時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用課件

1、時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用交通堵塞城市火災(zāi)暴雨水災(zāi)環(huán)境污染人造泥石流人流聚集交通堵塞城市火災(zāi)暴雨水災(zāi)環(huán)境污染人造泥石流人流聚集時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用案例：實時公交和實時人流接入奧克蘭市交通信息實時接入868輛公交車，407輛市政服務(wù)車輛攝像頭、高速路標(biāo)志、紅綠燈實時調(diào)整信號燈，緩解擁堵實時大數(shù)據(jù)高效接入上億等車人流的手機實時位置信息53個節(jié)點實時處理，每秒最高20萬+事件案例：實時公交和實時人流接入奧克蘭市交通信息實時接入實時大數(shù)時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用提升協(xié)作和溝通的效率總的來說，大數(shù)

2、據(jù)時代，GIS更加的智能.感知、預(yù)警和快速響應(yīng)洞察系統(tǒng) Systemof Insight打通人，處理過程，事 和數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，使能各類應(yīng)用參與系統(tǒng) SystemofEngagement記錄系統(tǒng) Systemof RecordWeb GIS支持多種類型的系統(tǒng)幫助組織機構(gòu)理解 . . .提升協(xié)作總的來說，大數(shù)據(jù)時代，GIS更加的智能.感知、預(yù)警時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用海量數(shù)據(jù)（TB、PB、EB、ZB）創(chuàng)建、復(fù)制和消耗的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總和到2020年 將達到40 ZB互聯(lián)網(wǎng)思維：面對著（移動）互聯(lián)網(wǎng)+、大 數(shù)據(jù)、云計算等科技不 斷發(fā)展的趨勢，我們不 得不對各種事物進行重 新審視、重新思考、重 新構(gòu)

3、建和模擬測繪大腦：感知能力、記憶思維能力、學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力、行為決策能力、預(yù)測能力時空大數(shù)據(jù)概念海量數(shù)據(jù)（TB、思維能力、學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力、行為決策能力時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用時空大數(shù)據(jù)概念時空大數(shù)據(jù)概念時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用時空大數(shù)據(jù)概念除了5V特征：大體量（Volume）、多樣性（Variety）、大價值（Value）、時效性（Velocity）、準(zhǔn)確性（Veracity），還具有：時空大數(shù)據(jù)概念除了5V特征：大體量（Volume）、多樣性（室內(nèi)導(dǎo)航室內(nèi)模型BIM傾斜攝影InSAR增強現(xiàn)實戶籍社保納稅法人產(chǎn)權(quán)地理空間交通手機視頻定位時空軌跡人口活動手機信令視頻監(jiān)控地下

4、管線城市運行產(chǎn)生大量信息80%以上的城市信息與空間地理位置相關(guān)時空大數(shù)據(jù)概念室內(nèi)導(dǎo)航室內(nèi)模型BIM傾斜攝影InSAR增強現(xiàn)實戶籍社保時空大數(shù)據(jù)概念時空大數(shù)據(jù)概念時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用資源可池化云GIS資源池的配置和管理功能根據(jù)自身情 況，合理的對GIS資源池進行資源規(guī)劃用戶可租用支持多租戶機制為每個用戶提供相互獨 立的工作空間權(quán)限訪問策略控制機制安 全的多租戶和可控的基礎(chǔ)架構(gòu)的共享站點可調(diào)度GIS Server站點智能化管理動態(tài)的調(diào) 整GIS Server站點內(nèi)的計算節(jié)點個數(shù) 應(yīng)對可預(yù)見或不可預(yù)見的訪問負載使用可監(jiān)控云GIS服務(wù)的監(jiān)控管理快速了解GIS 服務(wù)的運行和工作狀態(tài)，服務(wù)內(nèi)容

