爱华网2013年11月04日
TAG：李德仁智慧城市
中科院院士李德仁教授发言
下午的会议首先邀请中国科学院院士、中国工程院院士、武汉大学教授李德仁先生，李院士是摄影测量与遥感学方面的专家，他首创的选权迭代法被国际测量学界称为“李德仁方法”，近年来李院士在对数字城市和智慧城市给予高度关注，今天他演讲的题目是的智慧城市中的大数据”，有请李院士！
李德仁：尊敬的主持人郝主任、各位领导、各位来宾：今天我在第八届中国智慧城市大会上跟大家讨论的题目是“智慧城市中的大数据”，讲四个问题：一、智慧城市及其应用。二、智慧城市中的大数据问题。三、云计算与数据挖掘。四、结论与展望。
一、智慧城市及其应用
大家对智慧城市讨论那么多年了，我对它的定义是非常简单的，智慧城市是在我们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，控制反馈到现实的城市中去，从而为经济发展、为城市的管理和公众提供各种智能化的服务。智慧城市=数字城市+物联网+云计算。我们将要建设的智慧城市是Cyberphysic space，虚实结合的空间，可以在家里做你想做的事情。发展历程，从1993年美国克林顿总统推进信息高速公路，中国在1995年朱镕基推进中国的信息高速公路八个金字号工程开始，到1998年，美国前副总统格尔提出数字地球、数字城市、数字社区概念，中国科学家在1999年在北京召开了第一届国际数字地球大会，成立了数字地区学会，郭华东就是这个学会的秘书长，到2006年，把物联网、云计算正式推出来，到2008年IBM公司提出智慧城市，2009年2月，奥巴马上台时候IBM总裁跟他推荐你要信息化、工业化一起上才能解决美国面临的经济危机，我们国家温家宝在任总理期间两次在无锡讲物联网、智慧中国的概念，这是发展过程。发展动力是什么呢？中国的发展动力是城镇化、农业现代化、工业化、信息化，城市发展就是城镇化、工业化、信息化，发展产物就是智慧城市，目标是追求低碳、绿色、可持续发展的城市。
数字城市技术，把基础地理数据、正射影像、街景景象数据、全景影像数据、三维模型数据结合在一起，在政务网上，通过注册可以进行服务共享，在公共平台上，在互联网上，在公网上，通过二次开发提供各种交通、导航、旅游、文物、购物等等服务系统。物联网技术，物联网能够实现人与人、人与机器、机器与机器的互联互通，实现智慧城市的各种应用。
智慧城市的应用，城市干什么？城市是生存繁衍最好的地方，城市是社会交往的地方，是文化享受的地方，按照这四个职能，我们让它智能化，比如智慧安防、智慧环保、智慧能源、智慧城关、智慧养老、智慧国土规划、智慧社区、智慧家居都是让人有更好的环境来生存繁衍。对于经济发展，推动智慧制造、工业互联网、物联网。在文化享受方面，可以考虑智慧户外流媒体、智慧教育、智慧旅游等等。在社会交往方面有智慧交通、购物、社会综合管理，住房和城乡建设部关心的都在这个领域。
二、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级越来越多的数据，从而进入大数据时代。2011年，Science专刊指出大数据时代已经到来，美国工程院院士也指出大数据可以让我们实现海量数据在预测、建模、可视化和发现新规律的时代就要到来，奥巴马总统说美国政府正式启动大数据研究的发展计划，奥巴马说大数据就是未来世界的“石油”，这个计划要超过以前提出的“信息高速公路计划”，智慧城市的建设已经到来。
空间数据，空间的传感器资源，美国友185颗卫星，中国有91颗卫星，到2020年中国天上有200多颗卫星，卫星每天往回传的数据可以达到BP机，空间数据苦的资源，处理资源，空间信息资源，地学知识库资源，这些资源都可以传到网上，通过可视化的服务精神，在保证服务质量的基础之上，利用云计算环境，包括计算资源、网络资源和存储资源。
海量空间大数据，我们研究一个软件，叫做天地图，天地图的数据已经超过了TB级，目前已经超过100TB。4+1倾斜相机城市三维模型，最近在贵阳做了很多三维建模工作。我们监测哪各城市？上海，监测什么问题？上海地表下沉，把雷达数据放在一起，进行数据分析和挖掘，自动地、随时地检测地表下沉，不同地区下沉速度不同，这里每年下沉20毫米，远郊区和市中心都在下沉。我们拿到上海检测，跟上海市国土局对比，精度可以达到3.9毫米和2.5毫米，意大利方法是3.7毫米，武汉方法是2.5毫米，已经把上海、苏州、天津、广州很多大城市进行了自动检测，我们还监测了三峡，将来还要监测高铁。
我国已建成世界最大的视频监控网，2005年国务院启动平安城市，现在我们在中国已经在600个城市装了超过2000万个摄象头，花的钱超过3000多亿，摄象头的工作可以帮助我们保证城市的平安、交通的通畅，但是出现了一个大数据的问题，什么问题？存不起，数据量太大，我们到天津做一个规划，“十二五”末，天津将安装60万摄象头，按照公安部的要求，数据要保留3个月，有4600多个PB，1PB等于1000TB，比我们的空间数据还要大如果这么存下去，一年花580多亿，相当于去年西藏的GDP。同时，也查不准，发现问题以后，用人工去查，查不准，不可能用几十万个人替你去查数据，超过了人工处理的极限，防不住，案件破案效率、破案速度、破案质量不高，这是我们面临的一个严峻的问题。
