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，改變了原本對數(shù)據(jù)資源整合的看法，也從不同的角度對綜合信息進(jìn)行了分析。本文將對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，對關(guān)鍵技術(shù)的研究內(nèi)容、研究方向和技術(shù)重點進(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、實施動態(tài)生成等等。同時，還涵蓋多層級的城市綜合信息研究內(nèi)容和方向上的展示，與此同時，對系統(tǒng)的內(nèi)部體系架構(gòu)和總體技術(shù)的路線以及實際建設(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;實現(xiàn)

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的時代背景下，新一代的網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)如：移動寬帶網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等的發(fā)展和社會中的廣泛應(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)作為平臺構(gòu)建的載體，同時將專題數(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，這一平臺的構(gòu)建服務(wù)了社會、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，對于城市發(fā)展起到了推動作用，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)一步對城市綜合信息中模式的發(fā)展趨勢、變化的趨勢以及決策價值等進(jìn)行深入挖掘，這仍是需要在智慧城市建設(shè)中要解決的問題和面臨的挑戰(zhàn)。

一、系統(tǒng)總體框架設(shè)計

智慧城市的建立包括多種不同類型，對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層次，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層、平臺層、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感知終端。如，我們最常聽到的二維碼標(biāo)簽、二維碼標(biāo)簽識讀器、RFID標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽讀寫器、GPS、攝像頭、傳感器網(wǎng)絡(luò)等。這幾個感知終端具有十分重要的作用，能夠識別出不同的物體，并對其信息加以采集。網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是對信息進(jìn)行傳輸，該層面是由于多個網(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)行及時的對接，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，保證海量信息及時傳遞;平臺層的作用是提取、管理數(shù)據(jù)的目錄，有針對性的進(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)對所獲取信息進(jìn)行實際應(yīng)用，它最大的優(yōu)勢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，在用戶決策時提供有效參考。

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

數(shù)據(jù)在來源上的廣泛性的特點決定了數(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)來源和動力，只有發(fā)揮出系統(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)勢作用，對城市建設(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）城市級時空綜合數(shù)據(jù)模型

空間特征和時間特征是城市中各個要素都具有的明顯性特點，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，對各方信息進(jìn)行集中處理。與此同時，要以數(shù)據(jù)模型的方式建立一個多維度的時間變化模型，將空間和時間關(guān)聯(lián)表述清楚。城市級時空綜合數(shù)據(jù)模型不僅能夠從多個尺度、多個時態(tài)、多個維度甚至是多個專題的四個維度的角度來完成對城市級時空綜合數(shù)據(jù)概念模型的建立。在對空間尺度的劃分方面和不規(guī)則多級劃分城市區(qū)域時，可以利用嵌套的關(guān)系，也就是說，要凸顯多尺度劃分的優(yōu)勢特點，對城市地理空間位置進(jìn)行描述?；跁r間尺度的劃分，則要將城市按照單元進(jìn)行排列，以時間節(jié)點為核心加以記錄，凸顯時序上的優(yōu)勢。而在綜合信息應(yīng)用上，則要對多源異構(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、存儲及動態(tài)更新

在城市級時空綜合數(shù)據(jù)庫的實際建設(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)制的問題。政府各部門的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)都是獨立進(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)的存儲方式和數(shù)據(jù)平臺的構(gòu)建都存在著或大或小的差異，并且需要通過清洗、重組、融合等方式對這些混亂復(fù)雜、毫無頭緒的信息源進(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)以及動畫數(shù)據(jù)等都受到了越來越多的關(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，對數(shù)據(jù)的管理、數(shù)據(jù)的存儲、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，帶來了新的挑戰(zhàn)。公共信息平臺是數(shù)據(jù)交換，信息流動的主要場所，數(shù)據(jù)就是平臺的“生命”，是保證平臺能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)。所以說，若想建立一個長效的機(jī)制體系，實現(xiàn)長期的平穩(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，利用多個分中心和異構(gòu)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫間的聯(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）城市級空間全要素編碼

對于其他各領(lǐng)域信息來說，無論是信息的管理、分析還是最終的存儲，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)到實現(xiàn)專題數(shù)據(jù)間的深層次融合需要打破常規(guī)的對空間進(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)則空間格來實施操作。這一突破性技術(shù)能走出固有的局限性，提高實體空間目標(biāo)與剖分空間之間的對應(yīng)性，盡可能的實現(xiàn)對城市空間地域的全編碼處理。我們常見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，突破原來的行業(yè)壁壘，打破內(nèi)部行業(yè)限制，對專題信息加以集中整合并對外進(jìn)行展示。借助多種技術(shù)方法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的深入挖掘，提取對空間發(fā)展有利的信息數(shù)據(jù)。

城市綜合信息分析對象應(yīng)當(dāng)滿足面向多用戶、分析多尺度、展示多維度、對比多時態(tài)、專題多相關(guān)等特點。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，統(tǒng)計與分析地圖尺度級別并進(jìn)行識別和精細(xì)定位統(tǒng)計分析、粒度控制統(tǒng)計分析。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，對城市地理空間進(jìn)行全面多角度的展示。多時態(tài)對比指對比分析不同時期的遙感衛(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)平臺的支撐，需要多方數(shù)據(jù)之間的融合，本文就如何設(shè)計智慧城市管理系統(tǒng)進(jìn)行了分析和探討，希望能為同行提供參考。

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