云计算、物联网 与智慧城市的未来

云计算、物联网云计算、物联网 与智慧城市的未来与智慧城市的未来 邬 伦 数字中国研究院 遥感与地理信息系统研究所 1 提提 纲纲 一、云计算技术一、云计算技术 二、物联网技术二、物联网技术 三、智慧城市的未来三、智慧城市的未来 2 一、云计算一、云计算 3 3 2012-1-12 1、云计算的概念与特征 2、云计算的分类 3、云计算的现状与应用 4、云计算的应用 5、云计算的发展趋势 2012-1-12 4 5 5 传统计算传统计算 vs vs 云计算云计算 2012-1-12 1、云计算的概念与特征、云计算的概念与特征 云计算的概念 所谓“云”，是指在各种技术架构图中常用一个词来表示的互联 网； 所谓云计算，即是基于互联网的计算。 具体的说，云计算包含互联网的应用服务及在数据中心提供这 些服务的软硬件设施。互联网上的应用服务一直被称作软件即 服务（Software as a Service, SaaS），所以我们使用这个术 语。而数据中心的软硬件设施就是我们称作的云。 当云以即用即付的方式提供给公众的时候，我们称其为公共云 ，这里出售的是效用计算。不对公众开放的企业或组织内部数 据中心的资源称作私有云。因此云计算就是SaaS和效用计算， 但通常不包括私有云。 “互联网即是计算机，基于互联网的计算就是云计算” 图1 ，用户通过因特网获取云计算系统提供的各种数据处理服务 图2，网格侧重研究的是如何将分散的资源组合成动态虚拟组织。 云计算和网格计算的一个重要区别在于资源调度模式。云计算运 行的任务以数据为中心，即调度计算任务到数据存储节点运行。 而网格计算，则以计算为中心。 与网格计算的区别 云计算的特征 8 硬件和软件都是资源 资源可以根据需要进行动态扩展和配置 资源物理上分布式共享，逻辑上单一整体呈现 用户使用资源按量付费、无需管理 有了云计算，广大用户无需自购软、硬件， 甚至无需知道是谁提供的服务，只关注自己 真正需要什么样的资源或者得到什么样的服 务。 2、云计算的分类 按照服务类型：分为三个层次的服务 9 分类分类 服务类型服务类型 运用的灵活性运用的灵活性 运用的难易程度运用的难易程度 基础设施云 （IaaS） 接近原始的计算存储能力 高 难 平台云 （PaaS） 应用的托管环境 中 中 应用云 （SaaS） 特定功能 低 易 按照服务方式 共有云：广大Internet 用户 私有云：企业、政府或者组织内部的局域网用户 混合云：介于共有云和私有云之间 按照服务方式对云进行划分，使得既能享受云计算带按照服务方式对云进行划分，使得既能享受云计算带 来的便利，又能保证信息的安全和私密。来的便利，又能保证信息的安全和私密。 10 无论如何划分：一切皆为服务 11 云计算应用云计算应用 云计算平台云计算平台 3、云计算的现状与应用 云计算现状 目前国外最成熟的四大云计算厂商： IBM云计算：蓝云 最早向中国提供云计算服务 亚马逊云计算：Amazon EC2 云计算最早的推行者 谷歌云计算：Google App Engine 易用性和高度自动化的配置 微软云计算：Windows Azure 云计算领域的后起之秀 12 云计算在中国 2008年6月24日， IBM大中华区云计算中心 IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心IBM大中华 区云计算中心 2008年11月28日，广东投资2亿元建立云计算平台 广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约，广东电子工业研究 院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台 2008年12月30日，阿里巴巴投资上亿元建立国内首个“电子商务 云计算中心” 集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框 架协议，计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心”，首 期投资额将达上亿元人民币 2009年11月11日，全国首家云计算产业协会在深圳成立 协会的成立标志深圳市政府对于云计算产业在未来发展的高度重视，同时标志 着深圳市企业对于云计算研究及应用领域的关注与信心，深圳市高科技产业发 展迈向成熟，而云计算产业则给深圳信息产业带来新的商机，当前深圳是全国 首个大力发展云计算的城市，现在有100多家企业从事云计算相关产业研究和 技术开发等，未来产业将蕴藏巨大的商机。 