第36卷增刊
2013年8月\
GEOMATICS&SPATIALINFORMATIONTECHNOLOGY
测绘与空间地理信息
Vol.36,Supp.智慧城市的理论与落地建设
石伟伟,杨桂菊,肖开能
1
2
1
(1.北京超图软件股份有限公司,北京100015;2.广西师范学院,广西南宁530001)
摘要:指出智慧城市=数字城市+物联网+云计算+智慧应用,智慧应用是智慧城市的落脚点。分析总结了
智慧城市与数字城市相比的3个共同点和5个不同点,提出了智慧应用与数字应用的区别,并指出物联网、云计算、二三维一体化GIS技术、移动GIS技术是当前智慧城市建设的4大技术特征。文中还介绍了Supermap两个中心(云服务中心和城市运行管理中心)+n个应用的智慧城市务实解决方案。关键词:数字城市;智慧城市;城市云服务中心;城市运营管理中心;智慧应用中图分类号:P208 文献标识码:B 文章编号:1672-5867(2013)S0-0083-05
SmartCity′sTheoriesandPraticalSolutions
(1.SuperMapSoftwareCo.,Ltd.,Beijing100015,China;2.GuangxiTeachersEducationUniversity,Nanning530001,China)
Abstract:SmartCity=DigitalCity+IOT+CloudComputing+SmartApplications,SmartApplicationsarethemostimportant
SHIWei-wei,YANGGui-ju,XIAOKai-neng
1
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differencesbetweenSmartApplicationandDigitalApplicationarealsopointedout.IOT,CloudComputing,SuperMapRealspaceServiceCenterandCityAdministrationCenter)andmanysmartcityapplications.
Keywords:digitalcity;smartcity;citycloudservicecenter;cityadministrationcenter;smartapplications
thingsinSmartCity.ComparedwithDigitalCity,thearticleproposedthreesamepointsandfivedifferentpointsinSmartCity.The
technology,MobileGISarethemaintechnologiesinSmartCity.SuperMapsolutionsaboutSmartyCityincludetwocenters(Cloud
0 引 言
当前,城市信息化建设正处于从数字城市到智慧城市建设的重要转折期,智慧城市已成为城市发展的一个重要目标。“十八大”城镇化发展举措的提出以及对信息化与工业化、城镇化、农村现代化四化融合的阐述,进一步催生了国内智慧城市的热度。国家部委在智慧城市建设的过程中,充分发挥了组织者、引领者的重要作用,住建部、国家测绘地理信息局、工信部、发改委等多部委均开展了智慧城市相关试点示范的建设。
目前,国内智慧城市的建设正处于概念落地和实践探索阶段,地理信息技术和地理信息服务在智慧城市中的重要作用已得到大家的公认。智慧城市的建设是一个长期的过程,从城市地理信息的共享服务、行业应用的建设与整合入手,在信息化的过程中融入智慧的理念,是智慧城市建设的低调务实之道。
收稿日期:2013-06-20
1 对智慧城市的理解
1.1 智慧城市的定义及特征
笔者认为,智慧城市=数字城市+物联网+云计算+智慧应用,如图1所示。
图1 智慧城市定义Fig.1 Definitionofsmartcity
数字城市是智慧城市的基础,物联网和云计算是智慧城市建设的两大核心技术,智慧应用是智慧城市建设
作者简介:石伟伟(1976-),男,河南济源人,高级工程师,博士,2005年毕业于中科院地理环境与资源研究所地图学与地理信息系
统专业,主要从事智慧城市和国土、房产、统计等行业应用项目的设计和建设工作。
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的落脚点。
测绘与空间地理信息 2013年
视化。
5个不同点是指智慧城市更加完善的动态感知能力、时空数据管理能力、二三维一体化应用能力、移动应用能力和智能分析决策能力。
完善的动态感知能力、时空数据管理能力、二三维一和数字城市相比,智慧城市具备4大特征:全面透彻感知、宽带泛在互联、智能融合应用和以人为本的创新,智慧城市具备更强的动态感知能力、共享协同能力、智能决策能力和全民参与能力(如图2
