智慧城市中的大数据应用技术概述

智慧城市中的大数据主要内容•1智慧城市及其应用•2智慧城市中的大数据•3云计算与数据挖掘•4结论与展望一、智慧城市及其应用智慧城市=数字城市+物联网+云计算*智慧城市的概念–智慧城市是在数字城市建立的基础框架上，通过物联网将现实世界与数字世界进行有效融合，自动和实时地感知现实世界中人和物的各种状态和变化，由云计算中心处理其中海量和复杂的计算与控制，为经济发展、城市管理和公众提供各种智能化的服务–智慧城市是智慧地球的重要组成部分智慧城市=数字城市+物联网+云计算CyberphysicspaceCyberspaceSeeeverythingonwebDoeverythingonwebDoevery智慧城市的发展历程1993199820062009“信息高速公路”的提出标志着城市信息化建设开始起步数字城市信息化城市智慧城市“数字化舒适社区建设”标志着城市信息化开始步入“数字城市”建设新阶段IBM提出了“智慧城市”新理念，标志着城市信息化开始迈向“智慧城市”建设新阶段物联网、云计算等新一代信息技术对城市信息系统的综合集成与整合应用“智慧城市”的发展和早期的信息基础设施及“数字城市”的建设一脉相承，但更注重信息资源整合集成，更强调智能管理和自动反馈，是信息化城市和数字城市建设的更高级阶段,是工业化和信息化的高度集成.城镇化工业化信息化低炭绿色可持续利用后发优势，实现中国梦！中国智慧城市的动力与目标智慧城市数字城市技术基础地理正射影像数据数据全景影像三维模型数据数据街景影像数据专题数据数据层注册中心注册中心公共平台公共平台元数据目录管理元数据目录管理数据成果发布地理信息公共平台数据中心数据中心服务共享二次开发接口旅游、文物管理示范应用旅游、文物管理示范应用国土、规划、城管及公众示范应用国土、规划、城管及公众示范应用示范应用物联网能够实现人与人、人与机器、机器与机器的互联互通物联网技术ApplianceEntertainmentMobile•Audio•VideoCommuni-cation•Multi-purpose•Office•Education•Retail•Hospitality•Healthcare•Grocery•Airports•Stadiums•DataCentersCommercial/InstitutionalIndustrial•Process-SemiFabs-Chemical-Pharma-Refining•Pulp/Paper•Discrete•BatchLegislaturePublicInfra-structurePublicSafety•Docs•Records•Voting•Polling•Other•Equip.&personnel-Water-Wastewater-Other•Equip.&personnel-Police,-Fire-RegulatoryDevices:Votingboothsinformationcards,Scanners,Publicinfrastructure,etc.Lab•Watertreatment•Buildingenviron.•Generalenviron.ResidentialVehiclesMaterialPersonnel•Land•Air•Sea•People•Machines•Weapons•Supplies•OtherDevices:Weapons,Vehicles,Soldiers,Unmanneddrones,etc.Security/Surveillance•Radar/Satellite•EnvironmentSupplyDemand•Commercial•Singlefamily•Multi-family•Audio•Video•GamingDevices:TVs,VCRs,DVRs,Dishwashers,Washer/Dryers,Refrigerators,Lights,Computers,etc.Devices:HVAC,VerticalTransport,Fire&Safety,Lighting,Security&Access,etc.•Laundry•Kitchen•Environmental•Information•Lighting•Security•ClimateBuildingsConsumerIndustrialHealthPowerRetailTransportationGovernment/Security•Complexmachines•Simple/standardmachinesPOSInfrastructure•In-store•Remote•Displayequipment•Dist.centers•ShoppingcentersDevices:POSterminals,Tags,Cashregisters,Paymentterminals,Signs,etc.Signage/DisplayLabMisc.Infrastructure•Processequip.•Productdiagnosis•Facilitymgmt.•Infrastructure•Cars/trucks•Aircraft•Watercraft•ConstructionVehiclesInfrastructure•Fuelingstations•Nav.systems•Trafficcontrol&Hwaysys.Devices:Vehicles,Roads,Gasstations,Signage,etc.MachineControlElectronics/SemiconIndustrialProcessControl•Complexmachines•Simple/standardmachines•Semicon-Semitools-Waferhand-Testsystems•Electronics-T&M-Comp•Placement&boardassbly•SCADA•Instrument/sensor•CDSDevices:Pumps,Valves,Vats,Conveyors,Pipelines,Motors,Drives,Switches,Machines,etc.