智慧城市的“血脈”：數(shù)據(jù)智能化

居亞凱++邵一駿

摘 要：智慧城市是未來城市的發(fā)展方向，建設(shè)過程中需整合、挖掘和利用各類數(shù)據(jù)，通過計算機技術(shù)中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對城市的經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行智能化處理，為政府的智慧城市建設(shè)提供決策參考。

關(guān)鍵詞：智慧城市；數(shù)據(jù)；智能化

IBM提出“智慧的地球”概念，指出地球上幾乎任何東西都可以實現(xiàn)數(shù)字化和互聯(lián)，進而向整個社會提供更加智能化的服務(wù)。隨后在“智慧的地球”概念基礎(chǔ)上，IBM正式提出“智慧城市”愿景，其具備四大特征：全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新。

智慧城市是未來的城市的發(fā)展方向，當(dāng)我們把智慧城市比喻成一個巨人時，為這個巨人全身提供氧氣、輸送營養(yǎng)的血脈是大量的數(shù)據(jù)及整合、處理這些數(shù)據(jù)的智能化數(shù)據(jù)庫。因此，如何構(gòu)建這套智能化數(shù)據(jù)庫，是智慧城市建設(shè)的重中之重。

一、數(shù)據(jù)背后的故事

“房屋租賃價格指數(shù)超過100，與人口流動指數(shù)超過100是否有關(guān)聯(lián)？”“固定資產(chǎn)投資連續(xù)3年增長，是否與人口增長、財政收入增長和出口額下降有關(guān)聯(lián)？”……經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)背后隱含著豐富的、對決策咨詢有重要意義的規(guī)律。

一方面，經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫能為各級黨委和政府管理、決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，為各部門實現(xiàn)信息資源共享提供切實保障，如今各省、市、區(qū)級統(tǒng)計局基本建成了統(tǒng)計信息系統(tǒng)，基于不同的應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫平臺，基本實現(xiàn)了統(tǒng)計數(shù)據(jù)的網(wǎng)上直報、查詢和下載等功能；另一方面，現(xiàn)有的統(tǒng)計系統(tǒng)中，錄入、查詢和統(tǒng)計作為普遍的功能，而對于存在著若干的規(guī)則與聯(lián)系的大量數(shù)據(jù)缺乏利用，實質(zhì)上這些規(guī)律背后蘊含著關(guān)鍵的發(fā)展趨勢，為決策提供重要參考。

因此，將數(shù)據(jù)“智能化”從而適用于智慧城市應(yīng)用體系，是有現(xiàn)實和長遠意義的。

二、智能化的手段

要實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化，必須運用計算機領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，依托數(shù)據(jù)庫方面的決策支持技術(shù)，通過數(shù)據(jù)采集、模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)分析和方案設(shè)計等人機交互程序，為決策支持提供支撐[1]。

以某市智慧城市建設(shè)的數(shù)據(jù)庫為例，分析智能化數(shù)據(jù)庫的需求，在系統(tǒng)用例圖和基于J2EE平臺的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)倉庫和相關(guān)接口進行設(shè)計，并對內(nèi)嵌的查詢算法——FP-Growth算法進行編制，為開發(fā)“經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計智能化數(shù)據(jù)庫”提供設(shè)計框架。

該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)登錄、查詢、錄入等功能，最重要的是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從各類數(shù)據(jù)中挖掘出具有決策參考價值的數(shù)據(jù)集，比如“人口增長、財政增收”、“房地產(chǎn)投資減速、出口額增長”等有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集，為智慧城市建設(shè)提供參考。

三、智能化的設(shè)計思路

據(jù)了解，現(xiàn)有的經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫在分析數(shù)據(jù)、輔助決策等功能上尚存在缺憾，而在引進智能化數(shù)據(jù)庫的相關(guān)技術(shù)后，對原有查詢、錄入的數(shù)據(jù)進行抽取、過濾和裝載，形成數(shù)據(jù)倉庫，利用相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，生成有參考作用的一系列數(shù)據(jù)項，形成一套智能化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

