。這幾個(gè)感知終端具有十分重要的作用，能夠識(shí)別出不同的物體，并對(duì)其信息加以采集。網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是對(duì)信息進(jìn)行傳輸，該層面是由于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共同組成的，包括通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以及物聯(lián)網(wǎng)。顧名思義，數(shù)據(jù)層最主要的任務(wù)就是搜集數(shù)據(jù)，將從終端得到的信息與業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的對(duì)接，然后得出精準(zhǔn)的分析，并反復(fù)確認(rèn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)這樣的方式，能夠找到信息與城市地理空間之間的關(guān)系，從中判斷出所需的發(fā)展方式，進(jìn)而建立智能化的平臺(tái)，保證海量信息及時(shí)傳遞;平臺(tái)層的作用是提取、管理數(shù)據(jù)的目錄，有針對(duì)性的進(jìn)行審批服務(wù)，保證信息發(fā)布的一致性，從而維護(hù)好系統(tǒng)的運(yùn)行;應(yīng)用層負(fù)責(zé)對(duì)所獲取信息進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，它最大的優(yōu)勢(shì)在于能夠利用好空間數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)開展深度融合，在用戶決策時(shí)提供有效參考。

二、系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)在來(lái)源上的廣泛性的特點(diǎn)決定了數(shù)據(jù)綜合分析的有效性和決策支持的有效性，各種空間數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)是支撐綜合信息分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源和動(dòng)力，只有發(fā)揮出系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，對(duì)城市建設(shè)情況加以深入了解，才能挖掘出有效信息，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供指導(dǎo)。

（一）城市級(jí)時(shí)空綜合數(shù)據(jù)模型

空間特征和時(shí)間特征是城市中各個(gè)要素都具有的明顯性特點(diǎn)，智慧城市的下的信息分析要將不同要素之間的關(guān)系理順清楚，并找到其中的相似點(diǎn)，對(duì)各方信息進(jìn)行集中處理。與此同時(shí)，要以數(shù)據(jù)模型的方式建立一個(gè)多維度的時(shí)間變化模型，將空間和時(shí)間關(guān)聯(lián)表述清楚。城市級(jí)時(shí)空綜合數(shù)據(jù)模型不僅能夠從多個(gè)尺度、多個(gè)時(shí)態(tài)、多個(gè)維度甚至是多個(gè)專題的四個(gè)維度的角度來(lái)完成對(duì)城市級(jí)時(shí)空綜合數(shù)據(jù)概念模型的建立。在對(duì)空間尺度的劃分方面和不規(guī)則多級(jí)劃分城市區(qū)域時(shí)，可以利用嵌套的關(guān)系，也就是說(shuō)，要凸顯多尺度劃分的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，對(duì)城市地理空間位置進(jìn)行描述?；跁r(shí)間尺度的劃分，則要將城市按照單元進(jìn)行排列，以時(shí)間節(jié)點(diǎn)為核心加以記錄，凸顯時(shí)序上的優(yōu)勢(shì)。而在綜合信息應(yīng)用上，則要對(duì)多源異構(gòu)業(yè)務(wù)進(jìn)全面分析，整合和理清數(shù)據(jù)資料，并經(jīng)過(guò)整理、加工、分析明確信息采集的居停形式，構(gòu)建判斷路徑，從而提供多專題的信息服務(wù)。

（二）多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合、存儲(chǔ)及動(dòng)態(tài)更新

在城市級(jí)時(shí)空綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)際建設(shè)和應(yīng)用中面臨著政府各部門系統(tǒng)建立、城市數(shù)據(jù)方面已解決管理機(jī)制的問(wèn)題。政府各部門的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)都是獨(dú)立進(jìn)行建設(shè)的，而且政府各部門數(shù)據(jù)的類型、組織、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式和數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建都存在著或大或小的差異，并且需要通過(guò)清洗、重組、融合等方式對(duì)這些混亂復(fù)雜、毫無(wú)頭緒的信息源進(jìn)行凈化后才能達(dá)到獲取有效信息的目的。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展以及在各方面的廣泛應(yīng)用，城市的感知和新的數(shù)據(jù)形式如：文本數(shù)據(jù)、音頻視頻數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)以及動(dòng)畫數(shù)據(jù)等都受到了越來(lái)越多的關(guān)注和重視。這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)上的分散異構(gòu)和數(shù)據(jù)量上的龐大，對(duì)數(shù)據(jù)的管理、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)間的傳輸和數(shù)據(jù)的共享都提出了全新的標(biāo)準(zhǔn)和要求，帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。公共信息平臺(tái)是數(shù)據(jù)交換，信息流動(dòng)的主要場(chǎng)所，數(shù)據(jù)就是平臺(tái)的“生命”，是保證平臺(tái)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)。所以說(shuō)，若想建立一個(gè)長(zhǎng)效的機(jī)制體系，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的平穩(wěn)運(yùn)行，就必須分配好各方職責(zé)，按照周期進(jìn)行管理，對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性加以確認(rèn)。