•Implants•POC•Labdiagnostics•Point-of-Care•ER•MobilePOC•POC•POC•LabfacilitiesDevices:MRIs,PDAs,Implants,Surgicalequip.,Pumps,Monitors,Telemedicine,etc.LabHospitalDoc.Office/CarefacilityHome/InVivo无所不在的物联网7trillionwirelessdevicesserving7billionpeopleby2017（国际权威机构预测）•Generation•Transmission•Distribution(Utility)•Residential•IndustrialDevices:Centralplants,Distributedresources无所不在的网络基础设施核心：有线光纤传输：城域网接入：局域网用户：固定、游牧、移动式应用城市职能生存繁衍智慧城市职能智慧安防\环保\能源\城管\养老智慧国土规划\社区\家居…智慧制造\工业互联网\物流…..智慧交通\购物\社会综合管理….智慧户外流媒体\教育\旅游….经济发展社会交往文化享受智慧城市的应用•2智慧城市中的大数据在智慧城市的建设和应用中，将产生从TB到PB级、EB级…越来越多的数据，世界将进入真正的大数据时代！智慧城市建设正迈向入大数据时代--大数据时代已经到来2011年2月,Science专刊指出大数据时代已到来奥巴马宣布美国政府正式启动“大数据研究和发展计划”，认为大数据是未来世界的石油，该计划的意义堪比上个世纪的“信息高速公路计划”美国工程院院士Eric指出：我们正处在一个激动人心的时代，利用大规模有效数据分析预测建模、可视化和发现新规律的时代就要到来地球空间信息资源网络服务模型空天地一体化信息网络空间数据资源处理资源组合服务数据注册数据获取服务空天地传感器资源分布式注册服务中心知识发现服务地学知识资源处理服务传感器规划服务传感器注册处理注册计算资源网络资源存储资源知识注册可视化服务服务质量评价空间信息资源空间信息注册ZY-3Products-PalmIsland,Dubai典型的高分辨率遥感影像：北京西站，美国GeoEye，分辨率0.4米4+1倾斜相机城市3维建模海量空间大数据（TB到PB）海量空间大数据（TB到PB）天地图（MapWorld）我秀中国：150个城市的实景地图（300TB）》全景影像与激光雷达的融合地上地下三维一体化（武汉市）街道、区、市、省、国家五级监控网我国已建成世界最大的视频监控网投资超过3200亿元国家多级联网监控工程今年将基本建成2005年国务院启动平安城市已在660个城市建设镜头数目超过2000万全世界首个大规模城市联网监控工程建设大数据的挑战——存不起仅存储就需投入583.2亿元按3个月视频存储容量计算目前4T容量存储服务器5万/台目前4T容量存储服务器5万/台报价来自IT168.com《2011—2015年天津市技术防范网络体系建设规划实施方案》全球电子行业领先的权威研究机构IMSResearch在2011年的报告中预测：“2012年全球仅新增的监控设备所需的存储规模就将达3300PB。”以天津市为例分析未来存储成本的影响：天津市十二五末视频监控数据存储容量需要4665.6PB高清摄像头每小时产生3.6GB数据十二五末，天津将安装60万摄像头天津市相当于西藏去年全年GDP总值快速增长的存储规模和投入成为制约城市监控系统发展的重要因素大数据时代面临的形势更为严峻数据快速增长导致虚警输出规模超出人工处理的极限数据规模的急剧扩大进一步凸显传统预警分析技术的困境美国连环杀人案罪犯伊里斯·阿布拉赞在3个州先后持刀刺伤民众20多人，其中5人因此身亡。传统规模数据库查询图片检索结果查询图片超大规模数据库检索结果智慧城市应用中的大数据智慧交通（上亿人加千万级车）智慧交通（上亿人加千万级车）监控交通量接收车内广告交通路口信息交管监控中心提供停车信息交管中心提供车辆到达信息住宅小区防盗CPE交通道路校园安防城市工地轻轨CPE手机用户监控中心CPECPE智慧安防（365天x24小时）智慧城市的应用智慧安防（365天x24小时）CPE智慧城市的应用智慧养老（中国2-2.5亿人）智慧养老（中国2-2.5亿人）制造业的大数据•空客飞机装有大量传感器，每个引擎每飞行小时产生20TB，从伦敦到纽约每一飞行产生640TB级数据。这些引擎状态数据在飞行过程中通过卫星传到发动机公司。•根据赛门铁克的2012年调研报告，全球企业数据存储总量2.2ZB，年增67％，10KB相当于一张填满了文本的A4纸，2.2ZB的纸张堆栈相当于1287幢帝国大厦一样高(1,454英尺)1287幢1454英尺服务业的数据国家电网年均产生数据510TB(不含视频），累计产生数据5PB联通用户上网记录每秒83万条，对应年数据量3.6PB农夫山泉每天从销售其矿泉水的超市回传10张照片，每月3TB北京公交公交一卡通每天4千万人次，地铁一千万人次。北京市交通调度中心每天数据增量30GB，存储量20TB每日约处理600G数据，存量数据超过70TB交通银行企业级数据仓库存储量已超过350TB，积累的数据4.5PB工商银行每年产生结构化和非结构化数据分别突破100TB和1PB，已归档PB级数据农业银行发卡量40亿张，每天近600亿次交易，每秒50万次记录，存储量350TB银联医疗的数据现在一个病人的CT影像往往多达两千幅，数据量已经到了几十个GB。如今中国大城市的医院每天门诊上万人，全国每年门诊人数更是以数十亿计，住院人次已经达到两