圖1 數(shù)據(jù)智能化的流程圖

四、智能化的應(yīng)用

在了解了設(shè)計思路和核心算法之后，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化是關(guān)鍵，在下圖（圖1）中演示了實現(xiàn)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的流程，也就是實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化的流程。

從流程圖里可以對FP-Growth算法挖掘模塊的使用過程進行了解，此模塊的相關(guān)設(shè)計有以下幾個考慮：1、有專供用戶登錄的數(shù)據(jù)挖掘主界面；2、有分別用以填寫最小支持度和設(shè)置目標范圍的統(tǒng)計數(shù)據(jù)下限值的輸入框；3、有一段程序代碼，用以按設(shè)置的下限值調(diào)用數(shù)據(jù)庫中已有數(shù)據(jù)；4、有一段FP-Growth算法的程序代碼；5、有一個頁面，用以顯示關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘結(jié)果。

在關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘模塊中，有兩個關(guān)鍵流程：設(shè)置最小支持度、設(shè)置經(jīng)濟社會統(tǒng)計數(shù)據(jù)下限。其中設(shè)置數(shù)據(jù)下限是關(guān)鍵步驟，是對符合條件的頻繁項進行進一步刪選，刪除下限以下的頻繁項數(shù)據(jù)類，剩下的數(shù)據(jù)類用以構(gòu)建FP-Tree的項，最終挖掘出的頻繁項集是具有決策參考意義的：在某數(shù)據(jù)值（如市級財政收入800億元、區(qū)縣級人均收入18000元和區(qū)縣級新增企業(yè)數(shù)300家）以上的數(shù)據(jù)是有關(guān)聯(lián)性的，可以同時選擇。

五、結(jié)束語

數(shù)據(jù)智能化是一個逐步完善、長期堅持的過程，期間要經(jīng)歷數(shù)據(jù)共享規(guī)整、用戶需求完善、系統(tǒng)效率提升等必要步驟。同時一旦智能化數(shù)據(jù)庫設(shè)計、開發(fā)成功，隨即而來的是統(tǒng)計數(shù)據(jù)的歸口統(tǒng)一，這要求事先要理順機制體制，將分散在全市各部門的數(shù)據(jù)進行規(guī)范統(tǒng)一上報。

[參考文獻]

[1]史忠植 知識發(fā)現(xiàn) 北京：清華大學(xué)出版社 2002.

[2]（加）J·Han，M·Kamber著，范明、孟小峰等譯 數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)（Data Mining Concepts and Techniques） 北京：機械工業(yè)出版社 2004 29-36.

本文得到寧波大學(xué)科研基金的資助，特此致謝！

摘 要：智慧城市是未來城市的發(fā)展方向，建設(shè)過程中需整合、挖掘和利用各類數(shù)據(jù)，通過計算機技術(shù)中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對城市的經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行智能化處理，為政府的智慧城市建設(shè)提供決策參考。

關(guān)鍵詞：智慧城市；數(shù)據(jù)；智能化

IBM提出“智慧的地球”概念，指出地球上幾乎任何東西都可以實現(xiàn)數(shù)字化和互聯(lián)，進而向整個社會提供更加智能化的服務(wù)。隨后在“智慧的地球”概念基礎(chǔ)上，IBM正式提出“智慧城市”愿景，其具備四大特征：全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新。

智慧城市是未來的城市的發(fā)展方向，當(dāng)我們把智慧城市比喻成一個巨人時，為這個巨人全身提供氧氣、輸送營養(yǎng)的血脈是大量的數(shù)據(jù)及整合、處理這些數(shù)據(jù)的智能化數(shù)據(jù)庫。因此，如何構(gòu)建這套智能化數(shù)據(jù)庫，是智慧城市建設(shè)的重中之重。

