时空大数据在智慧城市的典型应用

时空大数据在智慧城市的典型应用交通堵塞城市火灾暴雨水灾环境污染人造泥石流人流聚集案例：实时公交和实时人流接入奥克兰市交通信息实时接入868辆公交车，407辆市政服务车辆摄像头、高速路标志、红绿灯实时调整信号灯，缓解拥堵实时大数据高效接入上亿等车人流的手机实时位置信息53个节点实时处理，每秒最高20万+事件提升协作和沟通的效率总的来说，大数据时代，GIS更加的智能..感知、预警和快速响应洞察系统Systemof

Insight打通人，处理过程，事

和数据之间的关联，使能各类应用参与系统SystemofEngagement记录系统Systemof

RecordWeb

GIS支持多种类型的系统帮助组织机构理解

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.海量数据（TB、PB、EB、ZB）创建、复制和消耗的数字数据总和到2020年将达到40

ZB互联网思维：面对着（移动）互联网+、大数据、云计算等科技不断发展的趋势，我们不得不对各种事物进行重新审视、重新思考、重新构建和模拟∙∙∙∙∙∙测绘大脑：感知能力、记忆思维能力、学习能力、自适应能力、行为决策能力、预测能力时空大数据概念时空大数据概念时空大数据概念除了5V特征：大体量（Volume）、多样性（Variety）、大价值（Value）、时效性（Velocity）、准确性（Veracity），还具有：……室内导航室内模型BIM倾斜摄影InSAR增强现实户籍社保纳税法人产权地理空间交通手机视频定位时空轨迹人口活动手机信令视频监控地下管线城市运行产生大量信息80%以上的城市信息与空间地理位置相关时空大数据概念时空大数据概念资源可池化云GIS资源池的配置和管理功能根据自身情况，合理的对GIS资源池进行资源规划用户可租用支持多租户机制为每个用户提供相互独立的工作空间权限访问策略控制机制安全的多租户和可控的基础架构的共享站点可调度GIS

Server站点智能化管理动态的调整GIS

Server站点内的计算节点个数应对可预见或不可预见的访问负载使用可监控云GIS服务的监控管理快速了解GIS服务的运行和工作状态，服务内容可实时预览查看服务可度量基础设施资源的情况统计和报表度量的功能了解业务系统运行所需基础设施资源的情况和规律对用户使用资源的情况进行统计量化分析18支撑技术与创新按需提供GIS的计算和存储能力数据采集、检索和整合数据筛选（去噪、取样、过滤、清洗、合并、标准化等）分类及分析线性非线性因子序列分析线性回归变量曲线双变量统计揭示深层模以人类易于理融合有一定式人工神经解的可视化方关联内容供网络决策树式进行变量间人类决策遗传算法关系表达等数据获取与存储数据处理与分析数据挖掘数据可视化数据融合筛选分析挖掘可视化融合支撑技术与创新大数据 数据集 分类/群聚 模式规则 可视化 融合信息时空观思维：数据的现状描述表达→诊断→治病下药→知识服务19多模态场景数据绘制资源计算资源云环境并行文件系统并行混合索引消息分发消息分发数据检索与I/O场景数据集动态构建场景数据集高性能并行计算服务端协同绘制数据异步I/O多层次可视化任务存储、绘制与计算资源多样化可视化应用探索性可视化任务分析性可视化任务自适应调度与适配机制新型全空间增强现实设备传统高性能可视化设备轻量化可视化设备任务驱动的自适应可视化引擎展示性可视化任务实时绘制任务可视化绘制元素时空分析全空间增强现实交互式探索演化预测/

调优方案数据异步

I/O服务端协同绘制动态构建场景数据集资源协同调度数据优化与适配20支撑技术与创新通过优化调度云环境中的数据、计算与绘制资源，从而支撑多模态、全空间时空数据自适应可视化基于语义级视觉变量的全空间移动增强现实场景的真实化、非真实化与符号化的协同表达方法基于语义级视觉变量的场景聚焦、变形、选择、突出和简化等算法场景的多尺度、多视点、多界面全空间自适应移动增强现实方法21支撑技术与创新非空间信息/

空间信息的时空一致性匹配融合方法非空间信息/

空间信息在可视分析过程中的相互作用与影响符合人类认知规律的沉浸式环境多视图布局方法22支撑技术与创新现场照片50多个建筑属性指标440304001001000044403040080121100004

编码、名称、地址、基底面积、建筑面积、分类用途、结构、层数（地上、地下）、建筑年代、停车位、业主（物业公司）名、审批信息．．．三维模型性别、年龄、民族、职业、工作单位、社保、户籍情况、……各种人口属性(来源:出租屋登记/户籍登记/房产登记/…)人口与空间地理信息集成静态人口集成建筑图形与编码支撑技术与创新人口与空间地理信息集成支撑技术与创新基于不同类型遥感平台获取的遥感信号，反演地理空间特征，用于获取物理景观分布及演化。基于以人作为传感器获取的行为模式，反演地理空间特征，用于揭示社会经济特征。分析城市人群行为特征人口流动态势、城市结构变异，建立精确实时的人地关系模型。依托物联网技术可在微观尺度实现城市部件智能化感知、识别、定位、跟踪和监管依托遥感技术可在宏观尺度建立全面覆盖城市与区域环境感知地理大数据实现对人和社会的动态感知借助云计算及智能分析技术可实现城市多维海量信息大数据的实时处理和决策支持25实现城市由静态信息向动态体征，由被动方式到主动方式，由事后处理到事前预知，由具体事务到系统综合的创新发展，达到科学决策、精细及时的城市智慧运行管理和企业敏捷高效、公众便利生活的新境界支撑技术与创新人口与空间地理信息整合人口密度分布0（人/平方公里）