13 2009年年12月，中国云计算技术与产业联盟在京成立月，中国云计算技术与产业联盟在京成立 四十多家企业一起共同倡议成立中国云计算技术与产业联盟。 2010年年8月上海公布云计算发展战略，打造亚太地区的云计算中月上海公布云计算发展战略，打造亚太地区的云计算中 心心 3年内，云计算将为上海新增1000亿元的服务业收入,推动百家软 件和信息服务业企业转型，培育10家年收入超亿元的龙头企业和 10个云计算示范平台。上海的目标很明确：打造亚太地区的云计 算中心。 2010年年10月月22日，工信部和国家发改委联合发布建立云计算试点日，工信部和国家发改委联合发布建立云计算试点 在北京、上海、深圳、杭州、无锡等五个城市先行开展云计算服 务创新发展试点示范工作。业内人士表示，在两部委的推动下， 云计算在中国的市场规模有望在3年内突破1万亿人民币，产业链 上下游的多家上市公司将迎来发展机遇。 2010年年10月月25日云计算概念股今日走势强劲日云计算概念股今日走势强劲 开盘大涨逾4%。个股全线上涨，鹏博士、华胜天成、浪潮信息、 浪潮软件四股涨停，17股涨逾5%。 14 云计算的应用 高端市场：高端市场：企业、政府构建企业、政府构建自己的云计算基础自己的云计算基础 设施设施 以IBM为代表的传统的产品厂商所推出的云 计算技术主要用于解决下一代企业级数据中 心的管理问题，主要面向企业提供云计算管 理平台并提供相关服务，帮助企业构建自己 的云计算基础设施。因此他们的重点服务对 象是高端企业级用户。 例如，IBM在无锡太湖新城科教产业园建设 的“中国云计算中心”，该中心是重点面向 产业园区企业客户所搭建的一个虚拟计算环 境。 15 北京祥云工程 2011年7月28日，北京“祥云工程”启动。 推动北京市信息技术产业全面升级，充分发 挥创新引领优势，打造“智慧北京”。 16 低端市场：消费级个人低端市场：消费级个人用户享受云用户享受云计算服务计算服务 以谷歌和Amazon为代表的云计算是将自己的基础设施 打造成一个云计算平台，并基于这个平台为所有互联网 用户提供云计算服务。 例如，诸多网站正在推出价格合理的数据在线存储服务 ，甚至是免费的无容量限制存储服务，微软宣布 windows live skydrive向用户开放；谷歌正式推出了升 级版的付费储存服务。 17 Google、Apple等面向用户的云服务 18 Google的邮件、文档、日历、聊天等云服务 Apple的邮件、日历、照片等云服务 5、云计算的发展趋势 将成为中国信息产业快速发展的着力点 有望整合产业链上中下游企业形成大联盟 国内云计算平台持续发展：Baidu、Sina 云计算概念逐渐平民化、大众化 更多的创新性云服务 形成服务于政府、企业以及个人的产业链！形成服务于政府、企业以及个人的产业链！ 19 二、物联网二、物联网 20 20 2012-1-12 1、物联网的概念与原理 2、物联网的由来 3、物联网的应用现状 4、物联网现存问题 5、物联网的前景 2012-1-12 21 1. 物联网的概念与原理 22 22 互联网互联网 vs vs 物联网物联网 2012-1-12 物联网的概念 把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实 现智能化识别和信息的互联与共享。 物物相连的互联网 在互联网基础上的延伸和扩展的网络 其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换 和通讯 例如： 上班的时候用手机操控电饭锅煮饭； 当司机出现操作失误时汽车会自动报警； 公文包会提醒主人忘带了什么东西； 衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求 23 23 2012-1-12 物联网的原理 a. 