一、數(shù)據(jù)背后的故事

“房屋租賃價格指數(shù)超過100，與人口流動指數(shù)超過100是否有關(guān)聯(lián)？”“固定資產(chǎn)投資連續(xù)3年增長，是否與人口增長、財政收入增長和出口額下降有關(guān)聯(lián)？”……經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)背后隱含著豐富的、對決策咨詢有重要意義的規(guī)律。

一方面，經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫能為各級黨委和政府管理、決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，為各部門實現(xiàn)信息資源共享提供切實保障，如今各省、市、區(qū)級統(tǒng)計局基本建成了統(tǒng)計信息系統(tǒng)，基于不同的應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫平臺，基本實現(xiàn)了統(tǒng)計數(shù)據(jù)的網(wǎng)上直報、查詢和下載等功能；另一方面，現(xiàn)有的統(tǒng)計系統(tǒng)中，錄入、查詢和統(tǒng)計作為普遍的功能，而對于存在著若干的規(guī)則與聯(lián)系的大量數(shù)據(jù)缺乏利用，實質(zhì)上這些規(guī)律背后蘊含著關(guān)鍵的發(fā)展趨勢，為決策提供重要參考。

因此，將數(shù)據(jù)“智能化”從而適用于智慧城市應(yīng)用體系，是有現(xiàn)實和長遠意義的。

二、智能化的手段

要實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化，必須運用計算機領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，依托數(shù)據(jù)庫方面的決策支持技術(shù)，通過數(shù)據(jù)采集、模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)分析和方案設(shè)計等人機交互程序，為決策支持提供支撐[1]。

以某市智慧城市建設(shè)的數(shù)據(jù)庫為例，分析智能化數(shù)據(jù)庫的需求，在系統(tǒng)用例圖和基于J2EE平臺的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)倉庫和相關(guān)接口進行設(shè)計，并對內(nèi)嵌的查詢算法——FP-Growth算法進行編制，為開發(fā)“經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計智能化數(shù)據(jù)庫”提供設(shè)計框架。

該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)登錄、查詢、錄入等功能，最重要的是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從各類數(shù)據(jù)中挖掘出具有決策參考價值的數(shù)據(jù)集，比如“人口增長、財政增收”、“房地產(chǎn)投資減速、出口額增長”等有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集，為智慧城市建設(shè)提供參考。

三、智能化的設(shè)計思路

據(jù)了解，現(xiàn)有的經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫在分析數(shù)據(jù)、輔助決策等功能上尚存在缺憾，而在引進智能化數(shù)據(jù)庫的相關(guān)技術(shù)后，對原有查詢、錄入的數(shù)據(jù)進行抽取、過濾和裝載，形成數(shù)據(jù)倉庫，利用相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，生成有參考作用的一系列數(shù)據(jù)項，形成一套智能化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

圖1 數(shù)據(jù)智能化的流程圖

四、智能化的應(yīng)用

在了解了設(shè)計思路和核心算法之后，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化是關(guān)鍵，在下圖（圖1）中演示了實現(xiàn)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的流程，也就是實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化的流程。

從流程圖里可以對FP-Growth算法挖掘模塊的使用過程進行了解，此模塊的相關(guān)設(shè)計有以下幾個考慮：1、有專供用戶登錄的數(shù)據(jù)挖掘主界面；2、有分別用以填寫最小支持度和設(shè)置目標范圍的統(tǒng)計數(shù)據(jù)下限值的輸入框；3、有一段程序代碼，用以按設(shè)置的下限值調(diào)用數(shù)據(jù)庫中已有數(shù)據(jù)；4、有一段FP-Growth算法的程序代碼；5、有一個頁面，用以顯示關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘結(jié)果。

在關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘模塊中，有兩個關(guān)鍵流程：設(shè)置最小支持度、設(shè)置經(jīng)濟社會統(tǒng)計數(shù)據(jù)下限。其中設(shè)置數(shù)據(jù)下限是關(guān)鍵步驟，是對符合條件的頻繁項進行進一步刪選，刪除下限以下的頻繁項數(shù)據(jù)類，剩下的數(shù)據(jù)類用以構(gòu)建FP-Tree的項，最終挖掘出的頻繁項集是具有決策參考意義的：在某數(shù)據(jù)值（如市級財政收入800億元、區(qū)縣級人均收入18000元和區(qū)縣級新增企業(yè)數(shù)300家）以上的數(shù)據(jù)是有關(guān)聯(lián)性的，可以同時選擇。