系統(tǒng)構(gòu)建是一種集中管理的架構(gòu)方式，其核心在于能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)之間的融合與集中管控，利用多個(gè)分中心和異構(gòu)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)間的聯(lián)系銜接完成了抽取數(shù)據(jù)、審查數(shù)據(jù)、清洗數(shù)據(jù)、編碼數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作，從系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)完成了數(shù)據(jù)服務(wù)性能的提高。系統(tǒng)元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)日志記錄數(shù)據(jù)的利用保證了數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性。

（三）城市級(jí)空間全要素編碼

對(duì)于其他各領(lǐng)域信息來(lái)說(shuō)，無(wú)論是信息的管理、分析還是最終的存儲(chǔ)，都與城市地理空間發(fā)展息息相關(guān)。傳統(tǒng)的空間剖分的方法是基于規(guī)則格網(wǎng)（如四叉樹）進(jìn)行，但是為了達(dá)到實(shí)現(xiàn)專題數(shù)據(jù)間的深層次融合需要打破常規(guī)的對(duì)空間進(jìn)行剖分的策略，在地理空間內(nèi)部開展多層次的剖分，并借助不規(guī)則空間格來(lái)實(shí)施操作。這一突破性技術(shù)能走出固有的局限性，提高實(shí)體空間目標(biāo)與剖分空間之間的對(duì)應(yīng)性，盡可能的實(shí)現(xiàn)對(duì)城市空間地域的全編碼處理。我們常見(jiàn)的需要深層次融合的專題數(shù)據(jù)有人口、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、交通、規(guī)劃等。

（四）多層級(jí)城市綜合信息展示與分析

數(shù)據(jù)信息的獲取以及智慧城市的建立，其最終目標(biāo)都是要對(duì)所獲取信息進(jìn)行有效的應(yīng)用。所以，首要分析要確保準(zhǔn)確性，要以模型建立為基礎(chǔ)。因此，綜合信息分析系統(tǒng)的核心就是獲取地理空間信息，突破原來(lái)的行業(yè)壁壘，打破內(nèi)部行業(yè)限制，對(duì)專題信息加以集中整合并對(duì)外進(jìn)行展示。借助多種技術(shù)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的深入挖掘，提取對(duì)空間發(fā)展有利的信息數(shù)據(jù)。

城市綜合信息分析對(duì)象應(yīng)當(dāng)滿足面向多用戶、分析多尺度、展示多維度、對(duì)比多時(shí)態(tài)、專題多相關(guān)等特點(diǎn)。面向多用戶指的是要根據(jù)不同用戶需求提供給用戶不同的功能。分析的多尺度指的是在分析地理空間上的業(yè)務(wù)信息時(shí)，統(tǒng)計(jì)與分析地圖尺度級(jí)別并進(jìn)行識(shí)別和精細(xì)定位統(tǒng)計(jì)分析、粒度控制統(tǒng)計(jì)分析。展示的多維度指的是指系統(tǒng)支持展示多維度的地理空間信息，對(duì)城市地理空間進(jìn)行全面多角度的展示。多時(shí)態(tài)對(duì)比指對(duì)比分析不同時(shí)期的遙感衛(wèi)星和航攝影像，直觀地展示城市建設(shè)的變化。多相關(guān)專題指系統(tǒng)支持跨部門、跨業(yè)務(wù)的專題相關(guān)信息的展示。

綜上、智慧城市系統(tǒng)的構(gòu)建需要大數(shù)據(jù)平臺(tái)的支撐，需要多方數(shù)據(jù)之間的融合，本文就如何設(shè)計(jì)智慧城市管理系統(tǒng)進(jìn)行了分析和探討，希望能為同行提供參考。

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