从数字城市到智慧城市
文章来源：天目智慧地球研究院
目 录
1.智慧城市的概念
2.智慧城市的技术特征
3.智慧城市发展的五大支撑
4.智慧城市的建设目标
5.智慧城市的建设内容
6.智慧城市的总体框架
7.智慧城市关键技术
7.1物联网
7.2云计算
7.3大数据技术
7.4人工智能技术
7.5地理信息技术
8.智慧应用体系
9.从智能城市到智慧城市
1.智慧城市的概念
智慧城市（Smart City）是指利用各种信息技术或创新意念，集成城市的组成系统和服务，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，以及改善市民生活质量。智慧城市通过实现信息化、工业化与城镇化深度融合，建立城市信息化高级形态，有助于缓解“大城市病”，提高城镇化质量，实现精细化和动态管理，并提升城市管理成效和改善市民生活质量。
智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新（创新2.0）环境下的城市形态，强调智慧城市不仅仅是物联网、云计算等新一代信息技术的应用，更重要的是通过面向知识社会的创新2.0的方法论应用，构建用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的城市可持续创新生态。当前，智慧城市建设是信息技术、城市规划等领域的热点问题。
2.智慧城市的技术特征
基于国际上的智慧城市研究和实践，“智慧”的理念被解读为不仅仅是智能，即新一代信息技术的运用，更在于人体智慧的充分参与。推动智慧城市形成的两股力量，一是以物联网、云计算、移动网络为代表的新一代信息技术，二是知识社会环境下逐步形成的开放城市创新生态。一个是技术创新层面的技术因素，另一个则是社会创新层面的社会经济因素。
在IBM的《智慧的城市在中国》白皮书中，基于新一代信息技术的应用，对智慧城市基本特征的界定是：全面物联、充分集成、激励创新、协同运作等四方面。即智能传感设备将城市公共设施物联成网，物联网与互联网系统完全对接融合，政府、企业在智慧基础设施之上进行科技和业务的创新应用，城市的各个关键系统和参与者进行和谐高效地协作。《创新2.0视野下的智慧城市》强调智慧城市不仅强调物联网、云计算等新一代信息技术应用，更强调以人为本、协同、开放、用户参与的创新2.0，将智慧城市定义为新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新（创新2.0）环境下的城市形态。智慧城市基于全面透彻的感知、宽带泛在的互联以及智能融合的应用，构建有利于创新涌现的制度环境与生态，实现以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的以人为本可持续创新，塑造城市公共价值并为生活其间的每一位市民创造独特价值，实现城市与区域可持续发展。因此，智慧城市的四大特征被总结为：全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及以人为本的可持续创新。亦有学者认为智慧城市应该体现在维也纳大学评价欧洲大中城市的六个指标，即智慧的经济、智慧的运输、智慧的环境、智慧的居民、智慧的生活和智慧的管理等六个方面。
智慧城市不是一个纯技术的概念，它与“园林城市”、“生态城市”、“山水城市”一样，是对城市发展方向的一种描述，是信息技术、网络技术渗透到城市生活各个方面的具体体现。“智慧城市”意味着城市功能全面实现信息化，意味着城市管理和运行体制的一次大变革，为认识物质城市打开了新的视野，并提供了全新的城市规划、建设和管理的调控手段，从而为城市可持续发展和调控管理提供了有力的工具。
3.智慧城市发展的五大支撑
信息基础设施
它是城市获取信息的基本能力，每个城市必须根据自身特点和发展方向，做整体思考。
城市基础数据库
一个城市的数字化程度，从源头上取决于城市基础数据库的容量、速度、便捷性、可更新能力和智能化水平，至少包括数字人口、土地、交通、管线、经济管理等内容。
电子政府和城市信息安全
电子政府能提高政府工作效率，提升施政水平，优化服务功能，它同时也是提高政府透明度和有效监督的重要工具。
全方位的电子商务框架
电子商务系统的全方位、多等级和虚拟化建设，将具体体现未来城市发展的活力。
多元学科智能化
对地观测传感网、动态实时网络GIS、全球定位系统（GPS）和时空大数据、位置智慧应用等多学科技术的有机融合与应用
4.智慧城市的建设目标