核心RFID b. 原理 物联网(Internet of Things)是在计算机互联网互联网基础上，利用RFID、无线数据通信无线数据通信等技术，构造 的一个覆盖世界上万事万物的网络。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的 干预。 c. 工作步骤 a) 对物体属性进行标识，属性包括静态和动态的属性，静态属性可以直接存储在标签中，动 态属性需要先由传感器实时探测； b) 识别设备对物体属性进行读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式 c) 将物体的信息通过网络传输到信息处理中心（处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或 者手机，也可能是集中式的，如中国移动的IDC），由处理中心完成物体通信的相关计算和控 制。 24 实质是射频自动识别(RFID)技术。RFID（R adio Frequency Identification）标签中 存储着规范而具有互用性的信息，通过无 线数据通信网络把它们自动采集到中央信 息系统，实现物品识别，进而通过开放性 的计算机网络实现信息交换和共享，实现 对物品的“透明”管理。 2 、物联网的由来 1995年，比尔盖茨比尔盖茨未来之路中提及到物联网物联网概念。当时受限于无线 网络、硬件及传感设备的发展，并未引起重视。 1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议就提出，“传感网传感网是下 一个世纪人类面临的又一个发展机遇” 2003年，美国技术评论提出传感网络技术传感网络技术将是未来改变人们生活的 十大技术之首； 2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟 （ITU）发布了ITU互联网报告2005：物联网，正式提出了“物联网物联网” 的概念。 2009年，温家宝总理率先提及“感知中国感知中国”的概念，是中国政府对大力 发展物联网技术的正式表态。 2009年，IBM立足于物联网提出了“智慧地球智慧地球”的概念。 “物联网物联网”是继”计算机计算机，互联网与移动通信，互联网与移动通信网络网络”之后的世界信息产业第三 次浪潮。 25 3、物联网的现状 目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。 我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门， 在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的 政策措施。 但是世界各国尚未就物联网形成较为统一的标准。 2012-1-12 26 26 美国：振兴经济的“新武器”美国：振兴经济的“新武器” 奥巴马将“新能源”“新能源”和“物联网”“物联网”作为振兴经济的两大武器， 投入巨资深入研究物联网相关技术。 美国7870亿美元经济复苏和再投资法中，鼓励物联网技物联网技 术术发展政策主要体现在推动能源、宽带与医疗推动能源、宽带与医疗三大领域开展物 联网技术的应用。 2012-1-12 27 欧盟：引领世界物联网“加速跑”欧盟：引领世界物联网“加速跑” 2009年6月，欧盟委员会向欧盟议会、理事会、欧洲经济和社 会委员会及地区委员会递交了欧盟物联网行动计划欧盟物联网行动计划 （Internet of Things-An action plan for Europe），意在引领 世界物联网发展。 2009年10月，欧盟委员会以政策文件的形式对外发布了物联物联 网战略网战略，将于2011年2013年间每年新增2亿欧元进一步加强 研发力度，同时拿出3亿欧元专款，支持物联网相关公私合作 短期项目建设。 