大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市研究與規(guī)劃中的應(yīng)用

楊軼博 張欣海

（中國電子科技集團公司電子科學研究院 黑龍江省哈爾濱市 150080）

信息技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，城市建設(shè)越來越智能化。大數(shù)據(jù)已逐漸在城市交通和其他地區(qū)的建設(shè)中發(fā)揮重要作用。但是，城市功能建設(shè)還存在一些缺陷，研究相對薄弱。建設(shè)智慧城市與居民的實際需求之間存在巨大差距。因此，在智慧城市的研究和規(guī)劃中越來越多地使用大數(shù)據(jù)具有相當大的現(xiàn)實意義?？梢哉业浇ㄔO(shè)智慧城市的合理技術(shù)方法體系，建立完善的大數(shù)據(jù)框架，促進智慧城市的建設(shè)[1]。近年來，大數(shù)據(jù)已經(jīng)應(yīng)用在各個領(lǐng)域，并給人們的工作和生活帶來了很大的便利。在智慧城市建設(shè)中加入大數(shù)據(jù)，對于建設(shè)新型化城市產(chǎn)生巨大影響。

1 在智慧城市規(guī)劃過程中，大數(shù)據(jù)發(fā)揮的重要作用

1.1 以國家政策為支柱

想要建設(shè)智慧化城市，是需要以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，對于城市進行創(chuàng)新與發(fā)展發(fā)揮著重要作用。因此，國家還必須增加適當?shù)恼咧С郑越ㄔO(shè)具有大數(shù)據(jù)和人的智慧城市，并利用政治支持促進大數(shù)據(jù)，有效的推動智慧城市的規(guī)劃與建設(shè)。此外，我國應(yīng)制定適當?shù)闹笇Х结槪膭詈秃粲跞罕姺e極參與建設(shè)服務(wù)型政府，參與數(shù)據(jù)的綜合收集和創(chuàng)新，全面探索和實現(xiàn)這一目標，全面體現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效價值[2]。

1.2 解決信息共享的問題

無法實施共享以及對數(shù)據(jù)進行聚合一直是建設(shè)智慧城市所存在的問題。由于不同的企業(yè)都具有不同的特點，因此在公司之間的交流和移動過程中的相互學習和借鑒可以幫助公司從彼此的長處中學習以實現(xiàn)雙贏的效果。然而，由于我國信息交流的困難，商務(wù)溝通與合作已成為幻影，難以實現(xiàn)。這不僅對業(yè)務(wù)本身的發(fā)展產(chǎn)生負面影響，而且使它處于不利地位。國際市場上的激烈競爭是增強我國綜合實力的主要障礙。因此，構(gòu)建一致的標準化接口和協(xié)議迫在眉睫，以打破“信息孤島”的現(xiàn)象[3]。

1.3 有效保障信息的安全

大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的整合將大大促進中國的城市化進程。但是由于它具有獨特的洞察力和開放性等特點，大數(shù)據(jù)包含各種各樣的信息，有些不良信息很有可能在察覺不到的情況下威脅到計算機，造成損害，危害最大的就是“黑客”，在查看城市信息或從中獲取信息。計算機的竊取，會大大影響到計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和信息的安全。因此，需要構(gòu)建更加科學有效的解決策略來面對這些問題，以便可以“選擇性地開放”政府的城市數(shù)據(jù)信息。確保城市信息安全，構(gòu)建一個文明和諧安全的網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)環(huán)境[4]。

2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧城市規(guī)劃與研究中的應(yīng)用

在技術(shù)進步方面，近些年建設(shè)智慧城市過程中，其中心就是圍繞大數(shù)據(jù)和人工智能。 建設(shè)智慧城市的主要目標已經(jīng)是在城市信息運營過程中生成的各種數(shù)據(jù)。

（1）打造智慧城市，其實就是利用云計算，大數(shù)據(jù)，芯片和算法等核心功能和技術(shù)，從大量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)運營城市所需的寶貴信息，并且在業(yè)界已經(jīng)形成一種共識。所以說，智慧城市的建設(shè)正在發(fā)生著特別大的變化。伴隨不同種類的數(shù)據(jù)處理，以及持續(xù)出現(xiàn)的應(yīng)用技術(shù)，使智慧城市的發(fā)展更加迅速、更加高層次化。 同時，城市多元化的業(yè)務(wù)場景產(chǎn)生了不同的用戶需求和應(yīng)用程序[5]。

首先是建立智慧分析。使用大數(shù)據(jù)進行挖掘，分析，算法和預(yù)測模型，創(chuàng)新情報分析思想，開發(fā)情報分析方法，利用預(yù)測工具，提取和全面分析信息，從多個角度實現(xiàn)信息的相互關(guān)聯(lián)，使數(shù)據(jù)進行智能化的比較以及預(yù)測，自動推送結(jié)果。