通过运用信息化技术和通讯技术手段，包括利用物联网、云计算、大数据、人工智能、数据可视化、地理信息、空间遥感、三维实景以及新一代的通信技术，全面感知、收集、分析、预测、整合城市运行核心系统的各项关键信息，进而对包括政务、商务、民生（衣食住行、教育、医疗 ）、环保、产业发展、公共安全、防灾减灾等方面的城市治理需求和服务需求，做出智慧化响应。
政务方面，通过物联网、空间遥感、地理信息、三维实景等技术，对等城市基础设施，管网、交通、警务、城管、自然资源、不动产管理、农林等进行实时的管理控制；对人口进行实时的管理和服务；达到城市智慧、高效、便捷的管理新阶段。
民生方面，通过互联网、云计算、大数据、人工智能等创新技术，使得市民在任何时间、任何地点、任何渠道都可以享受便捷廉价的社区服务、就业安居、居家养老、健康卫生、文化教育、文化旅游、一卡通、医疗等融合公共服务，生活品质获得大幅提升。
运营方面，通过建设智慧城市综合运营管理平台，实现对城市运行态势的全局掌控，各类事件的协同处置，城市信息的实时发布，风险隐患的科学预防以及城市发展的智慧决策。
5.智慧城市的建设内容
通过打造智慧平台，促进创新要素聚集，推进以“数据”为核心的智慧新服务平台的打造，通过打造物联网应用平台，将智慧城市中各类传感器、空间测绘设备和物联设备进行统一管理和整合，通过数据畅通平台将数据进行归集汇聚到时空大数据平台上来，以“数据”为核心，以平台为抓手，创新数据服务，促进人、企业、数据、机制等创新要素的快速聚集。
通过加速资源整合，助力创新环境打造，通过推动信息基础设施资源、行业应用资源、数据资源、互联网端资源等各类资源的整合，建设用于支撑创新型智慧城市发展的智能化基础设施，建设用于实现数据共享、交换、互联的统一数据资源体系，以及建设用于支撑城市运营的统一运营服务中心、公共信息服务平台，为打造统一创新智慧城市基础和环境，形成全域统筹规划和各产业联动发展的良好模式。
推动智慧治理，引领创新管理升级，站在创新型智慧城市战略发展的角度，推动利用物联网、大数据、人工智能、地理信息等技术，创新城市规划治理模式，利用大数据分析等技术，以智慧手段前瞻性确定城市产业发展布局，系统谋划基础设施建设，科学评价土地集约利用水平，大力促进精准招商，为城市的持续发展提供智慧决策支持，向依靠数据决策的城市治理模式转变。
具体建设内容为，“4个一”+“N”，即：一套标准规范，一套基础设施，一个时空大数据中心，一个时空大数据服务平台，覆盖面向政务、民生、运营方面的智慧应用服务体系。
6.智慧城市的总体框架
总体框架图
7.智慧城市关键技术
感知、物联、互联技术让智慧城市拥有遍布全域的神经系统，将看见的、听见的、感知到的各类数据信息，传递到智慧城市的神经中枢。
云计算技术让多应用、多行业、复杂系统构成的智慧城市综合信息化系统的运行和数据处理，不再有技术和性能的瓶颈；作为构成智慧城市云数据心的关键支撑技术，云计算技术的随需应变的动态伸缩能力，以及通过虚拟化、分布式存储和并行计算以及宽带网络等技术实现的数据处理能力，为各类智慧业务应用领域，提供了强大的基础设施支撑能力。
大数据处理、分析、挖掘，以及数据可视化技术让智慧城市各类复杂系统，产生的跨部门、跨行业、海量的异构数据的收集、存储、清洗、分析、挖掘、展示成为可能，并且能构建基于数据分析、挖掘、预测和知识管理方面的数据决策支撑能力。
人工智能技术构建以AI引擎为驱动、以数据驱动城市决策为机制的智慧城市，根据实时数据和各类型信息，综合调配和调控城市的公共资源，最终实现城市智能化。
7.1物联网
物联网典型体系架构分为3层，自下而上分别是感知层、网络层和应用层。
物联网技术架构
感知层
由各种传感器网关和传感器构成、包括有温度传感器、二氧化碳浓度传感器、二维码标签、湿度传感器、摄像头、RFID 标签和读写器、GPS等感知终端。感知层的作用就像人的视觉、触觉、味觉、听觉一样，它是物联网获取识别物体、采集信息的来源，主要功能是识别物体、采集信息。
网络层
网络层位于物联网三层结构中的第二层，其功能为“传送”，即通过通信网络进行信息传输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。
物联网网络层包含接入网和传输网，分别实现接入功能和传输功能。传输网由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网（固网、移动通信网）、广电网、互联网、电力通信网、专用网（数字集群）。接入网包括光纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，实现底层的传感器网络、RFID网络最后一公里的接入。