60000动态人口集成支撑技术与创新GIS视频可定位可量测可感知可交互可关联城市视频监控点GIS机器监控及时预警自动提取场景多样行为复杂27支撑技术与创新建立数据基础：虚拟地理环境建立数据基础：虚拟地理环境建立数据基础：虚拟地理环境人口社保纳税法人产权虚拟地理环境（以下10张PPT取自郭仁忠院士报告）交通手机视频对地观测智能化管理平台建设……住这里这里工作推测路径智能实化管理平台建设科技园实现量化分析：人口移动（早高峰）模拟布吉实现量化分析：人口移动（早高峰）模拟福龙路实现量化分析：人口移动（早高峰）模拟实现量化分析：设施配置分析物联网+虚拟现实+物理世界各行业与空间地理信息整合三维与视频信息整合支撑技术与创新提高使用效率降低人力物力成本转变监控模式智能视频分析是视频监控应用的扩展，大大提高视频监控的使用效率。有效降低人员的劳动强度、以及视频存储的压力。监控模式的改变，实现从事后追踪到实时预警的转变。遗留物检测入侵检测周界检测人脸识别人流密集度分析行为检测图像识别39支撑技术与创新

设置检测规则：无照经营

设置重点检测区域

设置检测时间段

当检测到摆摊事件，弹出报警提示对摆摊行为进行自动抓图设置检测规则：黑摩的设置重点检测区域设置检测时间段

当检测到黑摩的出现时，弹出报警提示对黑摩的进行自动抓图

设置检测规则：渣土车检测设置车道线、停止线、标记线设置渣土车检测参数

当检测到渣土车出现时，弹出报警提示对渣土车进行自动抓图对渣土车进行车牌识别40支撑技术与创新云平台下：集中统一管理、分层分级共享有利于时空大数据的实时共享、信息对称、同步更新，防止信息孤岛和重复建设。市级地图区级地图镇级地图地下管线规划数据国土数据林业数据环保数据建委数据园林数据发改数据41支撑技术与创新市政府查看地下管线全数据以地下管线数据为例工业通信排水热力燃气给水区政府查看该区地下管线全数据工业通信排水热力燃气给水42云平台下：集中统一管理、分层分级共享有利于时空大数据的实时共享、信息对称、同步更新，防止信息孤岛和重复建设。支撑技术与创新市级水务部门查看全市给排水数据工业通信排水热力燃气给水区级水务部门查看该区给排水数据工业通信排水热力燃气给水43支撑技术与创新云平台下：集中统一管理、分层分级共享有利于时空大数据的实时共享、信息对称、同步更新，防止信息孤岛和重复建设。以地下管线数据为例支撑技术与创新多源异构时空大数据融合理论方法研究难题1多源异构时空大数据的一体化集成与融合解决方法异构数据可逆映射、重构与转换多维异构空间数据聚合异构空间数据高效存储与处理技术突破实现异构时空大数据的多层次映射集成技术确保空间轴地上地面地下，时间轴历史现状未来的时空大数据的一体化整合与管理44构建最小单纯性体积法空间信息识别模型技术突破实现从矢量数据、高光谱影像、Lidar影像数据中准确识别和提取建筑物、路网、水系、植被的时空变化信息。45支撑技术与创新地理空间变化信息识别与提取技术研究难题2如何准确快速地识别和提取地理空间数据的变化信息？解决方法基于方格网检索空间变化 （区域）基于半监督分类识别空间变化（类型）基于新型遥感源识别空间变化（对象）更新匹配更新传递跨比例尺更新技术突破自适应空间数据综合更新理论方法与技术应用体系地理空间数据跨尺度增量联动更新方法研究难题3针对如何同时保证空间数据库的现势性与尺度一致性？解决方法地理空间实体更新匹配（更新什么）地理空间信息传递技术（如何更新）地理空间信息综合更新（跨比例尺）加快地理空间数据库的更新周期46支撑技术与创新典型应用案例三旧改造工作是城市集约节约发展的必然选择，盘活城市低效开发土地的工作迫在眉睫。全流程三旧改造项目监控汇总统计与上报精细化管理空间分布广相关政策文件多信息量大费用计算复杂。结合GIS技术实现“三旧改造”空间信息的查询与管理，监控改造项目的总流程，并实现三旧改造情况的统计汇总。典型应用案例为合理设置安置房数量和位置、制定补偿标准提供了决策支持。降低改造成本，加快拆迁的速度。典型应用案例智能化管理平台建设利用元胞自动机（CA）对未来城市格局的模拟及人工神经网络对违章用地的驱动力分析，得到可能被侵占的生态控制线用地，提出预警。2015年生态控制线预警2020年生态控制线预警2010年新增违章用地模拟精度属性值2010年真实新增违章用地1757 20252010年模拟准确1504 年生态2010年新增违章用地模拟精度85.6% 控制线生态控制线（已扣除用地红线）单位：公顷

预警典型应用案例典型应用案例高压电网与建筑用地存在重叠区域由建筑用地调整为园地或林地增城市利用该技术，在不增加用地指标的基础上，整合出适合建设的地块173公顷，创造显著的经济效益，实现了土地集约化利用。由园地或