2009年12月，欧盟委员会以政策文件的形式，对外发布了欧 盟“数字红利”利用和未来物联网发展战略。 为了加强政府对物联网的管理，消除物联网发展的障碍，欧盟 制定了12项行动保障物联网的发展。 2012-1-12 28 日本：日本：u-Japan计划计划 2004年12月，日本总务省列出了U-Japan战略的核心内容和实 现时间表。 U-Japan战略的理念是以人为本，实现人与人、物与物、人与 物之间的连接，此战略将以基础设施建设和利用为核心，在泛 在社会网络的基础建设、ICT的高度化应用和利用环境整备三 个方面展开。 “e“e- -Janpan”Janpan”到到”u”u- -Japan”Japan”再到再到”i ”i- -Japan”Japan”的三级跳构想的三级跳构想 建设“建设“AnytimeAnytime，AnywhereAnywhere，AnythingAnything，AnyonAnyon e e”都可以上网的环境”都可以上网的环境 2012-1-12 29 韩国：韩国：u-Korea战略战略 2009年韩国通信委员会出台了物联网基础设施构建基本规划， 将物联网物联网市场确定为新增长动力。 提出到2012年实现“通过构建世界最先进的物联网基础实施。 提出了u-Korea战略以及作为核心的IT839计划，即八项信息产业 服务、三大基础网络设施建设、九项新增长技术 作为作为u u- -KoreaKorea战略核心的战略核心的IT839IT839计划计划 2012-1-12 30 瑞典：瑞典：2006年，瑞典首都斯德哥尔摩采用智慧交通、智能收费 系统，明显缓解了斯德哥尔摩的交通堵塞情况。使交通量减少 了22%，排放物减少了12%40%，而且搭乘公共交通工具的人数 增加了40000人，甚至连市中心的零售商店也实现了6%的业务增 长。 挪威挪威：最大的食品供应商与IBM合作建立了一个食品供应链追踪 系统，是食品供应链完全透明化。它采用RFID技术，从农场、 供应环节到超市上架，全程追踪肉类和禽类食物，以确保食品 保持最佳状态，大幅度降低了食品浪费。 丹麦丹麦：国家电子医疗保健网站向医生提供对其患者的健康历史 和记录的即时访问。该新系统使相关行政管理成本下降到总花 费的1.3%，并使丹麦的医疗失误率保持0.2%的世界最低水平。 2012-1-12 31 中国中国:2009年年中国物联网的元年中国物联网的元年 2009.8.7，温家宝，温家宝 考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心。强调“在传 感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，把传感 系统和3G中的TD技术结合起来”。 2009.9.21，工信部，工信部 首次明确提出要进一步研究建设物联网、传感网，加快传感中心建设， 推进信息技术在工业领域的广泛应用，提高资源利用率、经济运行效 益和投入产出效率等。 2009.11.1，中关村物联网产业联盟，中关村物联网产业联盟 中关村物联网产业联盟正式成立，成员包括了北京移动、清华同方股 份有限公司、北京邮电大学、中科院软件所、北京交通委信息中心等 十二家单位，囊括了政府、院校和企业。 2009年底，年底，物联网城市物联网城市无锡无锡 “中国电信物联网应用和推广中心”、“中国电信物联网技术重点实 验室”在江苏无锡成立，标志着中国第一个“物联网城市”在无锡正 式启程。 