所示)。
图2 智慧城市的特征Fig.2 Featuresofsmartcity
在图2中,动态感知能力包含基于物联网的位置感知、态势感知和身份感知能力;共享协同能力包括一云多端的系统应用形态、基于云架构的信息共享、基于云架构的流程协同以及城市综合管理和应急能力;智能决策能力是指借助于地理分析技术、专业分析模型和数据挖掘技术使系统具备更强的决策能力;全民参与能力则体现为各类移动端应用的广泛建设、信息系统与微博、微信等社交网络(SNS)的集成以及基于众包模式的信息采集能力。
1.2 智慧城市是数字城市的发展和延伸
数字城市建设是智慧城市建设的基础,智慧城市是在数字城市的基础上发展起来的,是数字城市的发展和延伸。离开数字城市,智慧城市就成为无本之木,无源之水。
智慧城市的空间支撑是数字城市,数字城市的地理信息空间框架和各类行业地理信息共享服务平台,是智慧城市建设的重要基础和组成部分。在智慧城市的建设过程中,需要借助于物联网、云计算等技术对现有平台进行升级改造,通过扩充各类地理信息和功能升级,使其“云化”为时空信息云平台,为智慧城市建设提供更加精确、实时、丰富的时空信息服务,来支撑各类智慧应用的建设。
智慧城市既源于数字城市,又高于数字城市。智慧城市比数字城市更智能。位置信息、态势信息和身份识别信息为智慧城市提供重要的动态感知信息,并且在物联网技术、下一代互联网技术和云计算技术的支撑下,能够使城市具备更全面的感知,更高效的协同,更智能的分析能力。
1.3 智慧城市与数字城市的技术比较
智慧城市与数字城市相比,有3个共同点和5个不同点(如图3所示)。
3个共同点是指信息数字化、业务流程化和空间可
体化应用能力、移动应用能力是智慧城市的表面特征,具备了前4点,也就初步具备了建设智慧城市的基础。而智慧决策能力最终决定了城市是否实现了真的智能,这一能力的获得需要大量专业分析模型和数据挖掘技术的应用。
智慧城市需要建设和集成大量的智慧应用。和传统的数字应用相比,智慧应用具备以下6个特点,包括:
1)全面云化的架构;2)对接城市信息服务平台;3)动态感知信息集成;4)二三维一体化应用;5)丰富的移动应用;
6)和微博、微信等社交网络(SNS)
集成。
图3 智慧城市与数字城市的比较
Fig.3 Differencesbetweensmartcityanddigitalcity
1.4 智慧城市中的信息感知
智慧城市的建设需要城市具备灵敏、高效、泛在的感知能力,需要通过感知获取的信息主要有位置信息、态势信息和身份信息。智慧城市的建设中,主要包括3类重要的感知信息。
1)位置感知信息
位置感知方法主要有北斗和GPS卫星定系统、全球卫星定位系统、基站定位、IP定位、SNS定位等。
①基站定位:通过WIFI和手机通信基站,在室内或没有卫星定位信号的情况下,也能获得一定精度的定位信息。当前,室内定位技术的研究是GIS领域的一个热点。
②IP定位:互联网中的IP地址都是有空间位置的,通过IP地址,同样也可以获得使用者的所在位置。2013年3月3日,中国第一个枟互联网IP地理信息标准库枠正式向行业发布。该库的准确率达到85%以上,对中国大陆地区全部IPv4地址达到了98%覆盖率。
③SNS定位(SNS,SocialNetworkingServices,即社交
增刊石伟伟等:智慧城市的理论与落地建设85
网络服务):微博中除了可以通过你所直接标注的地理位置信息外,还可以通过对微博、微信内容中所涉及到地名、兴趣点的分析,即使在没有准确位置的情况下也可以大致推算出所在位置。因此,未来基于SNS的位置分析也会成为位置感知的一种重要补充。
2)态势感知信息
态势感知手段主要有:视频监控识别、无人机、高分遥感影像、三维实景分析以及水利、气象、环保等各类监测设备。
技术发展,以物联网、云计算技术为支持,以感知城市信息、融合城市信息资源、集约化的时空信息服务、智能协同的管理服务为特点,以“两个中心+N个应用”为建设切入点,来构建智慧城市是低调务实之道。
超图智慧城市总体架构由感知层、传输层、数据层、应用层以及标准规范和运行保障体系组成,如图4
所示。
3)身份感知信息
身份感知在身份证件、电子收费、物流管理等领域的智慧应用非常广泛,通过安装电子标签(RFID)、设置二维码等识别对象身份、获取属性信息,为智慧城市提供身份信息感知手段。
1.5 GIS在智慧城市中的重要作用
1)地理信息是智慧城市的重要基础信息
地理信息是智慧城市中最重要的、不可缺少的基础信息。据IDC统计,地球上85%的信息都和空间位置相关。地理空间框架即空间信息基础设施,是城市信息化不可或缺的、基础性的、根本性的信息资源,发展以法定的、统一的地理空间框架为基础,整合人口、法人、社会、经济等信息内容,是智慧城市建设的必然要求。
2)地理信息是智慧城市的重要感知信息
