李艷芳 于楓珍 楊平印

(河北建筑工程學院，河北 張家口 075000)

云數(shù)據(jù)管理技術(shù)在“智慧城市”中的應(yīng)用探析

李艷芳 于楓珍 楊平印

(河北建筑工程學院，河北 張家口 075000)

近年來，隨著測繪科學相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，電子數(shù)據(jù)的類型越來越多，數(shù)據(jù)信息量也呈幾何級的速度增長，這對數(shù)據(jù)的存儲和管理能力提出了更高的要求.云數(shù)據(jù)管理技術(shù)具有對海量數(shù)據(jù)高效管理和精確精準快速查詢的優(yōu)點，隨著云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的進一步發(fā)展，其在“智慧城市”的建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用.

云數(shù)據(jù)管理技術(shù);智慧城市;海量數(shù)據(jù)

0 引 言

近年來，各行各業(yè)的數(shù)據(jù)量都在快速地增長，對計算機及其存儲能力提出了更高的要求.在“智慧城市”的建設(shè)中，利用各種硬件設(shè)備和傳感器收集的數(shù)據(jù)量大、類型多，如房屋及其附屬設(shè)施數(shù)據(jù)、道路交通數(shù)據(jù)以及人文信息數(shù)據(jù)等.若要更好地分析和處理海量同源異構(gòu)數(shù)據(jù)，達到“智慧城市”建設(shè)中的資源優(yōu)化配置的目的，就必須對信息系統(tǒng)的計算和數(shù)據(jù)管理能力提出更高的要求.近幾年，云數(shù)據(jù)管理技術(shù)作為一種新興的海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)在各行業(yè)中得到了廣泛地應(yīng)用，它通過改變用戶使用計算機的模式，為用戶提供按需、按類分配的計算能力、存儲能力及應(yīng)用服務(wù)能力，使用戶在使用計算機資源時就像使用水和電一樣方便，從而降低用戶采購軟、硬件的費用.

1 云數(shù)據(jù)管理技術(shù)

云數(shù)據(jù)管理技術(shù)是一個面向云計算的全新的數(shù)據(jù)管理研究領(lǐng)域.云是網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的比喻說法，以前在圖中經(jīng)常用云來表示電信網(wǎng)，后來也用做互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象表示.云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源.這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，也可是其他服務(wù)，這也意味著計算科學概念的商業(yè)實現(xiàn).云計算的數(shù)據(jù)因其海量、異構(gòu)、非確定性等特點，催生了新的有效地數(shù)據(jù)管理技術(shù)，即云數(shù)據(jù)管理技術(shù)，該技術(shù)可構(gòu)建高度可用、可擴展的分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)和信息的分析與處理.

2 “智慧城市”的數(shù)據(jù)特點

城市地理空間數(shù)據(jù)的重要意義在于它的基礎(chǔ)性、公益性和共享性.這些地理空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用結(jié)果可反映到地表景觀上，用戶可在此基礎(chǔ)上進行專業(yè)級應(yīng)用分析、屬性登記和相關(guān)數(shù)據(jù)編輯等.因此，地理信息共享平臺建設(shè)和海量數(shù)據(jù)的管理應(yīng)用成為建設(shè)“智慧城市”的前提條件和基礎(chǔ).

建設(shè)“智慧城市”應(yīng)具備以下三個信息化的關(guān)鍵能力：

(1)信息的全面感知能力.依據(jù)城市中布有的大量信息感知終端，通過相應(yīng)的設(shè)備傳感器網(wǎng)絡(luò)，在其運行和服務(wù)中捕獲到人們的生活、生產(chǎn)和城市環(huán)境等多種信息元數(shù)據(jù).

(2)海量數(shù)據(jù)處理的能力.應(yīng)具備海量的跨部門、跨行業(yè)異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲能力，能夠?qū)Ａ慨悩?gòu)數(shù)據(jù)進行高效分析、計算和處理能力，并應(yīng)具備能夠構(gòu)建基于海量數(shù)據(jù)分析和各種知識管理的智能應(yīng)用能力.