2012-1-12 32 中国：物联网的近期发展中国：物联网的近期发展 2010.1，产业联盟，产业联盟 传感(物联)网技术产业联盟在无锡成立； 2010.4，美国硅谷，美国硅谷杭州物联网产业创新中心杭州物联网产业创新中心 在中国物联网产业发展论坛暨第三届国际无线传感网产业发展峰会上， “美国硅谷杭州物联网产业创新中心”正式签约落户杭州东部软 件园； 2010.5，物联网产业基金物联网产业基金50亿元亿元 我国首个针对物联网、传感产业融资的中国首个“物联网产业基金” 签约设立，由无锡新区创投集团、大唐电信、中科院与无锡国联集团 共同发起，计划总规模将达50亿元 南京邮电大学UbiCell、中国科学院计算技术研究所 GAINS 等 物联网已被明确列入国家中长期科学技术发展规划 (2006-2020年)和2050年国家产业路线图； 2012-1-12 33 4、物联网现存问题 基础物联网多系统集成问题基础物联网多系统集成问题 技术标准问题技术标准问题 网络层互联网：有TCP/IP协议； 接入层面协议类别多：GPRS、传感器、TD-SCDMA、有线等多种通 道； 物联网是基于网络的多种技术的结合，应该有相关的协议标准做支撑。 地址问题地址问题 每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要解决地址问题。 多种技术融合问题多种技术融合问题 传感器技术、射频识别技术、通信技术、控制技术、智能技术等技术 的融合问题。 2012-1-12 34 5、物联网发展前景 IBM前首席执行官郭士纳提出一个重要的观点：计算模式每 隔15年发生一次变革十五年发展定律十五年发展定律。 1965年前后发生的变革以大型机为标志， 1980年前后以个人计算机的普及为标志， 1995年前后则发生了互联网革命。 每一次这样的技术变革都引起企业间、产业间甚至国家间竞 争格局的重大动荡和变化。而互联网革命一定程度上是由美 国“信息高速公路”战略所催熟。 现在？物联网？ 35 35 2012-1-12 36 考虑到积极的参与和信息内容的创新信息内容的创新，以及由人民产生的服务-人 民不仅作为最终的用户者同时也是创新者/发布者 为所有成员提高生活质量提高生活质量 ，也包括残疾人，老人和小孩 使世界变成更安全的地方更安全的地方(抵制假货, 减少浪费,等等) 为将来的下一代和市民在变化迅速的世界中面临多样的难点建立一 个交互式和教育式的“全球档案”“全球档案”做出贡献 RFID 应用仅是物联网第一个例子应用仅是物联网第一个例子 物联网将现实世界无缝集成到信息网络物联网将现实世界无缝集成到信息网络 37 三、智慧城市的未来 -新一代数字城市 38 目前普遍存在的问题目前普遍存在的问题 vs. vs. 城市精细管理城市精细管理 和谐社会发展的新需求：和谐社会发展的新需求： 空间网格空间网格动态响应动态响应 事后处理事后处理事前预防事前预防 被动方式被动方式主动方式主动方式 单一数据单一数据体征系统体征系统 具体事务具体事务综合决策综合决策 突尼斯与非洲危机对城市管理反思. 39 物联网的新思路带来了：物联网的新思路带来了： 智慧地球智慧地球 “物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理 基础设施和IT基础设施分开：一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是 数据中心，个人电脑、宽带等。 而在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础 设施，在此意义上，基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它基础设施更像是一块新的地球工地，世界的运转就在它 上面进行上面进行，其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。 IBMIBM于于20092009年提出立足于物联网的“智慧地球”概念。年提出立足于物联网的“智慧地球”概念。 2012-1-12 39 智慧地球的由来智慧地球的由来 “智慧地球”是IBM公司首席执行官彭明盛2008年首次提出的新概念。 奥巴马奥巴马就任美国总统后，1月28日与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名工 界代表之一，IBMIBM首席执行官彭明盛首席执行官彭明盛首次提出“智慧的地球”这一概念，建议新政府投资新一代 的智慧型基础设施，阐明其短期和长期效益。