智慧交通，中国有13亿人，数据量到了PB机，24小时都有流量，我们还要把这些数据保存起来。安防，365天×24小时管好城市的安防，数据量很大。智慧养老，现在中国超过65岁的人已经是2亿到2.5亿人，一个人如果从65岁活到90岁、100岁，要把变化状态记录下来，使老人可以得到及时的救护和帮助，如果把制造业放进去，数据也很大。
三、云计算与数据挖掘
目前大数据的解依靠云计算和数据挖掘，科学的发展经过了四个朝代，最早靠经验，后来靠理论，现在我们进入了数字发现知识的时代，云计算就应运而生，把计算能力、存储能力、交互能力放在云端，不在你这边，这种服务叫云计算服务，出现了基于云计算的信息服务，今天走到了虚拟服务云计算的时代，云计算中心内部的生态链，在一个网络上，除了自身的计算资源之外，我们有这样一些商人做云服务器、做集成服务商等等，这些人构成了一个链条，这个链条无所不在，为大家服务。
我们现在做什么云呢？我们做了一个遥感云，把海量的遥感数据，复杂的遥感处理与分析方法放在远程的云计算平台上，利用云计算平台弹性的计算能力，用户无需买数据、不需搭建环境，也不需要买软件，只需要选择数据和算法后即可获得计算结果，我们的服务部再是提供一个地铁、提供一个文件拷贝和数据共享，而是基于云计算的注册服务。遥感云叫做OpenRS-Cloud，开放的遥感云，是不收钱的，可以检查任务进来的速度，可以看计算机结果，把数据输入进去，可以直接在浏览器上察看到结果，用户非常方便。
大家体会一下OpenRS，请你们浏览http//ww.openrs.org/wiki，遥感云服务实例，云系统可以搜索下雨之前的卫星影像，还可以搜索下雨之后的卫星影像，有了这些影像以后自动生成了服务链条，可以得到遥感服务的结果。
位置云，将手机收益道路的导航卫星信号与其他定位相关的传感器信息传输到云计算中心，通过实时解算，实现室内外高精度的手机连续位置定位和实时导航。地理国情检测四员需要，灾情报告员需要，土地调查员和城管员都需要，这样的系统可以把外面的卫星定位方法、室内的传感器定位方法、无线信号定位方法柔在一起，叫做混合定位，北斗正在做服务云，中国北斗从2012年已经全面运营，有120字短报文特性，我们做了增强系统，按照220公立的距离，保证导航精度一秒钟十个精度，如果60公里，实现区域三频厘米级精密定位。如果用GPS，信号完好率44%，初始化时间40多秒，我们推荐的是GPS双频加北斗三频，可以保证平面精度一个厘米、高程精度3.6厘米，提高了30%，完好率100%，初始化时间只有6秒，现在运营商把这个软件做起来，精密定位可能收1毛或者2毛，高精度导航性能分析，95%的误差，达到1.4米。可用于智慧交通中车辆控制和智能驾驶，物质的运送只能在慢车道，原来控制不住，有了米级精度可以控制，如果犯规了，指挥中心就知道了。
数据挖掘，我们现实世界的数据不是我们需要的，我们需要的是信息，最后要的是知识，我们有本书，用这种可以从中挖掘、发现我们的知识。
视频数据挖掘，
要把安全行为进行只能分析，视频数据自动理解，从而实现视频数据自动压缩，把PB数据压缩下来，要推行智能设备，要解决这样一些问题，人体异常行为检测，异常事件检测，这是公安部门最感兴趣的。比如聚集、奔跑、翻墙、徘徊，武汉市破了一个案子，有一个人偷钱包，斜着道走，而不是顺着道走，这都属于异常，波士顿爆炸案的两个人，人家往外走，他们问里面走，叫异动，所以抓住了。我们在武汉市做了试验，如果人看屏幕，一个人看两个，看22分钟，错误率达到95%，怎么办呢？能不能用计算机做呢？如果计算机能做，可以对目标进行跟踪，这就是我们需要的，自动的对物体中的运动目标进行检测、分离、跟踪，对他的行为进行有效识别，如果有了这个软件，视频数据就能充分利用，正常人的活动应该删去，那是隐私的，我们去吃饭，我们去银行取钱，要尽快删掉，把可疑的数据留下来，大量数据可以不要。
四、结论与展望
智慧城市是基于数字城市、物联网和云计算建立的现实世界与数字世界的融合，以实现对人和物的感知、控制和智能服务。感知是数字城市的功能，控制和智能服务是智慧的高级阶段，智慧城市对经济转型发展、城市职能管理和对大众的智慧服务具有广阔的前景，使得人与自然更加协调，做这件事情也不是很容易，第一，要让大家把网络基础设施建好，让大家用的好、用的起，全在网上做的，如果网用不好、用不起，智慧化就等于零，这是工信部的任务，好多专家和公司的任务是抓好技术创新和攻关研究，要拉动智慧城市引起的数字服务产业的发展，更好的实现各种智能化的应用，智慧城市是在一个城市里发生的，城市一把手很重要，是一把手工程，要根据每个城市的特点做好顶层设计、统一规划、分布实施。
以上是我今天演讲的内容。
谢谢各位！