(3)智能化的管理服務(wù)能力.在形成的支撐智慧城市行業(yè)應(yīng)用智能化的基礎(chǔ)上，建立面向服務(wù)的“智慧城市”綜合應(yīng)用的統(tǒng)一公共管理服務(wù)平臺，為各類居民生活及各行業(yè)生產(chǎn)提供普遍適用的和智能化應(yīng)用與服務(wù).

3 云數(shù)據(jù)管理技術(shù)在“智慧城市”建設(shè)中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

云存儲、云計算及云網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所構(gòu)成的云資源系統(tǒng)具有強大的計算能力與共享服務(wù)能力，是云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的基礎(chǔ)，為城市信息系統(tǒng)提供云計算的能力.在國外，云數(shù)據(jù)管理技術(shù)在“智慧城市”建設(shè)中應(yīng)用廣泛.ESRI公司是全球第一家真正支持云架構(gòu)GIS平臺產(chǎn)品的廠商，它實現(xiàn)了GIS平臺在云中的部署和服務(wù)模式，并在亞馬遜彈性云平臺上搭建了“云GIS”系統(tǒng).目前，各家IT巨頭，包括微軟、IBM、Google、亞馬遜等，以及國內(nèi)的各大企業(yè)，如中國電信、中國移動、中國聯(lián)通等，都先后推出了自己的云平臺.在云計算的大背景下，國內(nèi)知名GIS平臺企業(yè)超圖軟件，也推出了基于GIS的新一代GIS平臺SuperMap iServer，該平臺為云GIS的建設(shè)提供了技術(shù)基礎(chǔ).

3.2 應(yīng)用模式探析

GIS與云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的融合不論是基于“公有云”還是“私有云”，其發(fā)展都將日益加快.云數(shù)據(jù)管理技術(shù)會為GIS帶來良好的發(fā)展機遇.軟件開發(fā)商可以使用基于云計算和云管理的平臺，以低廉的價格為海量的用戶群提供更為穩(wěn)定、快速、安全的服務(wù).對于分布式的GIS應(yīng)用程序，尤其是注重應(yīng)用和服務(wù)的連貫性程序，云數(shù)據(jù)管理技術(shù)將會越來越適用、越來越流行.

作者結(jié)合多年從事智慧城市數(shù)據(jù)管理的實踐經(jīng)驗，提出了新的面向海量數(shù)據(jù)的基于云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的“智慧城市”建設(shè)總體架構(gòu)和設(shè)計思想.具體而言，地理信息共享平臺工程以企業(yè)總體架構(gòu)和SOA理念為基礎(chǔ)，形成以“一個門戶、一個中心、一個框架”的系統(tǒng)總體架構(gòu)；以“一體化應(yīng)用開發(fā)與集成框架”、數(shù)據(jù)中心框架為基礎(chǔ)，結(jié)合各部門的系統(tǒng)建設(shè)需求，形成能夠滿足信息化需求的應(yīng)用模式，從而提供靈活的、開放的、符合IT工業(yè)標準的框架體系.

為實現(xiàn)一體化應(yīng)用集成的目標，達到“數(shù)據(jù)標準統(tǒng)一、系統(tǒng)平臺統(tǒng)一、數(shù)據(jù)平臺統(tǒng)一”的技術(shù)要求，應(yīng)著重開展六大關(guān)鍵技術(shù)的研究和應(yīng)用.具體包括：(1)基于各類業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)平臺建模和模型驅(qū)動的理念，以實現(xiàn)依據(jù)業(yè)務(wù)需求能力的“靈活構(gòu)建、隨需應(yīng)變”；(2)“統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一服務(wù)”的數(shù)據(jù)庫部署和服務(wù)模式，以后可進一步擴展成異地異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交換服務(wù)體系；(3)采用“一站式”登錄的統(tǒng)一信息門戶；(4)在面向用戶的業(yè)務(wù)端，應(yīng)由計算機自動感覺所處理的信息類型并彈出相應(yīng)的應(yīng)用軟件界面，消除應(yīng)用壁壘，為用戶呈現(xiàn)“集成式應(yīng)用桌面”；(5)基于各類數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與整合技術(shù)，實現(xiàn)GIS、OA、AUTOCAD和文檔等不同數(shù)據(jù)類型的“通存通取”與有機整合；(6)元數(shù)據(jù)的定義、管理和發(fā)布方法.