奥巴马对此给予了积极的回应:“经济刺激资金将会 投入到宽带网络等新兴技术中去，毫无疑问，这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。” 2009年，在“共创一个智慧的地球”IBM 论坛 2009会议上，IBM详细介绍了智慧 的地球。 2012-1-12 40 40 智慧地球的涵义智慧地球的涵义 智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司 和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。如今 信息基础架构与高度整合的基础设施的完美结合，使得政府、企业和市民可以做出 更明智的决策。智慧方法具体来说是以下三个方面为特征： 更透彻的感知 利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备、系统或流程。 更广泛的互联互通 先进的系统可按新的方式协同工作 更深入的智能化 利用先进技术获取更智能的洞察并付诸实践，进而创造新的价值 2012-1-12 41 41 物联网与智慧地球的前景物联网与智慧地球的前景 目前全球面临的问题：目前全球面临的问题： 世界各国损失的电能高达40%到70%； 美国拥挤的道路使人浪费42亿工作小时/年，损失高达780亿美元； 医疗保健开支每年把全球1亿多人推到贫困线以下； 全球20%的人群无法享用安全的饮用水 物联网与智慧地球正是解决这些问题的方案物联网与智慧地球正是解决这些问题的方案 物联网能够提高自然资源利用率和生产力水平，有助于改善人与自然之间的关系。 智慧地球通过梳理信息、交流信息、提供智能有效的方案能够帮助我们解决问题 立足于物联网的影响人类生产生活方式的概念模式。立足于物联网的影响人类生产生活方式的概念模式。 智慧医疗 智慧电力 智慧交通 智慧物流 2012-1-12 42 42 43 2012-1-12 43 智慧地球的智慧地球的 特特 征征 3 I 物物 性性 化化 互互 联联 性性 智智 慧慧 化化 44 2012-1-12 44 物物 性性 化化 在一个智慧系统中应该具有感知和测量任何物体在一个智慧系统中应该具有感知和测量任何物体 自身和其所处条件的能力自身和其所处条件的能力 有人认为：有人认为： 现如今对于每一个生存在这个星球上的人都具现如今对于每一个生存在这个星球上的人都具 有有10亿个晶体管；亿个晶体管； 至至2010年，有年，有300亿亿RFID 标签嵌入到我们的标签嵌入到我们的 星球及其生态系统；星球及其生态系统； 任何事物都具有物性，如供求链、保健网络、任何事物都具有物性，如供求链、保健网络、 城市和自然系统，如山脉、河流等城市和自然系统，如山脉、河流等 45 2012-1-12 45 互互 联联 性性 人、自然系统和物体相互之间以一种全新的方人、自然系统和物体相互之间以一种全新的方 式相互链接和相互作用式相互链接和相互作用 2011年将有全球人口的年将有全球人口的1/3利用互联网相互利用互联网相互 联系；联系； 截至截至2008年全球已有年全球已有40亿人拥有移动电话亿人拥有移动电话 而物联网，如汽车、家电、照相机、公路、管而物联网，如汽车、家电、照相机、公路、管 道、药品，甚至牲畜，将超过道、药品，甚至牲畜，将超过10000亿。亿。 46 2012-1-12 46 智智 慧慧 化化 在智慧化系统中人们对任何变化的响应都是快速、准在智慧化系统中人们对任何变化的响应都是快速、准 确并能对事件的发展作出最佳的预测和优化的结果。确并能对事件的发展作出最佳的预测和优化的结果。 当今，每天全球将有当今，每天全球将有1亿亿5000万亿新信息产生，万亿新信息产生， 其数量将是全美国所有图书馆总和的其数量将是全美国所有图书馆总和的8倍！倍！ 一个平均一个平均1000雇员的公司每年平均要花费雇员的公司每年平均要花费5百百30 万美元用以收集用户的信息。万美元用以收集用户的信息。 