北斗卫星定位系统、无人机航测、高分遥感、倾斜摄影测绘、三维实景等地理信息采集技术的发展,使得我们能够在较短的时间内就能获得更高精度、更加形象逼真的城市地理信息,从而使得城市管理者能够通过多时间尺度上的地理信息分析比较监控城市的发展变化过程。“动态”地理信息逐步替代“静态”地理信息,使得地理信息也可以成为智慧城市的重要感知信息。
3)GIS是智慧应用的重要支撑
已为广大用户所认可GIS,GPS和RS技术在行业。在智慧城市的建设中应用中的重要支撑作,GIS应用将用
向深层次和大众化两极发展。整合各类的实时动态感知信息的二三维一体化的时空数据库、地理信息云服务、丰富的移动GIS应用,将成为智慧建设的重要技术特点。
4)GIS有助于提升城市智能
感知信息变化的空间分布和异常变化GIS的可视化展示能力,有助于更加直观地展示城市,同时将通用的GIS空间分析功能与特定领域的行业分析决策模型相结合,可以更加直观的在空间维度上展示事物分布和发展变化的规律,能够为各类决策提供与空间位置相结合的分析结果。空间数据挖掘技术与大数据技术的结合应用,更能进一步提升从各类信息中提取和发现与空间相关的知识的能力。
2 超图智慧城市解决方案
2.1 智慧城市总体架构
在当前阶段,根据城市建设运营的实际需求和最新
图4 超图智慧城市总体架构Fig.4 Thearchitectureofsmartcity
2.2 主要建设内容
以信息化基础设施建设和智慧的政务应用为切入点推进智慧城市落地,是超图智慧城市解决方案的切入点和抓手。
当前,智慧城市建设的核心内容可以概括为:两个中心+N个智慧应用。两个中心是指基础设施服务、平台服务、数据服务、应用服务组成的智慧城市云服务中心,由智慧城市管理、社会化管理、城市综合应急组成的智慧城市运行管理中心。N个智慧应用是指包括智慧政务应用、智慧民生应用和智慧产业应用在内的各类智慧应用,如国土、房管、水利、环保、气象等(如图5
所示)。
图5 两个中心+N个智慧应用
Fig.5 Twocenterswithmanysmartapplications 1)智慧城市云服务中心
智慧城市云服务中心由基础设施、感知层、时空综合数据库和云服务平台组成,通过云计算中心支撑智慧政务建设,从而推动社会、环境、经济的智能化发展。在智慧城市建设中,根据城市实际情况,利用云计算技术,将基础设施资源、平台资源、数据资源、应用服务等进行虚拟化处理,构成“IaaS、PaaS、DaaS、SaaS”四层的“资源池”。
基础设施包括基础软硬件及网络建设,是智慧城市运行的基础支撑环境,并将感知层所获取的数据通过网络等方式,传输至数据中心,为时空数据库的建设提供数
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据基础。
测绘与空间地理信息 2013年
撑。在智慧城市中,对基础GIS平台提出了更高的技术要求,主要表现为以下方面。
1)GIS云计算技术:主要用来解决在云计算环境和云服务模式中,如何构建高效的GIS应用的问题。
2)移动GIS技术:解决在Android,iOS和WP等移动设备中应用GIS的问题。
3)二三维一体化GIS技术:实现二维与三维的无缝集成和一体化应用。
这三种技术之间不是相互独立而是紧密相关的。作为国内重要的基础GIS平台提供商,近几年来,超图一直以数据资源为基础、以共享交换为核心、以协同服务为目标的智慧城市空间共享交换云平台,为各领域智慧应用提供动态集成、共享协同、智能决策的信息服务支持。
2)智慧城市运行管理中心
在云服务平台的支持下,依托智慧城管建立城市运行管理中心。其内容主要包括面向城市部件管理的智慧城管、面向社会综合管理的社会化管理和城市综合应急三部分。在二三维一体化技术的支持下,实现重大事件处置时从宏观到微观全方位的信息支持,形成平战结合的运行模式。
智慧城管是城市日常的运行管理中心,也是构建智慧社管和综合应急系统的基础;以智慧城管为基础,扩展社会化管理,管理范围下沉到街道和社区,可实现对人口、治安、维稳等社会因素的管理;城市综合应急平台,由智慧城管扩展而成,可以实现城市的应急综合指挥与协调。
3)智慧应用
智慧城市中智慧应用主要包括智慧政务应用、智慧民生应用和智慧产业应用,如图6
所示。
图6 智慧应用组成
Fig.6 Thecompositionofsmartapplications笔者认为,应以智慧政务应用的建设带动智慧民生和智慧产业应用,智慧政务应用的建设,有助于提升政府行政效率和服务质量,有助于营造公开、公平、公正的社会环境。智慧政务应用的建设,可以有利的促进和保障智慧民生和智慧产业应用的建设。经过十几年的发展,超图已经成为国土、测绘、房产、城市管理、规划、统计、气象、水利、环保、公安等领域的重要的GIS平台提供商和应用解决方案提供商,可以为智慧城市建设提供这些行业的数据集成和应用集成解决方案。
目前,超图相关行业的应用解决方案正在向“云”和“智慧”进行升级,以更好地适应智慧城市建设运营的需要。
2.3 智慧城市中的GIS平台技术
地理信息和地理信息应用是智慧城市建设中非常重要的内容,智慧城市的建设,需要基础GIS平台的技术支