5、可實時預(yù)覽查看服務(wù)可度量基礎(chǔ)設(shè)施資源的情況統(tǒng)計和報表度量的功能 了解業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行所需基礎(chǔ)設(shè)施資源的情況 和規(guī)律對用戶使用資源的情況進行統(tǒng)計量化 分析18支撐技術(shù)與創(chuàng)新按需提供GIS的計算和存儲能力資源可池化用戶可租用站點可調(diào)度基礎(chǔ)設(shè)施資源的情況統(tǒng)計和報表度數(shù)據(jù)采集、檢索和整合數(shù)據(jù)篩選（去噪、取樣、過濾、 清洗、合并、標(biāo)準(zhǔn)化 等）分類及分析線性 非線性因子 序列分析 線性回歸 變量曲線 雙變量統(tǒng)計揭示深層模以人類易于理融合有一定式人工神經(jīng)解的可視化方關(guān)聯(lián)內(nèi)容供網(wǎng)絡(luò)決策樹式進行變量間人類決策遺傳算法關(guān)系表達等數(shù)據(jù)獲取與存儲數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)可視化數(shù)據(jù)融合篩選分析挖掘可視化融合支撐技術(shù)與創(chuàng)新

6、大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)集分類/群聚模式規(guī)則可視化融合信息時空觀思維：數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀描述表達診斷治病下藥知識服務(wù)19數(shù)據(jù)采集、檢索和整合分類及分析揭示深層模以人類易于理融合有一多模態(tài)場景數(shù)據(jù)繪制資源計算資源云環(huán)境并行文件系統(tǒng) 并行混合索引消息分發(fā)消息分發(fā)數(shù)據(jù)檢索與I/O場景數(shù)據(jù)集動態(tài)構(gòu)建場景 數(shù)據(jù)集高性能并行 計算服務(wù)端協(xié)同繪制數(shù)據(jù)異步I/O多層次可視化任務(wù)存儲、繪制與計算資源多樣化可視化應(yīng)用探索性可視化任務(wù)分析性可視化任務(wù)自適應(yīng)調(diào)度與適配機制新型全空間增強現(xiàn)實設(shè)備傳統(tǒng)高性能可視化設(shè)備輕量化可視化設(shè)備任務(wù)驅(qū)動的自適應(yīng)可視化引擎展示性可視化任務(wù)實時繪制任務(wù)可視化繪制元素時空分析全空間增強現(xiàn)實交互式探索演化預(yù)測/

7、調(diào)優(yōu)方案數(shù)據(jù)異步 I/O服務(wù)端協(xié)同繪制動態(tài)構(gòu)建場景 數(shù)據(jù)集資源協(xié)同調(diào)度數(shù)據(jù)優(yōu)化與適配20支撐技術(shù)與創(chuàng)新通過優(yōu)化調(diào)度云環(huán)境中的數(shù)據(jù)、計算與繪制資源，從而支撐多模態(tài)、全 空間時空數(shù)據(jù)自適應(yīng)可視化多模態(tài)場景數(shù)據(jù)繪制資源計算資源云環(huán)境并行文件系統(tǒng) 并行混合索基于語義級視覺變量的全空間移動增強 現(xiàn)實場景的真實化、非真實化與符號化的協(xié)同表達方法基于語義級視覺變量的場景聚焦、變形、選擇、突 出和簡化等算法場景的多尺度、多視點、多界面全空間自適應(yīng)移動 增強現(xiàn)實方法21支撐技術(shù)與創(chuàng)新基于語義級視覺變量的全空間移動增強 現(xiàn)實21支撐技術(shù)與創(chuàng)新非空間信息/ 空間 信息的時空一致性 匹配融合方法非空間信息/ 空間 信

8、息在可視分析過 程中的相互作用與 影響符合人類認知規(guī)律 的沉浸式環(huán)境多視 圖布局方法22支撐技術(shù)與創(chuàng)新非空間信息/ 空間 信息的時空一致性 匹配融合方法22支撐技現(xiàn)場照片50多個建筑屬性指標(biāo)440304001001000044403040080121100004 編碼、名稱、地址、基底面積、 建筑面積、分類用途、結(jié)構(gòu)、層數(shù)（地上、地下）、建筑年代、 停車位、業(yè)主（物業(yè)公司）名、 審批信息三維模型性別、年齡、民族、職業(yè)、 工作單位、社保、戶籍情 況、各種人口屬性(來源:出租屋登記/戶籍登記/房產(chǎn)登記/)人口與空間地理信息集成靜態(tài)人口集成建筑圖形與編碼支撐技術(shù)與創(chuàng)新現(xiàn)場照片50多個建筑屬性指標(biāo)44

