大数据与智慧城市建设ppt课件

大数据与智慧城市建设概念、案例与思考大数据与智慧城市建设概念、案例与思考1提提 纲纲2、城市化与城市管理复杂性3、从数字城市到智慧城市4、启示与思考1、大数据时代来临提 纲2、城市化与城市管理复杂性3、从数字城市到智慧城市421 大数据时代来临1 大数据时代来临3“大数据”就在你身边！“大数据”就在你身边！4“大数据”就在你身边！“啤酒”与“纸尿裤”美国塔吉特百货（Target）“大数据”选出了25种典型商品的消费数据构建了“怀孕预测指数”；Target的“大数据”分析技术从孕妇这个细分顾客群开始向其他各种细分客户群推广，从Target使用“大数据”的2002年到2010年间，Target的销售额从440亿美元增长到了670亿美元。“怀孕预测指数”“大数据”就在你身边！“啤酒”与“纸尿裤”美国塔吉特百货（T5“大数据”就在你身边！淘宝大数据：淘宝数据平台显示，购买最多的文胸尺码为B罩杯。B罩杯占比达41.45%，其中又以75B的销量最好。其次是A罩杯，购买占比达25.26%，C罩杯只有8.96%。在文胸颜色中，黑色最为畅销。以省市排名，新疆妹子购买大号最多。“大数据”就在你身边！淘宝大数据：6“大数据”就在你身边！朋友圈是个什么圈？在微信朋友圈中，最多的好友类型是“同学”“家人亲戚”，其次是“普通同事”“普通朋友”和“密友”，最少关注的是“领导”和“客户”；男性较“猎奇大胆”，女性较“封闭谨慎”资料来源：2013年8月零点远景关于“微信使用”的线上调查“大数据”就在你身边！朋友圈是个什么圈？7什么是“大数据”？大数据的提出？大数据的基本概念？大数据的特征？大数据的产生？如何准确理解大数据？什么是“大数据”？大数据的提出？8“大数据”的提出2008 年，Nature 推出了Big Data 专刊，计算社区联盟在发表了报告Big-Data Computing:Creating revolutionary breakthroughs in commerce,science,and society2011 年2 月Science 推出专刊Dealing with Data，麦肯锡(McKinsey)咨询公司发布了一份关于大数据的详尽报告Big data:The next frontier forinnovation,competition,and productivity进入2012 年年，大数据的关注度与日俱增大数据的关注度与日俱增：1 月达沃斯世界经济论坛，大数据是主题之一；3 月美国政府发布了大数据研究和发展倡议，正式启动“大数据发展计划”；5月联合国发布报告Big Data for Development：Challenges&Opportunities；纽约时报文章The Age of Big Data，使普通民众开始意识到大数据的存在，以及其对于日常生活的影响。“大数据”的提出2008 年，Nature 推出了Big 9从百度指数看“大数据”在中国的兴起“大数据”在2012年上半年开始兴起，而“云计算”要早4年左右，在2008年开始发端。从百度指数看“大数据”在中国的兴起“大数据”在2012年上半10“大数据”百度指数“北上广”差异北京“大数据”热度居首，广东次之，上海再次之。在移动端，总体滞后于PC端，广东与北京齐头并进，并有后来居上之势。“大数据”百度指数“北上广”差异在移动端，总体滞后于PC11对“大数据”的理解 2010年经济学人“The data deluge”：“海量数据”、“数据洪流”。麦肯锡公司：大数据指的是大小超出常规的数据库工具获取、存储、管理和分析能力的数据集。国际数据公司（IDC）从大数据的四个特征来定义，即海量的数据规模（Volume）、快速的数据流转和动态的数据体系（Velocity）、多样的数据类型（Variety）、巨大的数据价值（Value）。大数据时代的历史机遇赵国栋：大数据是“在多样的或者大量数据中，迅速获取信息的能力能力”；这个定义更关心大数据的功用；大数据的功用；大数据的核心能力是“发现规发现规律和律和预测预测未来未来”。对“大数据”的理解 2010年经济学人“The 12大数据与智慧城市建设ppt课件131 Volume;2 Variety;3 Velocity；4 Veracity大数据往往比小大数据往往比小样样本数据更有价本数据更有价值值，从，从频频繁模式和相关性分析得到的一般繁模式和相关性分析得到的一般统计统计量通常量通常会克服个体的波会克服个体的波动动，会，会发现发现更多可靠的更多可靠的隐隐藏的模式和知藏的模式和知识识。