致力于构建能够支持“强云富端”应用的GIS平台,并取得了重要的突破和进展。SuperMapGIS平台已经具备了强大的支撑智慧城市应用建设的能力。
件体SuperMap系,包括强GIS大已经初步形成了完整的的云GIS服务器软件“—强云富端——SuperMap”软
iServeriDeskpro和丰富的端、SuperMapGIS软件iClient———SuperMapforAjax/AndroidiObjects/、.SuperNET-FlexMap/
2Android/JavaScript.4 让城市拥有地理智慧
/iOS。
/Realspace/Silverlight、SuperMapiMobilefor让城市拥有地理智慧———我们希望地理信息技术的应用能够帮助城市实现:
1)感知时空变化:通过GPS、北斗、高分遥感等感知技术丰富城市感官,把握城市发展在时间维度和空间维度上的变化。
2)助力精细管理:通过网格化城市管理、网格化社会管理等系统的应用,将GIS与城市管理创新相结合,提升城市精细化管理水平。
3)展示城市美丽:二三维一体化GIS的应用让城市在GIS中的展现和应用更加美丽逼真。
4)创新服务模式:云、移动、二三维一体化等GIS技
术与先进服务理念的结合,有助于政府和企业提高服务的手段和效率,甚至创造出全新的服务方式。
5)幸福百姓生活:GIS技术的应用,有助于我们建设一个生态、宜居的城市,提高百姓生活的幸福指数。
3 应用示例:智慧园区
业务应用系统SuperMap,智慧园区基于地理信息共享平台搭建园区
可以为园区的规划、建设、管理、服务提供全面的信息保障和可靠的决策支持。
服务层SuperMap、应用层和表现层智慧园区采用,以网络设施5层架构、:基础软硬件支撑层、数据层、相关、标准和信息安全为依托,以信息资源集成共享为基础,以智慧应用为核心,形成园区数据资源中心、管理运营中心和招商宣传中心三大中心(如图7所示)。
在图7中,智慧园区形成了数据资源中心、园区运营中心和招商宣传中心三大中心,具体内容包括:
1)数据资源中心:园区“一张图”、信息资源共享平台。
增刊石伟伟等:智慧城市的理论与落地建设87
图7 智慧园区系统架构Fig.7 Thearchitectureofsmartpark
2)园区运营中心:规划(国土资源、规划建设、综合管线等)、管理(园林绿化、房产管理、智能交通、环境监测与分析、数字城管)、应急、决策支持(土地定级及地价评估、投资项目、产业布局分析、经济统计分析与决策支持等)。
3)招商宣传中心:数字展馆、特色宣传、招商引资、企业公众服务、服务门户。
1)SuprMap以图管区智慧园区主要特点:以“一张图”的模式来管理园区的各项:
事务,实现以图管区。
2)三大中心:以“三大中心”为园区提供规划建设管理服务全流程决策支持。
3)多样资源展现方式:二三维一体化,实现园区二维功能和三维效果完美搭配。
4)灵活定制:面向服务架构,便于园区分期建设、重点建设,灵活扩展新业务。
5)先进实用:运用物联网等技术全面实现园区动态感知、资源集成、业务关联。
智慧中关村SuperMap、西安浐灞生态区智慧园区方案已成功应用于智慧、西安高新区和西安曲江新颐和园、区智慧园区的建设中,取得了良好的应用效果。如图8、
图9所示。
4 结束语
超图软件作为一家上市企业,拥有强大的技术团队,不仅拥有强大的GIS平台研发中心,还拥有包括智慧城市、国土、统计、房产、水利、环保、气象在内的多个行业应用事业部,同时拥有智慧城市基础公共平台和多个行业应用平台,可以为智慧城市建设提供从方案规划咨询、GIS务等全方位服务方案基础平台、智慧应用建设到智慧城市建成后的运营服。
以两大中心+N个应用作为智慧城市建设的核心内容、以信息共享服务平台和智慧政务应用建设作为切入点,
是当前智慧城市建设的低调务实之道!
图8 智慧中关村-规划与土地利用
Fig.8 Thesmart
ZOL
图9 智慧颐和园—园林管理Fig.9 Thesmartsummerpalace
参考文献:
[1] 李德仁,邵振峰,杨小敏.从数字城市到智慧城市的理论
与实践[J].地理空间信息,2011,9(6):1-5.[2] 胡小明.从数字城市到智慧城市资源观念的演变[J].电
子政务,2011(8):47-56.
[3] 李清泉,李必军.物联网应用在GIS中需要解决的若干
技术问题[J].地理信息世界,2010,8(5):7-13.[4] 梁军,黄骞.从数字城市到智慧城市的技术发展机遇与
挑战[J].地理信息世界,2013,11(1):81-86.[5] 张永民,智慧城市总体方案[J].中国信息界,2011(3):
12-21.
[6] 王农耀,刘嵘.让城市更智慧[J].测绘科学技术学报,
2011(2):79-83.
[7] 邬伦.从数字城市到智慧城市[J].中国信息界,2013
(1):76-80.
[8] 李成名,刘晓丽,印洁,等.数字城市到智慧城市的思考
与探索[J].测绘通报,2013(3):4-7.