9、03040010010000人口與空間地理信息集成支撐技術(shù)與創(chuàng)新人口與空間地理信息集成支撐技術(shù)與創(chuàng)新基于不同類型遙感平臺 獲取的遙感信號，反演地 理空間特征，用于獲取物 理景觀分布及演化?；谝匀俗鳛閭鞲衅?獲取的行為模式，反 演地理空間特征，用 于揭示社會經(jīng)濟特征。分析城市人群行為特征 人口流動態(tài)勢、城市結(jié)構(gòu) 變異，建立精確實時的人 地關(guān)系模型。依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可在微觀尺度實現(xiàn)城市部件智能化感知、識別、定位、跟蹤和監(jiān)管依托遙感技術(shù)可在宏觀尺度建立全面覆蓋城市與區(qū)域環(huán)境感知地理大數(shù)據(jù)實現(xiàn)對人和社會的動態(tài)感知借助云計算及智能分析技術(shù)可實現(xiàn)城市多維海量信息大數(shù)據(jù)的實時處理和決策支持25實現(xiàn)城市由靜態(tài)

10、信息向動態(tài)體征，由被動方式到主動方式，由事后處理到事前 預(yù)知，由具體事務(wù)到系統(tǒng)綜合的創(chuàng)新發(fā)展，達到科學(xué)決策、精細及時的城市智 慧運行管理和企業(yè)敏捷高效、公眾便利生活的新境界支撐技術(shù)與創(chuàng)新基于不同類型遙感平臺 獲取的遙感信號，反演地 理空間特征，用人口與空間地理信息整合人口密度分布0（人/平方公里） 60000動 態(tài) 人 口 集 成支撐技術(shù)與創(chuàng)新人口與空間地理信息整合人口密度分布0（人/平方公里） 600GIS視 頻可定位 可量測 可感知 可交互 可關(guān)聯(lián)城 市 視 頻 監(jiān) 控 點GIS機器監(jiān)控及時預(yù)警自動提取場景多樣 行為復(fù)雜27支撐技術(shù)與創(chuàng)新GIS視 頻可定位 可量測 可感知 可交互 可關(guān)聯(lián)城

11、 市 視建立數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：虛擬地理環(huán)境建立數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：虛擬地理環(huán)境建立數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：虛擬地理環(huán)境建立數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：虛擬地理環(huán)境建立數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：虛擬地理環(huán)境建立數(shù)據(jù)基礎(chǔ)：虛擬地理環(huán)境人口社保納稅法人產(chǎn)權(quán)虛擬地理環(huán)境（以下10張PPT取自郭仁忠院士報告）交通手機視頻對地觀測智能化管理平臺建設(shè)人口社保納稅法人產(chǎn)權(quán)虛擬地理環(huán)境交通手機視頻對地觀測智能化管住這里這里工 作推測路徑智能實化管理平臺建設(shè)住這里這里工 作推測路徑智能實化管理平臺建設(shè)科技園實現(xiàn)量化分析：人口移動（早高峰）模擬科技園實現(xiàn)量化分析：人口移動（早高峰）模擬布吉實現(xiàn)量化分析：人口移動（早高峰）模擬布吉實現(xiàn)量化分析：人口移動（早高峰）模擬福龍路實現(xiàn)量化分

12、析：人口移動（早高峰）模擬福龍路實現(xiàn)量化分析：人口移動（早高峰）模擬實現(xiàn)量化分析：設(shè)施配置分析實現(xiàn)量化分析：設(shè)施配置分析物聯(lián)網(wǎng)+虛擬現(xiàn)實+物理世界物聯(lián)網(wǎng)+虛擬現(xiàn)實+物理世界各行業(yè)與空間地理信息整合三維與視頻信息整合支撐技術(shù)與創(chuàng)新各行業(yè)與空間地理信息整合支撐技術(shù)與創(chuàng)新提高使 用效率降低人力 物力成本轉(zhuǎn)變監(jiān)控 模式智能視頻分析是視頻監(jiān)控應(yīng)用 的擴展，大大提高視頻監(jiān)控的 使用效率。有效降低人員的勞動強度、 以及視頻存儲的壓力。監(jiān)控模式的改變，實現(xiàn)從事 后追蹤到實時預(yù)警的轉(zhuǎn)變。遺留物檢測入侵檢測周界檢測人臉識別人流密集度分析行為檢測圖像識別39支撐技術(shù)與創(chuàng)新提高使 用效率降低人力 物力成本轉(zhuǎn)變監(jiān)控 模