其次是實施智能防控。通過使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)建各種針對關(guān)鍵區(qū)域和關(guān)鍵入口的智能識別網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建三維式信息，以構(gòu)建前端設(shè)備，例如面部識別，汽車面部識別，監(jiān)控等。結(jié)合連續(xù)數(shù)據(jù)計算，實時計算以及其他技術(shù)，對安全狀況的了解，對檢測到和收集的大量信息的評估和預(yù)測，根據(jù)PGIS 提供快速，直觀的安全狀況監(jiān)視功能。實時關(guān)注安全熱點并從宏觀角度控制總體安全[6]。

然后是創(chuàng)建智能視頻。創(chuàng)建一個以視頻為基礎(chǔ)，基于多源偵察數(shù)據(jù)收集和匯聚的視頻大數(shù)據(jù)平臺，并通過并行連接網(wǎng)絡(luò)安全中其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來支持各種類型的警種，從而可以更廣泛的深入挖掘數(shù)據(jù)。擴大人員，車輛和數(shù)據(jù)的價值使視頻大數(shù)據(jù)為全部警察服務(wù)。

最后是創(chuàng)建智能服務(wù)。運用微信，微博，微視，短信等平臺用于向社會公開民警信息，政策法規(guī)，辦公流程，構(gòu)建公共安全服務(wù)平臺[7]。

（2）數(shù)據(jù)挖掘也可以稱之為對數(shù)據(jù)進行探測和開采，也是發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫知識的一個環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)挖掘是指自動檢索具有特殊關(guān)系的信息的過程，這些特殊關(guān)系通常隱藏在大量數(shù)據(jù)中。數(shù)據(jù)的挖掘離不開計算機的支持，通過多種方式來達到以上目標，例如統(tǒng)計，在線分析和處理，智能研究，等[8]。

不斷運用云計算技術(shù)，才能推動大數(shù)據(jù)的發(fā)展，不斷促進智慧城市的進步。 作為Internet 應(yīng)用程序的擴展，云計算技術(shù)面臨著巨大的發(fā)展。云計算與智慧城市之間息息相關(guān)，但是智慧城市的范圍比云計算更廣泛。智慧城市指標反映在大數(shù)據(jù)中。大數(shù)據(jù)促進了智慧城市的發(fā)展，而大數(shù)據(jù)則創(chuàng)造了云計算。云計算推動了大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，大數(shù)據(jù)來自云計算的應(yīng)用。

大數(shù)據(jù)最主要的就是共享。智慧城市發(fā)展的瓶頸之一是信息孤島效應(yīng)。部門不愿透露和共享數(shù)據(jù)。這將導致數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)間產(chǎn)生斷裂，數(shù)據(jù)深度價值無法創(chuàng)建。針對這些，一些相關(guān)部門也開始尋求有效的解決方案，因為已經(jīng)通過數(shù)據(jù)量化了根據(jù)城市自身需求運行的跡象，但是該數(shù)據(jù)應(yīng)分散在多個部門并進行量化。它從與城市運營標志相關(guān)的服務(wù)中收集數(shù)據(jù)，幫助城市管理人員分析數(shù)據(jù)，并最終管理城市特征的定量形式，即不同類型的數(shù)據(jù)，以供政府管理人員使用[9]。

3 認知技術(shù)的運用

認知技術(shù)是一種基本技術(shù)，它可以在智能城市中收集和傳輸有關(guān)對象的信息并智能地響應(yīng)指令，并且是智能城市的神經(jīng)末端。 更準確地說，它是指用于檢測，測量，收集和傳輸信息的各種設(shè)備或系統(tǒng)。這些設(shè)備使您可以快速收集和分析從環(huán)境溫度，濕度，煙霧到道路車輛信息，城市交通狀況和其他信息的所有內(nèi)容，這便于即時干預(yù)和長期計劃。 當前，主要的檢測技術(shù)包括電子標簽技術(shù)，藍牙，二維碼和攝像機圖像采集技術(shù)[10]。

3.1 電子標簽是一種通信技術(shù)

可以識別特定對象并通過無線電信號讀取和寫入關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，而不用在識別系統(tǒng)和特定對象之間進行機械或光學接觸。電子標簽分為兩種，一種是移動式，一種是固定式，電子標簽技術(shù)廣泛用于圖書館，訪問控制系統(tǒng)和食品安全監(jiān)控中。

3.2 二維代碼

根據(jù)某些定律，使用某些幾何形狀以分布在平面（二維方向）上的黑白模式保存數(shù)據(jù)符號信息。在編寫代碼時可以智能地使用它。它構(gòu)成了計算機的內(nèi)部邏輯。“0”和“1”比特流的概念使用與二進制相對應(yīng)的幾種幾何形狀來表示文本和數(shù)字信息，并且可以由圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動讀取以達到自動信息處理的目的。條碼技術(shù)有幾個共同的特點，每個代碼系統(tǒng)都有自己的字符集，每個字符占據(jù)一定的寬度并具有特定的檢查功能，同時例如自動識別不同的行信息和處理變化的圖形旋轉(zhuǎn)還有一個功能。