对这些来自最终用户的设备、探测器和传感器所产生对这些来自最终用户的设备、探测器和传感器所产生 并与日剧增的海量数据要采用全新的计算模式并与日剧增的海量数据要采用全新的计算模式进行管进行管 理，这些新型的管理模式与先进的分析技术的综合来理，这些新型的管理模式与先进的分析技术的综合来 也就会使得人们变得聪明和智慧起来。也就会使得人们变得聪明和智慧起来。 47 科幻片科幻片20122012中对物联网与智慧地球的想象中对物联网与智慧地球的想象 2012-1-12 47 48 启示：启示： 实时的信息感知实时的信息感知+ +快速的网络传输快速的网络传输+ +基于知识的基于知识的GISGIS智能分析智能分析 物联网：诺亚方舟自检、环境感应等。 地理信息系统：例如，影片当中利用遥感图像，通过计算机系 统计算海啸冲击的时间，可以归为地理信息系统当中的“淹没 分析”。中涉及的技术并不陌生，符合学科实际。但是相关数 据获取异常迅速，没有经过必要处理就进行使用了，有点演绎 成分。 地质学（包括地球化学）：影片当中的地球板块位移，断层运 动、 地球物理学：影片中对地震的监测和量算，比如纽约、东京发 生剧烈地震。 空间物理：空间物理研究的一个重要内容就是太阳活动，例如 影片当中对于太阳耀斑的相关研究。不过影片当中说中微子爆 发会引起地球内部温度升高值得怀疑，因为中微子会很轻易地 穿过物体而不引起任何变化，包括地球。 2012-1-12 48 49 数字地球与智慧地球的关联数字地球与智慧地球的关联 数字地球+物联网=智慧地球 李德 仁 数字地球+感知网(遥感网/物联 网)+云计算/智能计算=智慧地球 2012-1-12 49 数字地球服务平台 GPS 智慧地球 智慧电力智慧. ？ 智慧物流智慧交通智慧城市智慧医疗 物联网设备层物联网设备层 各类 传感器 射频标签 （RFID） 手机、 PDA 个人 电脑 家用 电器 监控摄 像头 . . 网络支持网络支持 无线传感网P2P网络云计算 . . 基础网络基础网络 互联网无线局域网移动通信网络 . . 物联网 GPS 从互联网从互联网/ /数字地球迈向物联网数字地球迈向物联网/ /智慧地球智慧地球 从智慧城市开始从智慧城市开始 50 2012-1-12 50 概念：概念： 特点：特点： 从宏观到微观的遥感监测，从宏观到微观的遥感监测， 多源、时空的连续性和更新的及时性；多源、时空的连续性和更新的及时性； 多维空间的延展，室内外无缝的定位信息和导航网；多维空间的延展，室内外无缝的定位信息和导航网； 物性的获取，无处不在的传感网；物性的获取，无处不在的传感网； 固、移相结合的通信网和个人终端的完全覆盖；固、移相结合的通信网和个人终端的完全覆盖； 城市多网，无线、电视、广播、互联网等的全面融合；城市多网，无线、电视、广播、互联网等的全面融合； 完善的城市运行管理的智能模型库（政务、公务、商务、交通、电完善的城市运行管理的智能模型库（政务、公务、商务、交通、电 力、医疗、物流、教育、安全、保险、人文、旅游、娱乐、建筑力、医疗、物流、教育、安全、保险、人文、旅游、娱乐、建筑） 完善的应急事件处理能力（水灾、火灾、生态灾害、疾病、地震、完善的应急事件处理能力（水灾、火灾、生态灾害、疾病、地震、 滑坡、地陷、人为事故滑坡、地陷、人为事故交通肇事、有害物质泄漏等所造成的环境交通肇事、有害物质泄漏等所造成的环境 污染、社会冲突、盗匪污染、社会冲突、盗匪） 新一代数字城市新一代数字城市智慧城市智慧城市 51 2012-1-12 51 能力：能力： 全方位的信息采集能力全方位的信息采集能力 强有力的信息处理和分析能力强有力的信息处理和分析能力 基于多网合一的泛在通信网络服务能力基于多网合一的泛在通信网络服务能力 快速、智能的事件处置能力快速、智能的事件处置能力 基础设施：基础设施： 全方位、多维的信息采集的遥感网和传感网全方位、多维的信息采集的遥感网和传感网 强有力的信息处理和分析能力，基于网格和云计算平强有力的信息处理和分析能力，基于网格和云计算平 台的智能信息信息中心台的智能信息信息中心 泛在的通信网络服务能力泛在的通信网络服务能力固定、移动通信和高速光固定、移动通信和高速光 纤网的多网融合体系纤网的多网融合体系 快速、智能的事件处置能力快速、智能的事件处置能力基于完善模型库的超算基于完善模型库的超算 中心和指挥中心中心和指挥中心 52 智慧城市空间信息网格智慧城市空间信息网格 十二五目标: 针对城市运行管理、建设规划、应急指挥和公众信息服 务的应用需求，研究突破基于三网融合的城市设施物联 网、智慧城市数据仓库等核心技术，形成基于城市网格 和城市地址的城市精细化动态管理和个性化服务的技术 体系。 