五、結(jié)束語

數(shù)據(jù)智能化是一個逐步完善、長期堅持的過程，期間要經(jīng)歷數(shù)據(jù)共享規(guī)整、用戶需求完善、系統(tǒng)效率提升等必要步驟。同時一旦智能化數(shù)據(jù)庫設(shè)計、開發(fā)成功，隨即而來的是統(tǒng)計數(shù)據(jù)的歸口統(tǒng)一，這要求事先要理順機制體制，將分散在全市各部門的數(shù)據(jù)進行規(guī)范統(tǒng)一上報。

[參考文獻]

[1]史忠植 知識發(fā)現(xiàn) 北京：清華大學(xué)出版社 2002.

[2]（加）J·Han，M·Kamber著，范明、孟小峰等譯 數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)（Data Mining Concepts and Techniques） 北京：機械工業(yè)出版社 2004 29-36.

本文得到寧波大學(xué)科研基金的資助，特此致謝！

摘 要：智慧城市是未來城市的發(fā)展方向，建設(shè)過程中需整合、挖掘和利用各類數(shù)據(jù)，通過計算機技術(shù)中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對城市的經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行智能化處理，為政府的智慧城市建設(shè)提供決策參考。

關(guān)鍵詞：智慧城市；數(shù)據(jù)；智能化

IBM提出“智慧的地球”概念，指出地球上幾乎任何東西都可以實現(xiàn)數(shù)字化和互聯(lián)，進而向整個社會提供更加智能化的服務(wù)。隨后在“智慧的地球”概念基礎(chǔ)上，IBM正式提出“智慧城市”愿景，其具備四大特征：全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新。

智慧城市是未來的城市的發(fā)展方向，當(dāng)我們把智慧城市比喻成一個巨人時，為這個巨人全身提供氧氣、輸送營養(yǎng)的血脈是大量的數(shù)據(jù)及整合、處理這些數(shù)據(jù)的智能化數(shù)據(jù)庫。因此，如何構(gòu)建這套智能化數(shù)據(jù)庫，是智慧城市建設(shè)的重中之重。

一、數(shù)據(jù)背后的故事

“房屋租賃價格指數(shù)超過100，與人口流動指數(shù)超過100是否有關(guān)聯(lián)？”“固定資產(chǎn)投資連續(xù)3年增長，是否與人口增長、財政收入增長和出口額下降有關(guān)聯(lián)？”……經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)背后隱含著豐富的、對決策咨詢有重要意義的規(guī)律。

一方面，經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫能為各級黨委和政府管理、決策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，為各部門實現(xiàn)信息資源共享提供切實保障，如今各省、市、區(qū)級統(tǒng)計局基本建成了統(tǒng)計信息系統(tǒng)，基于不同的應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫平臺，基本實現(xiàn)了統(tǒng)計數(shù)據(jù)的網(wǎng)上直報、查詢和下載等功能；另一方面，現(xiàn)有的統(tǒng)計系統(tǒng)中，錄入、查詢和統(tǒng)計作為普遍的功能，而對于存在著若干的規(guī)則與聯(lián)系的大量數(shù)據(jù)缺乏利用，實質(zhì)上這些規(guī)律背后蘊含著關(guān)鍵的發(fā)展趨勢，為決策提供重要參考。

因此，將數(shù)據(jù)“智能化”從而適用于智慧城市應(yīng)用體系，是有現(xiàn)實和長遠意義的。

二、智能化的手段

要實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化，必須運用計算機領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，依托數(shù)據(jù)庫方面的決策支持技術(shù)，通過數(shù)據(jù)采集、模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)分析和方案設(shè)計等人機交互程序，為決策支持提供支撐[1]。

