基于云计算的数字城市建设与应用

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1、基于云计算的数字城市建设与应用摘要：随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，城市管理问题日益突出，数字城市已被实践验证能有效的解决城市管理中的诸多问题。同时，云计算技术的不断发展，为数字城市的建设奠定了坚实的技术基础。本文通过对数字城市和云计算技术和国内外发展现状的介绍，初步探讨了建设云计算数字城市的关键技术和云计算框架体系的结构层次，并列举了基于云平台数字城市的应用管理实例-数字城市交通管理的开发建设,进而展望了未来基于物联网和智能传感技术的智慧城市建设。关键词：数字城市，云计算，数字交通，智慧城市中图分类号：K915文献标识码：A1．数字城市

2、起源7数字城市源于上世纪九十年代美国总统里根的一篇关于数字地球的政府报告，报告总结在大量集成的空间坐标信息数据基础上，通过综合运用各种先进信息技术、计算机技术、网络技术、遥感技术等，在高分辨率的三维地球上构建一个宏观的“数字地球”，进而拓展人们对地球的认知与使用。数字城市的概念被提出后，成为竞相探讨的研究热点，学者们从技术、制度、发展趋势等不同维度对数字城市进行解剖分析。与此对应的是，依托于计算机、网络、遥感等信息技术的飞跃式发展，数字城市正逐渐变成现实，并在现代城市建设与管理中发挥着越来越重要的作用[1]。2．传统数字城市与现代数字城市研究的区别传

3、统的数字城市研究模式较为单一和落后，管理实践中暴露出诸多问题，同时存在以下不足：1)数据访问与传输问题。传统分布式GIS应用通常需要利用不同的工具来访问多种空间数据源。而这些空间数据通常又分别属于不同的组织，采用不同的访问方式，这些都增加了访问方式的复杂度和难度。2)数据格式问题。不同的GIS软件开发和使用着种类众多的空间数据格式，GIS用户不得不花大量时间和精力来转换数据格式以适应自身使用的GIS应用软件系统的需求。3)海量空间数据处理问题。GIS应用系统需要处理的空间数据是海量的，通常达到GB甚至是TB级别，处理如此海量的数据对于软件系统和计算机

4、硬件都是巨大的挑战。现代数字城市研究通过利用计算机网络技术、3S技术、通信技术、云计算技术等，建立统一的指挥中心与处理平台，基于现代城市管理创新流程与制度，对城市管理模式进行重构，可以解决传统城市管理中暴露出的各种问题。云计算(cloudcomputing7)是一种通过互联网以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源与服务的的计算模式。云计算数据中心的建立为数字城市的建设提供有力平台支撑和技术保障。云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众，使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源，只需租用云计算服务提供商提供的服务。在

5、云计算时代，一切都是服务：存储资源、计算资源、开发环境、软件的使用和维护等，一切服务都在云上。3．数字城市与云计算的关键技术在数字城市的建设中需要注重研究以下关键技术：1）数据获取技术，利用3S技术和高分辨率卫星影像使得数据能够快速准确的获取和更新。2）数据库技术，数字城市包含大量的空间和非空间数据，数据的存储是建设数字城市的基础。3）网络技术，建设数字城市要对城市相关的信息进行分类管理、发布服务和信息传输，网络技术就是实现的基本保证。4）专家决策技术，结合数字城市的各种信息数据和大量某领域专家的知识与经验构建模型，辅助决策者解决城市管理中的问题。5

6、）数据标准化技术，数字城市必须要制定一个统一的标准来保证城市建设中的各类数据的互联共享。6）空间信息安全技术，数字城市信息基于网络发布，其中包含大比例尺地形图等保密数据，这就需要研究空间信息安全体系，为数字城市安全应用系统提供重要保证。7云计算是一种数据密集型的超级计算方式，以数据为中心，具有自身独特的技术：1)数据存储技术。云计算采用分布式存储的方式来存储数据，采用冗余存储的方式来保证存储数据的可靠性，即为同一份数据存储多个副本。另外，云计算系统需要同时满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。2)数据管理技术。云计算系统对大数据集进行处理、在

7、规模巨大的数据中找到特定的数据，分析向用户提供高效的服务。3)编程模型。为了使用户能更轻松地享受云计算带来的服务，让用户能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的，云计算大部分采用MapReduce的编程模式，使得云计算上的编程模型必须十分简单。4)云计算与网格计算。云计算采用集群来存储和管理数据资源，运行的任务以数据为中心，调度计算任务到数据存储节点运行。而网格计算以计算为中心。计算资源和存储资源分布在因特网的各个角落，不强调任务所需的计算和存储资源同处一地[2]。4．云计算框架体系的构建云计算框架体系结构如图1所示。整个体系结构自下向上分为物

8、理层、虚拟层、数据资源层、平台及服务组件层、服务层、应用层以及横跨多个层次的服务发现、服务监控、资源调度、计