城市空间信息学第一章

1、武汉大学测绘学院 李英冰YB Li, SGG, Wuhan University1.1 城市空间信息概述Introduction to Urban Spatial Information1 城市的定义2 城市空间信息3 城市基础数据4 数据、信息、知识与智慧武汉大学 李英冰城市是人口集中，工商业发达，居民以非农业人口为主的地区，通常是周围地区的政治、经济、文化中心城市化水平又叫城市化率，是衡量城市化发展程度的数量指标，一般用一定区域内城市人口占总人口比例来表示1 城市的定义各国城市化比率武汉大学 李英冰小城市：城区常住人口50万以下中等城市：城区常住人口50万以上100万以下大城市：城区常住人

2、口100万以上500万以下的城市特大城市：常住人口500万以上1000万以下超大城市：城区常住人口1000万以上的城市为超大城市城市规模武汉大学 李英冰国家新型城镇化规划（20142020年）2013年3月17日全文公布，报告分为八篇三十一章、约3万字国家新型城镇化规划解读：建智慧城市、促小城镇发展武汉大学 李英冰城市空间是以地表为依托，向空中和地下略有延伸的立体空间城市空间是以地表为依托，向空中和地下略有延伸的立体空间。城市空间可以划分为地表、地上和地下三个部分，相应的地物划分为地表地物、地上地物和地下地物2 城市空间信息武汉大学 李英冰空间信息是反映地理实体空间分布特征的信息。空间分布特征

3、包括实体的位置、形状及实体间的空间关系、区域空间结构等城市空间信息是与城市相关联的地理空间信息的总称空间信息（Spatial Information）武汉大学 李英冰武汉市增长模式 武汉大学 李英冰提出城市的目标定位，确定城市总体发展框架，合理分布城市人口，科学安排建设用地，制定生态环境保护及基础建设方案。武汉市城市总体规划(2010-2020年)武汉大学 李英冰城市基础数据是城市空间信息的基础，具有空间、时间和属性三大特征，能完整地描述城市自然和社会形态的地物地貌信息（如建筑物、道路、水系、绿地等）、管理境界信息（各级行政管理单元边界，如市、区、街道办事处和重要单位界域及地理分区等）以及它们

4、的基本属性信息城市基础地理空间框架平台为城市建设和发展提供标准规范的 、便于空间 数据共享与交换以及信息 集成应用的服务平台 3 城市基础数据武汉大学 李英冰数据。反映客观事物运动状态的信号通过感觉器官或观测仪器感知 , 形成了文本 、 数字 、事实或图像等形式的数据。信息。大脑对数据进行加工处理，使数据之间建立相互联系，形成回答了某个特定问 题的文本，以及被解释具有某些意义的数字、 事实 、 图像等形式的信息知识。人们在头脑中将数据与信息 、 信息与信息在行动中的应用之间所建立的有意义 的联系 , 体现了信息的本质 、原则和经验 。 智慧。是人类所表现出来的一种独有的能力，主要表现为收集、加

5、工、应用、传播信息和知识的能力，以及对事物发展的前瞻性看法4 数据、信息、知识与智慧武汉大学测绘学院 李英冰YB Li, SGG, Wuhan University1.2 数字城市与智慧城市Digital City and Smart city1 数字地球2 2 数字城市数字城市3 3 智慧城市智慧城市武汉大学 李英冰数字地球是一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。美国副总统戈尔于1998年在“数字地球：认识二十一世纪我们所居住的星球”演讲中将数字地球看成是对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据，是关于整个地球、全方位的地理信息系统与虚拟现实技术、

6、网络技术相结合的产物。数字地球要解决的技术问题包括计算机科学、海量数据存贮、卫星遥感技术、宽带网络、互操作性、元数据等。1 数字地球武汉大学 李英冰数字城市（Digital City）指有效获取、分类存储、自动处理和智能识别海量数据的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虚拟现实又可直接参与城市管理和服务的一项综合工程。数字城市所必需的关键技术：超大容量超高速计算机、科学计算技术、虚拟现实技术、卫星图像分析与3S技术、宽带卫星通讯技术、ATM（异步传输模式）、网络技术、互操作系统、元数据等。2 数字城市武汉大学 李英冰电子政府应当成为数字城市建设的战略主导电子商务架构是数字城市建设的战略核心城市交

7、通智能化的全面建设是数字城市的战略启动数字城市的作用武汉大学 李英冰智慧城市(Smart city)是利用新一代信息技术，在泛信息全面感知和互联的基础上，实现人、物、城市功能系统之间无缝连接与协同联动的智能自感知、自适应、自优化，从而对政府服务、城市管理、商务活动、民生、环保、公共安全等多种城市需求做出智能优化和及时响应，形成基于海量信息和智能处理的可持续发展、便捷、高效、绿色、安全的城市形态, ，使整个城市以一种智慧的方式运行3 智慧城市武汉大学测绘学院 李英冰YB Li, SGG, Wuhan University1.3 城市空间信息处理的核心技术Core technology for u

8、rban spatial information processing武汉大学 李英冰1 物联网2 云计算3 大数据目录空间信息技术虚拟现实与多媒体技术空间数据库管理技术信息高速公路与机网络技术物联网云计算大数据武汉大学 李英冰物联网（IOT, the Internet of Things）是物物相连的互联网。国际电信联盟( ITU)对物联网的定义为：通过二维码识读设备、射频识别(RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。1 物联网武汉大学 李英冰传感器技

9、术：从传感器把模拟信号转换成数字信号RFID标签，融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。物联网关键领域武汉大学 李英冰云计算（cloud computing）云计算是一种将可伸缩、弹性、共享的物理和虚拟资源池以按需自服务的方式供应和管理，并提供网络访问的模式。2 云计算武汉大学 李英冰软件即服务（SaaS），提供云能力类型中的应用平台即服务（PaaS），提供云能力类型中的平台基础设施即服务（IaaS），提供云能力类型中的基础设施 云服务类别武

10、汉大学 李英冰The Google File System(GFS)文件系统MapReduce：超大机群上的简单数据处理Bigtable：一个分布式的结构化数据存储系统Google 三大云计算技术武汉大学 李英冰Microsoft Azure是由微软所发展的一套云计算操作系统，用来提供云在线服务所需要的操作系统与基础存储与管理的平台，是微软的云计算的核心组成组件之一，以及微软在线服务策略的一部份。Windows Azure武汉大学 李英冰大数据(big data)指的是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产大数据的4V特点：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（价值）。3 大数据武汉大学 李英冰城市化进程赋予我们现代化的生活，但同时也带来了很多问题和挑战，如空气污染、交通拥堵、能耗增加、规划落后等。城市计算与大数据武汉大学 李英冰2014年，百度成立专门的大数据实验室预测业务，陆陆续续推出世界杯预测、票房预 测、景点预测、高考预测诸多预测业务LBS大数据，百度迁徙一炮走红后，又陆续推出百度热力图、百度天眼等产 品大数