3.3 攝像機圖像采集技術(shù)

利用攝行頭，對圖像數(shù)據(jù)進行采集，以及處理圖像，按照制定的像素值和照片格式對圖像進行必要的處理以及保存。

3.4 藍牙

一種無線技術(shù)，可以保證設(shè)備之間在一定范圍內(nèi)進行通信。 信息可以在許多設(shè)備之間進行無線交換，包括手機，PDA，無線耳機，筆記本電腦和相關(guān)設(shè)備。使用“藍牙”技術(shù)可以使移動通信更加簡單化，從而使數(shù)據(jù)在進行傳輸時更快，更有效，擴展了無線通信的路徑[11]。

4 基于大數(shù)據(jù)集成的智能多計劃協(xié)作系統(tǒng)

現(xiàn)如今，我國的城市化建設(shè)主要是通過政府部門的管理來進行的。在開發(fā)過程中受到于管理系統(tǒng)的限制，在制定的計劃中仍然存在許多問題，例如缺乏城市規(guī)劃。規(guī)劃空間結(jié)構(gòu)和逆向執(zhí)行發(fā)展政策這些問題，嚴重影響了我國的城市化進程。最重要的是國民經(jīng)濟中的城市土地利用規(guī)劃問題。為了解決這些問題，盡管各部委已經(jīng)制定了許多相關(guān)的指導方針，但效果不是很明顯[12]。中國共產(chǎn)黨中央城市化委員會的基本要求是可持續(xù)發(fā)展，使城市具有持久的力量。在建設(shè)智慧城市時，發(fā)展理念必須側(cè)重于“集約化”，“智慧”和“低碳”方面，整合城市的所有資源，并確保新城市和大都市區(qū)的建設(shè)。智慧城市對空間結(jié)構(gòu)的使用提出了更嚴格的要求。在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，它們可以最大限度的在空間結(jié)構(gòu)上滿足智慧城市的要求。首先，通過先進的技術(shù)措施，智慧城市可以整合城市的整個空間結(jié)構(gòu)，從而為政府的新城市規(guī)劃奠定良好的基礎(chǔ)。其次，大數(shù)據(jù)可以整合政府機構(gòu)為實施城市規(guī)劃項目制定的發(fā)展戰(zhàn)略[13]。例如，制定了關(guān)于城市發(fā)展的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃。第二個是從多種渠道（例如從意識形態(tài)的角度）制定機制，利用現(xiàn)有社會資源的整合來創(chuàng)建協(xié)調(diào)一致的城市發(fā)展趨勢系統(tǒng)。

5 大數(shù)據(jù)在智慧城市研究與規(guī)劃中的作用

5.1 為城市的規(guī)劃明確方向

智慧城市的發(fā)展是我國公民在未來城市居住的環(huán)境發(fā)展方向以及智慧交通的先驅(qū)方面提出的的新要求。但是，在智慧城市規(guī)劃過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)諸如具體含義不清楚的問題。例如，有些單位不了解智能城市具體指的是什么，而只能根據(jù)某些模型來工作。根據(jù)此規(guī)劃計劃，在建設(shè)一個智能城市之后，它的形狀更像是一個美麗的泥塑，只是擁有一個美麗的外表，卻沒有靈魂。在此基礎(chǔ)上，負責的相關(guān)部門必須驗證其路線的準確性。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以明確城市規(guī)劃的方向，以便相關(guān)部門更好地理解智慧城市的重要性，為城市設(shè)計和交通規(guī)劃的科學發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

5.2 提供技術(shù)支持

大數(shù)據(jù)技術(shù)本身就是一種非常先進的技術(shù)，可為我國的城市規(guī)劃提供技術(shù)支持。尤其是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在智能城市的城市功能和道路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中運用這種先進的科學技術(shù)，可以有效地提高整個城市規(guī)劃的含金量，并為道路交通規(guī)劃，智慧城市的科學發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

6 結(jié)束語

總之，大數(shù)據(jù)已經(jīng)不可避免成為現(xiàn)在社會一種發(fā)展潮流，它涉及到我國生活的各個領(lǐng)域，在我國建設(shè)和規(guī)劃智慧城市中也不例外。因此，在我國建設(shè)智慧城市時，還需要積極地將信息技術(shù)整合到大數(shù)據(jù)中。即使整合人員的過程進展不順利，那些負責建設(shè)智慧城市的人也應(yīng)毫不猶豫的勇往直前，積極尋求方法進行排除和解決限制大數(shù)據(jù)集成過程中的因素。如此，大數(shù)據(jù)的作用才能得到真正的體現(xiàn)，才能推動我國智慧化城市的快速穩(wěn)定的發(fā)展。