[编辑:胡 雪]
智慧城市的理论与落地建设
作者:作者单位:刊名:
石伟伟, 杨桂菊, 肖开能, SHI Wei-wei, YANG Gui-ju, XIAO Kai-neng
石伟伟,肖开能,SHI Wei-wei,XIAO Kai-neng(北京超图软件股份有限公司,北京,100015), 杨桂菊,YANG Gui-ju(广西师范学院,广西南宁,530001)测绘与空间地理信息
Geomatics & Spatial Information Technology
2013(z1)
英文刊名:
年,卷(期):
本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_dbch2013z1021.aspx
第36卷增刊
2013年8月\
GEOMATICS&SPATIALINFORMATIONTECHNOLOGY
测绘与空间地理信息
Vol.36,Supp.智慧城市的理论与落地建设
石伟伟,杨桂菊,肖开能
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(1.北京超图软件股份有限公司,北京100015;2.广西师范学院,广西南宁530001)
摘要:指出智慧城市=数字城市+物联网+云计算+智慧应用,智慧应用是智慧城市的落脚点。分析总结了
智慧城市与数字城市相比的3个共同点和5个不同点,提出了智慧应用与数字应用的区别,并指出物联网、云计算、二三维一体化GIS技术、移动GIS技术是当前智慧城市建设的4大技术特征。文中还介绍了Supermap两个中心(云服务中心和城市运行管理中心)+n个应用的智慧城市务实解决方案。关键词:数字城市;智慧城市;城市云服务中心;城市运营管理中心;智慧应用中图分类号:P208 文献标识码:B 文章编号:1672-5867(2013)S0-0083-05
SmartCity′sTheoriesandPraticalSolutions
(1.SuperMapSoftwareCo.,Ltd.,Beijing100015,China;2.GuangxiTeachersEducationUniversity,Nanning530001,China)
Abstract:SmartCity=DigitalCity+IOT+CloudComputing+SmartApplications,SmartApplicationsarethemostimportant
SHIWei-wei,YANGGui-ju,XIAOKai-neng
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differencesbetweenSmartApplicationandDigitalApplicationarealsopointedout.IOT,CloudComputing,SuperMapRealspaceServiceCenterandCityAdministrationCenter)andmanysmartcityapplications.
Keywords:digitalcity;smartcity;citycloudservicecenter;cityadministrationcenter;smartapplications
thingsinSmartCity.ComparedwithDigitalCity,thearticleproposedthreesamepointsandfivedifferentpointsinSmartCity.The
technology,MobileGISarethemaintechnologiesinSmartCity.SuperMapsolutionsaboutSmartyCityincludetwocenters(Cloud
0 引 言
当前,城市信息化建设正处于从数字城市到智慧城市建设的重要转折期,智慧城市已成为城市发展的一个重要目标。“十八大”城镇化发展举措的提出以及对信息化与工业化、城镇化、农村现代化四化融合的阐述,进一步催生了国内智慧城市的热度。国家部委在智慧城市建设的过程中,充分发挥了组织者、引领者的重要作用,住建部、国家测绘地理信息局、工信部、发改委等多部委均开展了智慧城市相关试点示范的建设。
目前,国内智慧城市的建设正处于概念落地和实践探索阶段,地理信息技术和地理信息服务在智慧城市中的重要作用已得到大家的公认。智慧城市的建设是一个长期的过程,从城市地理信息的共享服务、行业应用的建设与整合入手,在信息化的过程中融入智慧的理念,是智慧城市建设的低调务实之道。
收稿日期:2013-06-20
1 对智慧城市的理解
1.1 智慧城市的定义及特征
笔者认为,智慧城市=数字城市+物联网+云计算+智慧应用,如图1所示。
图1 智慧城市定义Fig.1 Definitionofsmartcity
数字城市是智慧城市的基础,物联网和云计算是智慧城市建设的两大核心技术,智慧应用是智慧城市建设
作者简介:石伟伟(1976-),男,河南济源人,高级工程师,博士,2005年毕业于中科院地理环境与资源研究所地图学与地理信息系