13、式智能視頻分析是設(shè)置檢測規(guī)則：無照經(jīng)營設(shè)置重點檢測區(qū)域設(shè)置檢測時間段當(dāng)檢測到擺攤事件，彈出報 警提示對擺攤行為進行自動抓圖設(shè)置檢測規(guī)則：黑摩的設(shè)置重點檢測區(qū)域設(shè)置檢測時間段當(dāng)檢測到黑摩的出現(xiàn)時，彈 出報警提示對黑摩的進行自動抓圖設(shè)置檢測規(guī)則：渣土車檢測設(shè)置車道線、停止線、標(biāo)記線設(shè)置渣土車檢測參數(shù)當(dāng)檢測到渣土車出現(xiàn)時，彈出 報警提示對渣土車進行自動抓圖對渣土車進行車牌識別40支撐技術(shù)與創(chuàng)新設(shè)置檢測規(guī)則：無照經(jīng)營設(shè)置檢測規(guī)則：黑摩的設(shè)置檢測規(guī)則：云平臺下：集中統(tǒng)一管理、分層分級共享有利于時空大數(shù)據(jù)的實時共享、信息對稱、同步更新，防止信息孤島和重復(fù)建設(shè)。市級地圖區(qū)級地圖鎮(zhèn)級地圖地下管線規(guī)劃數(shù)據(jù) 國土

14、數(shù)據(jù)林業(yè)數(shù)據(jù)環(huán)保數(shù)據(jù) 建委數(shù)據(jù) 園林?jǐn)?shù)據(jù) 發(fā)改數(shù)據(jù)41支撐技術(shù)與創(chuàng)新云平臺下：集中統(tǒng)一管理、分層分級共享有利于時空大數(shù)據(jù)的實時共市政府查看 地下管線 全數(shù)據(jù)以地下管線數(shù)據(jù)為例工業(yè)通信 排水熱力 燃氣給水區(qū)政府查看 該區(qū)地下管線 全數(shù)據(jù)工業(yè)通信 排水熱力 燃氣給水42云平臺下：集中統(tǒng)一管理、分層分級共享有利于時空大數(shù)據(jù)的實時共享、信息對稱、同步更新，防止信息孤島和重復(fù)建設(shè)。支撐技術(shù)與創(chuàng)新市政府查看 地下管線 全數(shù)據(jù)以地下管線數(shù)據(jù)為例工業(yè)給水區(qū)政府市級水務(wù)部門 查看全市給排水?dāng)?shù)據(jù)工業(yè)通信 排水熱力燃氣給水區(qū)級水務(wù)部門 查看該區(qū)給排水?dāng)?shù)據(jù)工業(yè)通信排水熱力燃氣給水43支撐技術(shù)與創(chuàng)新云平臺下：集中統(tǒng)一管

15、理、分層分級共享有利于時空大數(shù)據(jù)的實時共享、信息對稱、同步更新，防止信息孤島和重復(fù)建設(shè)。以地下管線數(shù)據(jù)為例市級水務(wù)部門 查看全市工業(yè)給水區(qū)級水務(wù)部門 查看該區(qū)工業(yè)通信支撐技術(shù)與創(chuàng)新多源異構(gòu)時空大數(shù)據(jù)融合理論方法研究難題1多源異構(gòu)時空大數(shù)據(jù)的一體化集成與融 合解決方法異構(gòu)數(shù)據(jù)可逆映射、重構(gòu)與轉(zhuǎn)換多維異構(gòu)空間數(shù)據(jù)聚合異構(gòu)空間數(shù)據(jù)高效存儲與處理技術(shù)突破實現(xiàn)異構(gòu)時空大數(shù)據(jù)的多層次映射集成 技術(shù)確?？臻g軸地上地面地下，時間軸歷史現(xiàn)狀未來的時空大數(shù)據(jù)的一體化整合與管理44支撐技術(shù)與創(chuàng)新多源異構(gòu)時空大數(shù)據(jù)融合理論方法構(gòu)建最小單純性體積法空間信息識別模型技術(shù)突破實現(xiàn)從矢量數(shù)據(jù)、高光譜影像、Lidar影像數(shù)據(jù)中