以某市智慧城市建設(shè)的數(shù)據(jù)庫為例，分析智能化數(shù)據(jù)庫的需求，在系統(tǒng)用例圖和基于J2EE平臺的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的功能、數(shù)據(jù)倉庫和相關(guān)接口進行設(shè)計，并對內(nèi)嵌的查詢算法——FP-Growth算法進行編制，為開發(fā)“經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計智能化數(shù)據(jù)庫”提供設(shè)計框架。

該系統(tǒng)不僅實現(xiàn)登錄、查詢、錄入等功能，最重要的是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從各類數(shù)據(jù)中挖掘出具有決策參考價值的數(shù)據(jù)集，比如“人口增長、財政增收”、“房地產(chǎn)投資減速、出口額增長”等有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集，為智慧城市建設(shè)提供參考。

三、智能化的設(shè)計思路

據(jù)了解，現(xiàn)有的經(jīng)濟社會發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫在分析數(shù)據(jù)、輔助決策等功能上尚存在缺憾，而在引進智能化數(shù)據(jù)庫的相關(guān)技術(shù)后，對原有查詢、錄入的數(shù)據(jù)進行抽取、過濾和裝載，形成數(shù)據(jù)倉庫，利用相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，生成有參考作用的一系列數(shù)據(jù)項，形成一套智能化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

圖1 數(shù)據(jù)智能化的流程圖

四、智能化的應(yīng)用

在了解了設(shè)計思路和核心算法之后，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化是關(guān)鍵，在下圖（圖1）中演示了實現(xiàn)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的流程，也就是實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化的流程。

從流程圖里可以對FP-Growth算法挖掘模塊的使用過程進行了解，此模塊的相關(guān)設(shè)計有以下幾個考慮：1、有專供用戶登錄的數(shù)據(jù)挖掘主界面；2、有分別用以填寫最小支持度和設(shè)置目標范圍的統(tǒng)計數(shù)據(jù)下限值的輸入框；3、有一段程序代碼，用以按設(shè)置的下限值調(diào)用數(shù)據(jù)庫中已有數(shù)據(jù)；4、有一段FP-Growth算法的程序代碼；5、有一個頁面，用以顯示關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘結(jié)果。

在關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘模塊中，有兩個關(guān)鍵流程：設(shè)置最小支持度、設(shè)置經(jīng)濟社會統(tǒng)計數(shù)據(jù)下限。其中設(shè)置數(shù)據(jù)下限是關(guān)鍵步驟，是對符合條件的頻繁項進行進一步刪選，刪除下限以下的頻繁項數(shù)據(jù)類，剩下的數(shù)據(jù)類用以構(gòu)建FP-Tree的項，最終挖掘出的頻繁項集是具有決策參考意義的：在某數(shù)據(jù)值（如市級財政收入800億元、區(qū)縣級人均收入18000元和區(qū)縣級新增企業(yè)數(shù)300家）以上的數(shù)據(jù)是有關(guān)聯(lián)性的，可以同時選擇。

五、結(jié)束語

數(shù)據(jù)智能化是一個逐步完善、長期堅持的過程，期間要經(jīng)歷數(shù)據(jù)共享規(guī)整、用戶需求完善、系統(tǒng)效率提升等必要步驟。同時一旦智能化數(shù)據(jù)庫設(shè)計、開發(fā)成功，隨即而來的是統(tǒng)計數(shù)據(jù)的歸口統(tǒng)一，這要求事先要理順機制體制，將分散在全市各部門的數(shù)據(jù)進行規(guī)范統(tǒng)一上報。

[參考文獻]

[1]史忠植 知識發(fā)現(xiàn) 北京：清華大學(xué)出版社 2002.

[2]（加）J·Han，M·Kamber著，范明、孟小峰等譯 數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)（Data Mining Concepts and Techniques） 北京：機械工業(yè)出版社 2004 29-36.

本文得到寧波大學(xué)科研基金的資助，特此致謝！