统专业,主要从事智慧城市和国土、房产、统计等行业应用项目的设计和建设工作。
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的落脚点。
测绘与空间地理信息 2013年
视化。
5个不同点是指智慧城市更加完善的动态感知能力、时空数据管理能力、二三维一体化应用能力、移动应用能力和智能分析决策能力。
完善的动态感知能力、时空数据管理能力、二三维一和数字城市相比,智慧城市具备4大特征:全面透彻感知、宽带泛在互联、智能融合应用和以人为本的创新,智慧城市具备更强的动态感知能力、共享协同能力、智能决策能力和全民参与能力(如图2
所示)。
图2 智慧城市的特征Fig.2 Featuresofsmartcity
在图2中,动态感知能力包含基于物联网的位置感知、态势感知和身份感知能力;共享协同能力包括一云多端的系统应用形态、基于云架构的信息共享、基于云架构的流程协同以及城市综合管理和应急能力;智能决策能力是指借助于地理分析技术、专业分析模型和数据挖掘技术使系统具备更强的决策能力;全民参与能力则体现为各类移动端应用的广泛建设、信息系统与微博、微信等社交网络(SNS)的集成以及基于众包模式的信息采集能力。
1.2 智慧城市是数字城市的发展和延伸
数字城市建设是智慧城市建设的基础,智慧城市是在数字城市的基础上发展起来的,是数字城市的发展和延伸。离开数字城市,智慧城市就成为无本之木,无源之水。
智慧城市的空间支撑是数字城市,数字城市的地理信息空间框架和各类行业地理信息共享服务平台,是智慧城市建设的重要基础和组成部分。在智慧城市的建设过程中,需要借助于物联网、云计算等技术对现有平台进行升级改造,通过扩充各类地理信息和功能升级,使其“云化”为时空信息云平台,为智慧城市建设提供更加精确、实时、丰富的时空信息服务,来支撑各类智慧应用的建设。
智慧城市既源于数字城市,又高于数字城市。智慧城市比数字城市更智能。位置信息、态势信息和身份识别信息为智慧城市提供重要的动态感知信息,并且在物联网技术、下一代互联网技术和云计算技术的支撑下,能够使城市具备更全面的感知,更高效的协同,更智能的分析能力。
1.3 智慧城市与数字城市的技术比较
智慧城市与数字城市相比,有3个共同点和5个不同点(如图3所示)。
3个共同点是指信息数字化、业务流程化和空间可
体化应用能力、移动应用能力是智慧城市的表面特征,具备了前4点,也就初步具备了建设智慧城市的基础。而智慧决策能力最终决定了城市是否实现了真的智能,这一能力的获得需要大量专业分析模型和数据挖掘技术的应用。
智慧城市需要建设和集成大量的智慧应用。和传统的数字应用相比,智慧应用具备以下6个特点,包括:
1)全面云化的架构;2)对接城市信息服务平台;3)动态感知信息集成;4)二三维一体化应用;5)丰富的移动应用;
6)和微博、微信等社交网络(SNS)
集成。
图3 智慧城市与数字城市的比较
Fig.3 Differencesbetweensmartcityanddigitalcity
1.4 智慧城市中的信息感知
智慧城市的建设需要城市具备灵敏、高效、泛在的感知能力,需要通过感知获取的信息主要有位置信息、态势信息和身份信息。智慧城市的建设中,主要包括3类重要的感知信息。
1)位置感知信息
位置感知方法主要有北斗和GPS卫星定系统、全球卫星定位系统、基站定位、IP定位、SNS定位等。
①基站定位:通过WIFI和手机通信基站,在室内或没有卫星定位信号的情况下,也能获得一定精度的定位信息。当前,室内定位技术的研究是GIS领域的一个热点。
②IP定位:互联网中的IP地址都是有空间位置的,通过IP地址,同样也可以获得使用者的所在位置。2013年3月3日,中国第一个枟互联网IP地理信息标准库枠正式向行业发布。该库的准确率达到85%以上,对中国大陆地区全部IPv4地址达到了98%覆盖率。
③SNS定位(SNS,SocialNetworkingServices,即社交
增刊石伟伟等:智慧城市的理论与落地建设85
网络服务):微博中除了可以通过你所直接标注的地理位置信息外,还可以通过对微博、微信内容中所涉及到地名、兴趣点的分析,即使在没有准确位置的情况下也可以大致推算出所在位置。因此,未来基于SNS的位置分析也会成为位置感知的一种重要补充。
2)态势感知信息
态势感知手段主要有:视频监控识别、无人机、高分遥感影像、三维实景分析以及水利、气象、环保等各类监测设备。
技术发展,以物联网、云计算技术为支持,以感知城市信息、融合城市信息资源、集约化的时空信息服务、智能协同的管理服务为特点,以“两个中心+N个应用”为建设切入点,来构建智慧城市是低调务实之道。
超图智慧城市总体架构由感知层、传输层、数据层、应用层以及标准规范和运行保障体系组成,如图4
所示。
3)身份感知信息
身份感知在身份证件、电子收费、物流管理等领域的智慧应用非常广泛,通过安装电子标签(RFID)、设置二维码等识别对象身份、获取属性信息,为智慧城市提供身份信息感知手段。
1.5 GIS在智慧城市中的重要作用
1)地理信息是智慧城市的重要基础信息