大数据的“4V”特点引自：李清泉“社交大数据分析”1 Volume;2 Variety;3 Veloci14传统数据库与大数据的区别池塘捕鱼大海捕鱼规模类型对象工具模式人类自古以来，在科学研究上，先后历经了实验、理论和计算三种范式，Jim Gray 提出了一种新的“数据探索数据探索型研究型研究”。参考：孟小峰等，大数据管理：概念、技术与挑战对比传统数据库与大数据的区别池大规模人类自古以来，在科学研15传统数据库与大数据的区别 传统传统数据来源：数据来源：统计年鉴、行业统计资料；社会调查、深度访谈；大数据来源大数据来源 移动、联通、电信等通信和互联网运营商 互联网网站：SNS（微博、twitter、FaceBook等社交网站）；YouTube等视频网站、淘宝等电子商务网站；政务、企业及公共服务数据：公交IC卡；医疗；保险等 传感器、摄像头监测数据；移动终端数据：智能手机、GPS等个人位置数据 海量遥感对地观测数据等引自：甄峰，基于大数据的智慧城市研究与规划ppt（略改）传统数据库与大数据的区别 传统数据来源：统计年鉴16大数据的关键技术：云计算 没有互联网就没有云计算，没有云计算模式就没有大数据处理技术。将大数据的应用比作一辆辆“汽车”，支撑起这些“汽车”运行的“高速公路”就是云计算。正是云计算技术在数据存储、管理与分析等方面的支撑，才使得大数据有用武之地。云计算时代会有更多的数据存储于”云端“。数据是资产，云是数据资产保管的场所和访问的渠道。大数据的关键技术：云计算 没有互联网就没有云计算，没17大数据的关键技术：物联网 “The Internet of things”，物联网就是物物相连的互联网。利用互联网等信息技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。大数据的关键技术：物联网 “The Internet18大数据的关键技术：数据挖掘与分析 Analytic Visualizations（可视化分析）Data Mining Algorithms（数据挖掘算法）Predictive Analytic Capabilities（预测性分析能力）Semantic Engines（语义引擎）Data Quality and Master Data Management（数据质量和管理）大数据的关键技术：数据挖掘与分析 Analytic 19大数据应用的技术体系大数据采集技术RFID技术传感器技术Web2.0技术移动终端技术大数据文件系统技术大数据数据库技术大数据分析技术大数据可视化技术分布式文件系统GFSHDFSLustreHaystack分布式数据库并行数据库集成数据库A/B测试聚类分析集成学习神经网络自然语言学习元胞自动机空间分析宇宙星球图标签云历史流图条形码技术穿戴设备引自：宋刚，城市管理复杂性与基于大数据的应对策略大数据应用的技术体系大数据采集技术RFID技术Web220互联网进化论互联网进化论212城市化与城市管理复杂性问题与挑战2城市化与城市管理复杂性22城市的起源“城城”筑城而居，军事；“市市”集市贸易，经济孟菲斯，埃及，公元前3200年二里头城市遗址，公元前2000年左右城市的起源孟菲斯，埃及，公元前3200年二里头城市遗址，公元23现代城市四大基本功能居住、工作、交通、游憩现代城市四大基本功能居住、工作、交通、游憩24中国人口城市化率变化趋势城市化是人类社会发展不可阻挡的趋势 联合国人口基金会2007年世界人口状况报告报告称，在20世纪，世界城市人口增长飞速，从2.2亿增长到28亿。2008年成为人类历史上的一个重大分水岭，全球67亿人口中，有超过一半生活在城市里。城市化率%中国人口城市化率变化趋势城市化是人类社会发展不可阻挡的趋势25城市化的两种模式 人口转移型的城市化，强调的是人口由农村向城市的空间转移；结构转换型的城市化，强调的是城市区域的经济社会结构由传统社会向现代社会的转型。