面向数字工作与数字生活的新方式，建立更透彻感知、 更广泛互联、更智能决策、更灵性服务和更安全敏捷的 智慧城市信息网格服务平台。 开展智慧城市基础设施与部件状态监管、建设工程安全 质量监管、城市建筑节能监管、城市动态运行管理与应 急响应等示范应用工程，形成智慧城市创新应用模式。 临海市 台州市 天津市 智慧城市的总体框架 54 2012-1-12 54 如何把脉城市运行“体征”？ 55 实现对城市运行体征的动态监测 从高分辨率卫星影像所看到的从高分辨率卫星影像所看到的 出席奥巴马就出席奥巴马就 职典礼的人群职典礼的人群 瞻仰毛主席瞻仰毛主席 纪念堂的人群纪念堂的人群 在北京市政府公共事务管理模式转变方面的作用在北京市政府公共事务管理模式转变方面的作用 北京一号小卫星北京一号小卫星 北京市北京市 2007 建成区面积建成区面积 1978: 183.9 Km 1992: 495.2 Km 2001: 707.0 Km 2007: 1208.8 Km 1978 到到 2007年北京建成区扩年北京建成区扩 展了展了 841Km . 扩展比率为扩展比率为 6.6 倍倍 不同时期北京市建成区的动态变化不同时期北京市建成区的动态变化 1978 19781992 扩展区 19922001 扩展区 20012007 扩展区 北京市国土资源管理北京市国土资源管理 土地利用变更调查土地利用变更调查 出让土地批后监管出让土地批后监管 辅助规划修编辅助规划修编 基本农田保护动态监测基本农田保护动态监测 土地资源专项监测土地资源专项监测 辅助矿区植被恢复辅助矿区植被恢复 北京市农业资源统计北京市农业资源统计 冬小麦播种面积统计冬小麦播种面积统计 玉米播种面积统计玉米播种面积统计 设施农业面积统计设施农业面积统计 冬小麦产量预估冬小麦产量预估 都市型现代农业生态走廊监测都市型现代农业生态走廊监测 北京市生态环境评价北京市生态环境评价 北京市裸露土地监测北京市裸露土地监测 京津风沙源治理工程监测京津风沙源治理工程监测 水源保护林工程监测水源保护林工程监测 北京市地表河湖水系及湿地北京市地表河湖水系及湿地 动态监测动态监测 官厅、密云水库上游水土保持官厅、密云水库上游水土保持 北京市森林覆盖监测北京市森林覆盖监测 重点地区专项监测重点地区专项监测 北京市城市精细化管理北京市城市精细化管理 新增建设工地监测新增建设工地监测 非法砖窑的监测非法砖窑的监测 城中村整治监测城中村整治监测 非正规垃圾场的监测非正规垃圾场的监测 不可移动文物周边控制地带不可移动文物周边控制地带 动态监测动态监测 例例城市土地监管城市土地监管 城市土地快速调查 技术 征供一体化土地 批后监管技术 城市数字地价模型 构建技术 反距离(IDW)模型 监测点样本选择与空间化 基于影响半径的反距离法建模 克里金(Kriging)模型 监测点样本选择与空间化 基于函数关系的克里金法建模 居住模型 商业模型 综合模型 工业模型 62 实现对城市运行的指挥协调 63 2012-1-12 63 早发现 早报告 早投入 早部署 早处置 正常 预警 非正常 21类控制要素 生病治疗保健预防 防患未然 关口前移 城市静态管理 .城市智慧运行 64 2012-1-12 64 北京奥运城市运行指挥平台效果 积水点分布及实时雨情监测 燃气调压站分布及用气监测 掌上移动城市“体征”日报 “好运北京”城市运行演练 城市运行综合体征 城市运行区县体征 Darwin City, Darwin City, NT,AustraliaNT,Australia (By MAIS Hyperspectral System(By MAIS Hyperspectral System) ) 澳大利亚达尔文市热红外多光谱