3.3 總體工作內(nèi)容

根據(jù)基于云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的“智慧城市”建設(shè)總體架構(gòu)和設(shè)計思想，主要工作內(nèi)容包括：

(1)軟硬件平臺和網(wǎng)絡(luò)建設(shè).

引入可編程、可虛擬化、自適應(yīng)和智能調(diào)度與資源共享的云交換機和云路由器，實現(xiàn)接入普適化和控制智能化；引入網(wǎng)閘、防火墻等設(shè)施，保障網(wǎng)絡(luò)安全；以電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)為基礎(chǔ)實現(xiàn)三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)等，并接納其他專門性網(wǎng)絡(luò)，如電子警察專網(wǎng)等.

(2)軟件開發(fā).

建立綜合管理多種類型基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的管理與應(yīng)用體系；建立基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)庫及其管理體系；建立數(shù)據(jù)更新體系；為各部門建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫供接口建立地理數(shù)據(jù)的分發(fā)服務(wù)體系.

(3)數(shù)據(jù)庫建設(shè).

依據(jù)國家及行業(yè)標準的地理信息分類與編碼體系，建立多源數(shù)據(jù)采集體系，提供多種格式的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口，建立覆蓋全區(qū)域的基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息的共建共享.核心數(shù)據(jù)庫包括全市范圍內(nèi)的1∶500～1∶10000地形圖數(shù)據(jù)庫、正射影像數(shù)據(jù)庫，地址編碼數(shù)據(jù)庫和數(shù)字高程信息.

(4)人才培養(yǎng)與產(chǎn)品推廣.

積極引進和培養(yǎng)人才，開展云GIS系統(tǒng)的宣傳和推廣等工作，最終形成城市云GIS服務(wù)中心，并形成一系列公眾應(yīng)用和政務(wù)應(yīng)用系統(tǒng).

4 結(jié) 語

云數(shù)據(jù)管理技術(shù)應(yīng)用于“智慧城市”建設(shè)中，對實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展、引領(lǐng)信息技術(shù)應(yīng)用、提升城市綜合競爭力等具有重要意義.本文結(jié)合工程實際情況提出基于云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的“智慧城市”建設(shè)總體構(gòu)架和設(shè)計思想，并提出基于云數(shù)據(jù)管理技術(shù)的地理信息共享平臺工程建設(shè)方案，從關(guān)鍵技術(shù)和平臺建設(shè)等方面解決核心問題，為類似項目提供借鑒和參考.

[1]劉正偉等.云計算和云數(shù)據(jù)管理技術(shù).計算機研究與發(fā)展[J].2012.49.26～31

[2]曾羽琚等.基于云技術(shù)的智慧城市中大規(guī)模房屋數(shù)據(jù)處理.計算機系統(tǒng)應(yīng)用[J].2014第23卷第12期.94～100

[3]王中華.云計算在智慧城市中的研究與應(yīng)用.信息通信[J].2015第11期.83～84

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[5]于博旭.智慧城市數(shù)據(jù)共享平臺體系結(jié)構(gòu)分析設(shè)計與應(yīng)用[D]

TheAnalysisandApplicationofCloudDataManagementTechnologyinSmartCity

LIYan-fang,YUFeng-zhen,YANGPing-yin

(Hebei Institute of Architecture and Civil Engineering，Zhangjiakou，075000，China)

With the development and application of the Science of Surveying and Mapping,it has various types of electronic data.Since the growth of data is geometric in information level,it has put forward a higher demand for the data storage and management.With the development of the Cloud Data Management,it has efficient advantages,such as huge amounts of data,accurate precision and fast query.The Cloud Data Management has played a decisive role in the data management,especially in the constructionof“Smart City”.

Cloud Data Management；Smart City；Huge Amounts of Data

2017-03-06

2016張家口市科技計劃(1621013B)

李艷芳(1980-)，女，碩士研究生，講師，研究方向計算機應(yīng)用.

10.3969/j.issn.1008-4185.2017.03.017

TP3

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