城市化的两种模式 人口转移型的城市化，强调的是人口由26土地利用存在的问题1、建、建设设用地盲目用地盲目扩张扩张2、土地粗放式使用、土地粗放式使用3、生、生态态用地忽用地忽视视4、社会保障、社会保障类类用地不足用地不足5、棕色地、棕色地块简单块简单改造改造6、城市、城市“弱弱势势空空间间”产产生生中国城市化驱动与土地利用问题土地利用存在的问题中国城市化驱动与土地利用问题27新型城市化新型城市化的追求朱江，新型城市化下的广州市土地利用总体规划新型城市化新型城市化的追求28桑基鱼塘三来一补专业化市镇产业集群区域创新体系农村城镇化城市化城市区域多中心城市区域全球城市区域城市化水平1990年珠三角建设用地1995年珠三角建设用地2002年珠三角建设用地珠三角城市化空间与组织体系演化蔡瀛，从乡村城市化到全球城市区域桑基鱼塘农村城镇化城1990年珠三角建设用地199529现代城市管理复杂性城市管理与社会管理融合背景下的城市管理三城市管理与社会管理融合背景下的城市管理三维结维结构构图图现现代城市及其管理是一代城市及其管理是一类类开放的复开放的复杂杂巨系巨系统统：非非线线性性 开放性开放性 关关联联性性 不确定性不确定性 自自组织组织性性 涌涌现现性性宋刚,张楠,朱慧.城市管理复杂性与基于大数据的应对策略研究J.城市发展研究，2014，21（8）现代城市管理复杂性城市管理与社会管理融合背景下的城市管理三维30摆在眼前的问题医医疗疗健康健康防洪排防洪排涝涝金融服金融服务务摆在眼前的问题医疗健康防洪排涝金融服务31人社会子系统科学子系统自然子系统经济子系统知识 体制文化序空时构 量还原消费调控流通生产生气土能城市复杂系统示意图水来源：中科院生态环境研究中心人社会子系统自然子系统知识 体制序空时构 32城市管理复杂性与基于数据的综合集成现代城市及其管理是一类开放的复杂巨系统，需要一个城市管理综合集成体系。通过城市规划、建设、运行各方面海量数据的集成，运用数据挖掘等多种科学和信息化手段，通过人的参与、知识的汇聚、集大成，方能成智慧，是开展智慧城市管理的必由之路。城市管理综合集成体系图宋刚,唐蔷.现代城市及其管理一类开放的复杂巨系统J.城市发展研究，2007，14（2）城市管理复杂性与基于数据的综合集成城市管理综合集成体系图333从数字城市到智慧城市基于案例的解读3从数字城市到智慧城市34生态城市（ecological city）生生态态城市城市这一概念是在70年代联合国教科文组织发起的“人与生物圈(MAB)”计划研究过程中提出。生态城市：就是按照生态学原理进行城市设计，建立高效、和谐、健康、可持续发展的人类聚居环境。生态城市：包含了生生态产业态产业、生生态环态环境境和和生生态态文化文化三个方面的内容。生态城市建设不仅仅是单纯的环境保护和生态建设，它涵盖了环境污染防治、生态保护与建设、生态产业的发展、人居环境建设、生态文化等方面。从生态学的观点，城市是以人为主体的生态系统，是一个由社会、经济和自然三个子系统构成的“复合生态系统”。生态城市（ecological city）生态城35低碳城市（Low-carbon City）指以低碳经济为发展模式及方向、市民以低碳生活为理念和行为特征、政府公务管理层以低碳社会为建设标本和蓝图的城市。低碳经济低碳生活低碳社会生态产业生态环境生态文化低碳、生态城市低碳城市强调减“碳”的生态城市低碳生态城市：强调城市建设管理的理想目标与状态，对具体技术支撑、实施步骤欠缺深入的考量。低碳城市（Low-carbonCity）指以低碳经36数字城市（digital city）“数字城市数字城市”：基于互联网和现代测绘地理信息技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的数字化描述与管理。数字城市数字城市是将城市地理、资源、环境、人口、经济、社会社情和各种社会服务等复杂系统进行数字化，整合城市信息资源，构建基础信息平台，建立电子政务、电子商务等信息系统和信息化社区，实现城市管理与公众服务的信息化。“数字城市”：为智慧城市建设奠定物质基础，但更多停留在信息化技术管理层面，对人的需求和城市运行内在规律缺乏深度发掘和应对，数字城市建设的效益被弱化。数字城市（digital city）“数字城市”：基于互37城市城市通信网通信网络络基基础设础设施施建建设设为为数字城市（乃至后来的智慧城数字城市（乃至后来的智慧城市）市）铺设铺设了了“信息高速公路信息高速公路”数字城市建设城市城市空空间间信息基信息基础设础设施施建建设为设为数字城市奠定了数字城市奠定了“地理空地理空间间基准框架基准框架”城市通信网络基础设施建设数字城市建设城市空间信息基础设施38数字城市建设 国家测绘地理信息局已经初步建成(验收)了280多个数字城市空间地理信息基础设施项目；国家地理信息公共服务平台已有300多个城市的高分辨率影像；城市网络地图已经能够满足市民的基本要求。