基于大数据的智慧城市技术体系架构研究_朱亚杰.pdf

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1、第３９卷第８期测绘科学Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．８２０１４年０８月ＳｃｉｅｎｃｅｏｆＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇＡｕｇ．基于大数据的智慧城市技术体系架构研究朱亚杰，李琦，冯逍（北京大学遥感与地理信息系统研究所，北京１００８７１）摘要：智慧城市是我国城市化进程中的重要机遇和挑战，云计算与大数据技术的应用为构建智慧城市带来了可能。本文分析了智慧城市建设中存在的问题以及大数据与智慧城市之间的关系，探讨建立基于大数据技术的智慧城市技术体系框架，对其进行了较为详细的阐述，并通过实际应用案例验证了该技术体系框架的可行性。关键词：智慧城市；大数据；技术架构；空气质量模拟【中图分类号】Ｐ２０８【文献标

2、识码】Ａ【文章编号】１００９－２３０７（２０１４）０８－００７０－０４体制上的问题以及实施机制上的问题。体制上的１引言问题和实施机制上的问题将会随着智慧城市的建近年来，随着全球智慧城市建设的热潮与探设进程由政府和企业来进行解决，本文主要关注索，引发了社会经济、生活、商业模式等的迅速技术上的问题，即探讨智慧城市的建设需要哪些变革，智慧城市本身的内容和含义也在不断地演核心技术，如何对这些技术进行有机的整合，以变。早在１９９９年，李琦等在“数字地球：人类认及如何构建智慧城市的技术体系框架，并基于本识世界的第三次飞跃”一书中就提出了“空间智文提出的技术体系框架对空气质量监测、建模与能体”和“数字

3、生态系统”，探讨通过“数字地模拟进行了系统分析、设计和原型实现，以验证球”来推动生态文明建设，实现人类社会的可持所提技术体系框架的可行性。［１］续发展。在未来一段时间内，智慧城市建设的突２大数据助力智慧城市建设破无疑将引领产业升级、社会转型、惠及民生、生态文明的演进。然而，机遇总是伴随着挑战，２．１大数据与智慧城市我国在智慧城市的建设过程中遇到了很多困难和在智慧城市领域，数据具有非常重要的地位，问题，多数智慧城市建设项目存在建设目标不明，包括地理空间数据、行业数据、普查数据、传感建设内容不实，建设效果难以考察等问题，这一器监测数据等，这些是智慧城市建设的基础。如方面是由于我国智慧城市的建

4、设还处于探索期和何对这些海量多源异构数据进行有效的存储和管初步实施期，尚缺乏完善、合理的智慧城市顶层理是智慧城市建设中面临的重要问题。在此基础［１３］设计；另一方面则是由于缺乏技术体系框架，无之上，利用计算机技术、信息技术、机器学习法系统、合理地开展智慧城市建设，各个建设项技术使得计算机系统能够基于海量数据进行自主目之间资源整合困难，从而造成重复建设、建设分析和学习，从而为城市管理者提供决策支持也效果不明显等问题。因此，智慧城市的建设除了是智慧城市区别于数字城市的一个重要特征。因设计科学合理的顶层设计以外，亟需一套可实施此，海量多源异构数据的存储、管理和分析是智的技术体系框架来助力智慧城

5、市的建设。为了更慧城市建设中需要解决的根本技术问题，而这些好地开展智慧城市建设，需要解决技术上的问题技术问题也正是大数据所关注的问题，因此智慧城市建设的技术体系框架可以在一定程度上认为作者简介：朱亚杰（１９９０），男，河南是大数据系统的技术体系框架。禹州人，博士在读，研究方向为智慧２．２技术体系框架城市与海量数据处理分析。在对国内外多个具有代表性的智慧城市建设Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｊｉｅｚ０１２２＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ项目进行调研分析之后，基于北京大学数字地球工作室在数字城市云计算框架和关键技术方面的研究收稿日期：２０１４－０５－１９［３］成果，并结合目前大数据技术领域的相关进展，本文提出了如

6、图１所示的智慧城市技术体系框架。第８期朱亚杰等基于大数据的智慧城市技术体系架构研究７１好的做法是采用深度优先和广度优先相结合的方式；第②步中根据具体的问题有不同的解决方案，可以使用正则匹配，ＤＯＭ解析等方式处理；第③步中根据储存的数据形式可分为格式化的数据、半格式化数据、文本数据，格式化数据采用成熟的关系型数据库作为存储解决方案，半格式化数［６］据采用ＮｏＳＱＬ数据库来进行存储和管理，文本［７］［８］数据采用ＨＤＦＳ来进行存储，利用ＹＲＡＮ实现资源的调度和管理，根据数据使用场景，可分为实时数据和非实时数据，对于实时数据首先采用内存数据库进行存储和管理，经处理后再进行持久化存储。３．２海量

7、数据分析图１智慧城市技术体系框架图主要包括两部分内容：模型实现和分布式处理。对于智慧城市的建设来说，可分为政府主导模型实现在实际系统中一般采用模型服务器的建设和企业主导的建设，政府主导的建设侧重的形式进行实现，以服务的形式提供模型计算能于基础数据的搜集、管理、分析、监控和共享，力，模型服务器一般包括很多分析模块，其中空间建设目标为智慧政府和公共平台；企业主导的建分析模块主要用来为各种应用提供利用空间信息的设侧重于行业应用，主要建设目