16、準(zhǔn)確識別和提取建筑物、路網(wǎng)、水系、植被的時空變化信息。45支撐技術(shù)與創(chuàng)新地理空間變化信息識別與提取技術(shù)研究難題2如何準(zhǔn)確快速地識別和提取地理空間數(shù)據(jù) 的變化信息？解決方法基于方格網(wǎng)檢索空間變化（區(qū)域）基于半監(jiān)督分類識別空間變化（類型）基于新型遙感源識別空間變化（對象）構(gòu)建最小單純性體積法空間信息識別模型技術(shù)突破實現(xiàn)從矢量數(shù)據(jù)、更新匹配更新傳遞跨比例尺更新技術(shù)突破自適應(yīng)空間數(shù)據(jù)綜合更新理論方法與技術(shù)應(yīng)用 體系地理空間數(shù)據(jù)跨尺度增量聯(lián)動更新方法研究難題3針對如何同時保證空間數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性與尺度 一致性？解決方法地理空間實體更新匹配（更新什么）地理空間信息傳遞技術(shù)（如何更新）地理空間信息綜合更新（跨

17、比例尺）加快地理空間數(shù)據(jù)庫的更新周期46支撐技術(shù)與創(chuàng)新更新匹配更新傳遞跨比例尺更新技術(shù)突破地理空間數(shù)據(jù)跨尺度增量聯(lián)時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用時空大數(shù)據(jù)在智慧城市的典型應(yīng)用典型應(yīng)用案例三舊改造工作是城市集約節(jié)約發(fā)展的必然選擇，盤活城市低效開發(fā)土地的 工作迫在眉睫。全流程三舊改造項目 監(jiān)控匯總統(tǒng)計與上報 精細化管理空間分布廣相關(guān)政策文件多信息量大費用計算復(fù)雜。結(jié)合GIS技術(shù)實現(xiàn)“三舊改造”空間信息的查詢與管理，監(jiān)控改造項目的總 流程，并實現(xiàn)三舊改造情況的統(tǒng)計匯總。典型應(yīng)用案例三舊改造工作是城市集約節(jié)約發(fā)展的必然選擇，盤活城典型應(yīng)用案例為合理設(shè)置安 置房數(shù)量和位 置、制定補償 標(biāo)準(zhǔn)提供了決 策支

18、持。降低改造成本，加快拆遷的 速度。典型應(yīng)用案例為合理設(shè)置安 置房數(shù)量和位 置、制定補償 標(biāo)準(zhǔn)提典型應(yīng)用案例典型應(yīng)用案例智能化管理平臺建設(shè)智能化管理平臺建設(shè)利用元胞自動機（CA）對未來城市格局的模擬及人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)對違章用地的驅(qū)動力分析，得到可能被侵占的生態(tài)控制線用地， 提出預(yù)警。2015年生 態(tài)控 制線 預(yù)警2020年生 態(tài)控 制線 預(yù)警2010年新增違章用地模擬精度屬性值2010年真實新增違章用地175720252010年模擬準(zhǔn)確1504年生態(tài)2010年新增違章用地模擬精度85.6%控制線生態(tài)控制線（已扣除用地紅線）單位：公頃 預(yù)警典型應(yīng)用案例利用元胞自動機（CA）對未來城市格局的模擬及人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)對典型應(yīng)用案例高壓電網(wǎng)與建筑用地 存在重疊區(qū)域由建筑用地 調(diào)整為園地 或林地增城市利用該技術(shù)，在 不增加用地指標(biāo)的基礎(chǔ)上， 整合出適合建設(shè)的地塊173 公頃，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益， 實現(xiàn)了土地集約化利用。由園地或林地調(diào)整 為建設(shè)用地典型應(yīng)用案例高壓電網(wǎng)與建筑用地