地理信息是智慧城市中最重要的、不可缺少的基础信息。据IDC统计,地球上85%的信息都和空间位置相关。地理空间框架即空间信息基础设施,是城市信息化不可或缺的、基础性的、根本性的信息资源,发展以法定的、统一的地理空间框架为基础,整合人口、法人、社会、经济等信息内容,是智慧城市建设的必然要求。
2)地理信息是智慧城市的重要感知信息
北斗卫星定位系统、无人机航测、高分遥感、倾斜摄影测绘、三维实景等地理信息采集技术的发展,使得我们能够在较短的时间内就能获得更高精度、更加形象逼真的城市地理信息,从而使得城市管理者能够通过多时间尺度上的地理信息分析比较监控城市的发展变化过程。“动态”地理信息逐步替代“静态”地理信息,使得地理信息也可以成为智慧城市的重要感知信息。
3)GIS是智慧应用的重要支撑
已为广大用户所认可GIS,GPS和RS技术在行业。在智慧城市的建设中应用中的重要支撑作,GIS应用将用
向深层次和大众化两极发展。整合各类的实时动态感知信息的二三维一体化的时空数据库、地理信息云服务、丰富的移动GIS应用,将成为智慧建设的重要技术特点。
4)GIS有助于提升城市智能
感知信息变化的空间分布和异常变化GIS的可视化展示能力,有助于更加直观地展示城市,同时将通用的GIS空间分析功能与特定领域的行业分析决策模型相结合,可以更加直观的在空间维度上展示事物分布和发展变化的规律,能够为各类决策提供与空间位置相结合的分析结果。空间数据挖掘技术与大数据技术的结合应用,更能进一步提升从各类信息中提取和发现与空间相关的知识的能力。
2 超图智慧城市解决方案
2.1 智慧城市总体架构
在当前阶段,根据城市建设运营的实际需求和最新
图4 超图智慧城市总体架构Fig.4 Thearchitectureofsmartcity
2.2 主要建设内容
以信息化基础设施建设和智慧的政务应用为切入点推进智慧城市落地,是超图智慧城市解决方案的切入点和抓手。
当前,智慧城市建设的核心内容可以概括为:两个中心+N个智慧应用。两个中心是指基础设施服务、平台服务、数据服务、应用服务组成的智慧城市云服务中心,由智慧城市管理、社会化管理、城市综合应急组成的智慧城市运行管理中心。N个智慧应用是指包括智慧政务应用、智慧民生应用和智慧产业应用在内的各类智慧应用,如国土、房管、水利、环保、气象等(如图5
所示)。
图5 两个中心+N个智慧应用
Fig.5 Twocenterswithmanysmartapplications 1)智慧城市云服务中心
智慧城市云服务中心由基础设施、感知层、时空综合数据库和云服务平台组成,通过云计算中心支撑智慧政务建设,从而推动社会、环境、经济的智能化发展。在智慧城市建设中,根据城市实际情况,利用云计算技术,将基础设施资源、平台资源、数据资源、应用服务等进行虚拟化处理,构成“IaaS、PaaS、DaaS、SaaS”四层的“资源池”。
基础设施包括基础软硬件及网络建设,是智慧城市运行的基础支撑环境,并将感知层所获取的数据通过网络等方式,传输至数据中心,为时空数据库的建设提供数
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据基础。
测绘与空间地理信息 2013年
撑。在智慧城市中,对基础GIS平台提出了更高的技术要求,主要表现为以下方面。
1)GIS云计算技术:主要用来解决在云计算环境和云服务模式中,如何构建高效的GIS应用的问题。
2)移动GIS技术:解决在Android,iOS和WP等移动设备中应用GIS的问题。
3)二三维一体化GIS技术:实现二维与三维的无缝集成和一体化应用。
这三种技术之间不是相互独立而是紧密相关的。作为国内重要的基础GIS平台提供商,近几年来,超图一直以数据资源为基础、以共享交换为核心、以协同服务为目标的智慧城市空间共享交换云平台,为各领域智慧应用提供动态集成、共享协同、智能决策的信息服务支持。
2)智慧城市运行管理中心
在云服务平台的支持下,依托智慧城管建立城市运行管理中心。其内容主要包括面向城市部件管理的智慧城管、面向社会综合管理的社会化管理和城市综合应急三部分。在二三维一体化技术的支持下,实现重大事件处置时从宏观到微观全方位的信息支持,形成平战结合的运行模式。
智慧城管是城市日常的运行管理中心,也是构建智慧社管和综合应急系统的基础;以智慧城管为基础,扩展社会化管理,管理范围下沉到街道和社区,可实现对人口、治安、维稳等社会因素的管理;城市综合应急平台,由智慧城管扩展而成,可以实现城市的应急综合指挥与协调。
3)智慧应用
智慧城市中智慧应用主要包括智慧政务应用、智慧民生应用和智慧产业应用,如图6
所示。
图6 智慧应用组成
Fig.6 Thecompositionofsmartapplications笔者认为,应以智慧政务应用的建设带动智慧民生和智慧产业应用,智慧政务应用的建设,有助于提升政府行政效率和服务质量,有助于营造公开、公平、公正的社会环境。智慧政务应用的建设,可以有利的促进和保障智慧民生和智慧产业应用的建设。经过十几年的发展,超图已经成为国土、测绘、房产、城市管理、规划、统计、气象、水利、环保、公安等领域的重要的GIS平台提供商和应用解决方案提供商,可以为智慧城市建设提供这些行业的数据集成和应用集成解决方案。