城市空间信息基础设施基本完善数字城市建设 国家测绘地理信息局已经初步建成(验收)39电电子政子政务务和各部和各部门门业务应业务应用系用系统统建成并建成并逐逐渐渐投入使用投入使用数字城市建设数字企数字企业业、电电子商子商务务与与现现代物流平台代物流平台开始开始建建设设并并产产生效益生效益电子政务和各部门数字城市建设数字企业、电子商务40数字城市建设数字城市的数字城市的社会公众服社会公众服务务有了良好开端有了良好开端数字城市建设数字城市的社会公众服务有了良好开端41实现了从二维到三维的跨越数字城市建设实现了从二维到三维的跨越数字城市建设42城市网格化管理系统建立及应用城市网格化管理系统建立及应用43传感网技术及其在城市中的应用传感网技术及其在城市中的应用44数字城市建设成就截至2013年10月底，中国的数字城市建设已经形成了城市综合管理水平的服务平台，作为牵动国家测绘地理信息局的“牛鼻子工程”，取得了辉煌成果。全国31个省、自治区、直辖市的310余个城市开展了数字城市建设，智慧城市智慧城市时空信息云平台试点开始启动。数字城市建设成就截至2013年10月底，中国的45数字城市建设成就数字城市建设成就462 Europe 5123456普通手机智能手机（拥有互联网和数据订阅服务）智能手机（无互联网和数据订阅服务）平板电脑（拥有互联网和数据订阅服务）平板电脑（无互联网和数据订阅服务）以上皆非13 4659%57%65%64%54%57%28%34%26%41%38%14%11%15%15%10%6%4%2%7%5%3%35%16%11%2%1%1%0%2%2%3%5%7%8%6%4%2%2%0%13%United StatesBrazilAustraliaChinaIndiaJapan数据来源：InSites Consulting,Social Media around the world 2011微博微信移动互联网、大数据、智慧城市移动互联网是移动和互联网融合的产物，继承了移动随时随地随身特性，也继承了互联网分享、开放、互动的优势，移动互联网是自适应的、个性化的、能够感知周围环境的服务，移移动动互互联联催生大数据，激催生大数据，激发发智慧城市智慧城市。73%2 Europe 51普通手机13 465947数字城市数字城市智慧城市智慧城市物物联联网网云云计计算、大数据算、大数据现实现实城市城市数字城市智慧城市物联网现实城市48 “智慧城市智慧城市”：利用新一代信息技术，以整合、系统的方式管理城市的运行，让城市中各个功能彼此协调运作，为城市中的“人”提供更高的生活品质和更优质的发展空间。“智慧城市智慧城市”的建的建设设是信息化、城市化不断向是信息化、城市化不断向纵纵深深发发展的一个展的一个综综合性合性表表现现；其内涵简单来说，就是更聪明的城市。技术进步催生了智慧城市，它并不止于技术，更重要的是更重要的是贯贯穿其中的穿其中的思想，以及背后思想，以及背后隐隐藏的人文社会因素。藏的人文社会因素。智慧城市 “智慧城市”：利用新一代信息技术，以整合、系统的方49安全食品追踪安全食品追踪即即给给放养的牲畜中的每一只羊都放养的牲畜中的每一只羊都贴贴上一个二上一个二维码维码，这这个二个二维码维码会一直保会一直保持到超市出售的肉品上，消持到超市出售的肉品上，消费费者可通者可通过过手机手机阅读阅读二二维码维码，知道牲畜的成，知道牲畜的成长历长历史，确保食品安全。史，确保食品安全。因特网羊肉的种类、产地、出栏时间？种类：山羊产地：宁夏香山出栏时间：09年9月智慧食品智慧城市实践安全食品追踪因特网羊肉的种类、产地、种类：山羊智慧智慧城市实50智慧医疗个人保健个人保健通通过过人身上安装的不同人身上安装的不同传传感器，感器，对对人的健康参数人的健康参数进进行行监监控，并且控，并且实时传实时传送到相关的医送到相关的医疗疗保健中心，如果有异常，保健中心通保健中心，如果有异常，保健中心通过过手机，手机，提醒您去医院提醒您去医院检查检查身体。身体。智慧城市实践智慧个人保健智慧城市实践51远远程医程医疗疗即即实现实现各各级级医院之医院之间间医医疗卫疗卫生人才生人才资资源、医源、医疗疗信息信息资资源和医源和医疗疗文件文件资资源共享，医学源共享，医学检验检验、影、影像像检查结检查结果互果互认认，大型，大型贵贵重和特重和特殊医学殊医学仪仪器器设备设备共享，共享，药药物不良物不良反反应监测结应监测结果共享，重要医果共享，重要医疗疗救救治治资资源共享，将有效提高医院源共享，将有效提高医院资资源使用效率，提升管理水平和医源使用效率，提升管理水平和医疗疗服服务质务质量。量。智慧城市实践远程医疗即实现各级医院之间医疗卫生人才资源、医疗信息资源和医52摄像机及云台.含可移动摄像机.摄像机及云台.视频监控网互联网/VPN访问客户端10M/100M专线/VPN报警输出采集点1采集点n报警输入POWERFAULTDATA ALARM全球眼视频服务器（本地录像）监控点网络存储单元视频分发单元数字矩阵中心管理服务器元数字显示墙（电视墙）控制台客户监控中心采集点1采集点n报警输出 报警输入POWERFAULTDATA ALARM全球眼视频服务器（本地录像）监控点互联网/专线/VPN互联网/专线/VPN监控管理平台智慧城市实践平安城市平安城市利用部署在大街小巷的利用部署在大街小巷的监监控控摄摄像像头头，实现图实现图像敏感性智能分析并与像敏感性智能分析并与110、119、112等交互，等交互，实现实现探探头头与探与探头头之之间间、探、探头头与人、探与人、探头头与与报报警系警系统统之之间间的的联动联动，从而构建和，从而构建和谐谐安全的城市生活安全的城市生活环环境。境。网络存储单摄像机及云台.含可移动摄像机.摄像机及云台.53智慧家居智能家居智能家居以以计计算机技算机技术术和网和网络络技技术为术为基基础础，实现实现各各类类消消费电费电子子产产品、通信品、通信产产品、品、信息家信息家电电及智能家居等及智能家居等设备设备，通，通过过不同的互不同的互连连方式方式进进行通信和数据交行通信和数据交换换,实现实现家庭网家庭网络络中各中各类电类电子子产产品之品之间间的的“互互联联互通互通”的一种服的一种服务务。数字家庭娱乐生活信息通信智慧城市实践智慧智能家居数字娱乐信息智慧城市实践54智慧交通智慧城市实践智慧智慧城市实践55DMSP/OLS非辐射定标夜间灯光强度遥感对地观测大数据DMSP/OLS非辐射定标夜间灯光强度遥感对地观测大数据56遥感对地观测大数据遥感对地观测大数据57城市餐饮中规院 李栋博士规勒个划城市餐饮中规院 李栋博士58城市用地空间变化1997-2013年，17年间北京核发用地规划许可证的年际空间变化趋势图。（中规院 李栋博士供图）城市用地空间变化1997-2013年，17年间北京核发用地59广州停车场分析停车场核密度估计住宅核密度估计广州停车场分析停车场核密度估计住宅核密度估计60Number of pick-ups and drop offs1st June5am5am9am14pm14pm2 2nd JuneJune3rd June4th June5th June6th June7th June19pm城市内部人类活动节律180001600014000120001000080006000400020000PickupDropoffMobile phone calls,Harbin,ChinaPick-ups and drop-offs of Taxi Trips,Shanghai北大刘瑜博士供图Number of pick-ups and drop of61“百度迁徙”：http:/ 刘瑜基于地理位置的城市间交互关系分析基于社交媒基于钱币追踪数据获64美国做了一个网上调查，拿出一幅世界地图，让ta找到乌克兰，离实际位置越近标点越红，反之越蓝。结果是不是很可笑啊？通过分析发现，标注越是不准的人的政治态度越是倾向于美国出兵干涉。数据很重要，具有地理信息的数据更很重要。地理大数据美国做了一个网上调查，拿出一幅世界地图，让ta找到乌克兰，65多类型传感：红外探测646651|PNAS|January 14,2014|vol.111|no.2Bodily maps of emotions多类型传感：红外探测646651|PNAS|Jan66多类型传感：眼动仪多类型传感：眼动仪67启示与思考4启示与思考468启示与思考：不管你喜欢还是不喜欢，BIGdata来了；在你还没有来得及反应时，大数据走进你的生活。大数据不单纯是数据，更是一种能力和资源；大数据将改变很多传统的生活、工作、管理和思维模式。大数据之“大”，不仅在于其规模容量之大，更在于人类可以处理、分析并使用的数据在大量增加，通过这些数据的处理、整合和分析，可以发现新规律、获取新知识、创造新价值。离开了“人”，就不存在“大数据”，“城市”是一个人口高度聚集空间区域，城市大数据是城市宝贵的资源，也是大数据聚集与应用的主战场。启示与思考：不管你喜欢还是不喜欢，BIGdata来69启示与思考：大数据与“小数据”是否存在明显得界限?阻碍当前大数据应用与作用发挥的主要障碍有哪些?大数据自身的问题与风险何在?大数据与云计算、物联网如何关联互动?大数据的“富矿”在哪里？具有时空特征的大数据是否是当前大数据的主体?城市管理中如何更智慧？城市与政务大数据的潜在价值？启示与思考：大数据与“小数据”是否存在明显得界限?70