目前,超图相关行业的应用解决方案正在向“云”和“智慧”进行升级,以更好地适应智慧城市建设运营的需要。
2.3 智慧城市中的GIS平台技术
地理信息和地理信息应用是智慧城市建设中非常重要的内容,智慧城市的建设,需要基础GIS平台的技术支
致力于构建能够支持“强云富端”应用的GIS平台,并取得了重要的突破和进展。SuperMapGIS平台已经具备了强大的支撑智慧城市应用建设的能力。
件体SuperMap系,包括强GIS大已经初步形成了完整的的云GIS服务器软件“—强云富端——SuperMap”软
iServeriDeskpro和丰富的端、SuperMapGIS软件iClient———SuperMapforAjax/AndroidiObjects/、.SuperNET-FlexMap/
2Android/JavaScript.4 让城市拥有地理智慧
/iOS。
/Realspace/Silverlight、SuperMapiMobilefor让城市拥有地理智慧———我们希望地理信息技术的应用能够帮助城市实现:
1)感知时空变化:通过GPS、北斗、高分遥感等感知技术丰富城市感官,把握城市发展在时间维度和空间维度上的变化。
2)助力精细管理:通过网格化城市管理、网格化社会管理等系统的应用,将GIS与城市管理创新相结合,提升城市精细化管理水平。
3)展示城市美丽:二三维一体化GIS的应用让城市在GIS中的展现和应用更加美丽逼真。
4)创新服务模式:云、移动、二三维一体化等GIS技
术与先进服务理念的结合,有助于政府和企业提高服务的手段和效率,甚至创造出全新的服务方式。
5)幸福百姓生活:GIS技术的应用,有助于我们建设一个生态、宜居的城市,提高百姓生活的幸福指数。
3 应用示例:智慧园区
业务应用系统SuperMap,智慧园区基于地理信息共享平台搭建园区
可以为园区的规划、建设、管理、服务提供全面的信息保障和可靠的决策支持。
服务层SuperMap、应用层和表现层智慧园区采用,以网络设施5层架构、:基础软硬件支撑层、数据层、相关、标准和信息安全为依托,以信息资源集成共享为基础,以智慧应用为核心,形成园区数据资源中心、管理运营中心和招商宣传中心三大中心(如图7所示)。
在图7中,智慧园区形成了数据资源中心、园区运营中心和招商宣传中心三大中心,具体内容包括:
1)数据资源中心:园区“一张图”、信息资源共享平台。
增刊石伟伟等:智慧城市的理论与落地建设87
图7 智慧园区系统架构Fig.7 Thearchitectureofsmartpark
2)园区运营中心:规划(国土资源、规划建设、综合管线等)、管理(园林绿化、房产管理、智能交通、环境监测与分析、数字城管)、应急、决策支持(土地定级及地价评估、投资项目、产业布局分析、经济统计分析与决策支持等)。
3)招商宣传中心:数字展馆、特色宣传、招商引资、企业公众服务、服务门户。
1)SuprMap以图管区智慧园区主要特点:以“一张图”的模式来管理园区的各项:
事务,实现以图管区。
2)三大中心:以“三大中心”为园区提供规划建设管理服务全流程决策支持。
3)多样资源展现方式:二三维一体化,实现园区二维功能和三维效果完美搭配。
4)灵活定制:面向服务架构,便于园区分期建设、重点建设,灵活扩展新业务。
5)先进实用:运用物联网等技术全面实现园区动态感知、资源集成、业务关联。
智慧中关村SuperMap、西安浐灞生态区智慧园区方案已成功应用于智慧、西安高新区和西安曲江新颐和园、区智慧园区的建设中,取得了良好的应用效果。如图8、
图9所示。
4 结束语
超图软件作为一家上市企业,拥有强大的技术团队,不仅拥有强大的GIS平台研发中心,还拥有包括智慧城市、国土、统计、房产、水利、环保、气象在内的多个行业应用事业部,同时拥有智慧城市基础公共平台和多个行业应用平台,可以为智慧城市建设提供从方案规划咨询、GIS务等全方位服务方案基础平台、智慧应用建设到智慧城市建成后的运营服。
以两大中心+N个应用作为智慧城市建设的核心内容、以信息共享服务平台和智慧政务应用建设作为切入点,
是当前智慧城市建设的低调务实之道!
图8 智慧中关村-规划与土地利用
Fig.8 Thesmart
ZOL
图9 智慧颐和园—园林管理Fig.9 Thesmartsummerpalace
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[编辑:胡 雪]
智慧城市的理论与落地建设
作者:作者单位:刊名:
石伟伟, 杨桂菊, 肖开能, SHI Wei-wei, YANG Gui-ju, XIAO Kai-neng
石伟伟,肖开能,SHI Wei-wei,XIAO Kai-neng(北京超图软件股份有限公司,北京,100015), 杨桂菊,YANG Gui-ju(广西师范学院,广西南宁,530001)测绘与空间地理信息
Geomatics & Spatial Information Technology
2013(z1)
英文刊名:
年,卷(期):
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