物联网的网络层基本上综合了已有的全部网络形式，来构建更加广泛的“互联”。每种网络都有自己的特点和应用场景，互相组合才能发挥出最大的作用，因此在实际应用中，信息往往经由任何一种网络或几种网络组合的形式进行传输。
而由于物联网的网络层承担着巨大的数据量，并且面临更高的服务质量要求，物联网需要对现有网络进行融合和扩展，利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。物联网的网络层，自然也成为了各种新技术的舞台，如3G/4G通信网络、IPv6、Wi-Fi和WiMAX、蓝牙、ZigBee等等。
应用层
应用层位于物联网三层结构中的最顶层，其功能为“处理”，即通过云计算平台进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起，是物联网的显著特征和核心所在，应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实现对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。
物联网应用层的核心功能围绕两个方面：一是“数据”，应用层需要完成数据的管理和数据的处理；二是“应用”，仅仅管理和处理数据还远远不够，必须将这些数据与各行业应用相结合。例如在智能电网中的远程电力抄表应用：安置于用户家中的读表器就是感知层中的传感器，这些传感器在收集到用户用电的信息后，通过网络发送并汇总到发电厂的处理器上。该处理器及其对应工作就属于应用层，它将完成对用户用电信息的分析，并自动采取相关措施。
城市空间感知网络
随着空间信息的发展，尤其是航天遥感、航空遥感技术、激光雷达、移动测量技术的发展，城市监测、感知的技术手段越来越丰富。天空地一体化遥感动态监测所获取的不同时空分辨率遥感数据满足了从宏观到微观的全方位空间感知需要。
天空地遥感感知在智慧城市中的主要功能是识别物体和采集信息， 用于解决人类世界和物理世界的数据获取问题。 采用传感器技术、条形码技术、智能终端(智能手机、平板电脑、智能电视和智能卡等)、RFID技术、影像采集、卫星遥感、无人飞机摄影以及车载/机载三维激光雷达等实现对城市范围内人、事件、基础设施、环境和建筑等方面元素的实时动态识别和信息采集。将传感器与通讯网络相连接， 形成物物相连的物联网，实现信息数据的全面透彻感知和特征提取，为智慧城市环境变化监测和业务应用提供更多有价值的数据信息。
全时空快速感知：新型智慧城市的基础是空天地实时感知网络以及感知网络获取的实时数据。基于遍布各地的卫星地面站，能够实时获取卫星观测资料，快速获取高中低不同空间分辨率数据，实现对城乡全域的快速感知。
全周期实时监测：基于空天大数据技术建立遥感影像特征库和地表光谱库，为多源多尺度光学遥感数据的特定目标快速发现和城市利用变化自动检测提供数据分析基础，从而实现对城乡问题的快速发现，快速反馈。
全要素实时评估：城乡的复杂构成离不开“山、水、林、田、湖、海、草”等基础自然资源要素。在此我们建立起“感知—体检—评估—预警—更新”的智能迭代系统是新型智慧城市平台的大“智”所在。
天空地一体化感知
“天空地”一体化的感知体系可以更加清楚地表达地物目标的空间结构与表层纹理特征，可分辨出地物内部更为精细的组成，地物边缘信息也更加清晰，可用于城市动态监测、城市土地利用与管理、城市污染源监测、城市绿地评价、城市规划、军事应用以及灾害评估等方面。
7.2云计算
基于X86平台的服务器：采用X86架构服务器价格/性能比最佳。
X86服务器主要优势表现在界面友好，系统安装、网络装置、客户机设置简易，设置、管理系统直观、方便，系统扩展灵活等优点，对构建大型应用集群具有较好的优势。同时，基于X86架构的服务器因为其开放的架构，开放的生态系统，使其具有较低的运维成本，这也是传统小型机等封闭系统所不能比拟的。此外，从可靠性的角度，在云计算环境下，通常大量采用虚拟化、分布式、并行计算等模式，有力的保证了计算系统的可靠性。
同时，基于X86架构的服务器因为其开放的架构，开放的生态系统，使其具有较低的运维成本，这也是传统小型机等封闭系统所不能比拟的。此外，从可靠性的角度，在云计算环境下，通常大量采用虚拟化、分布式、并行计算等模式，有力的保证了计算系统的可靠性。国内外几大互联网巨头，Google、Amazon、百度、阿里巴巴等，无不大量采用X86架构的设备，支撑海量的互联网检索和访问。X86架构的服务器已经成为构建云计算中心虚拟化平台的最佳选择。
资源池化
资源池化就是将计算资源、存储资源、网络资源通过虚拟化技术，将构成相应资源的众多物理设备组合成一个整体，形成相应的计算资源池、存储资源池、网络资源池，提供给上层应用软件。
资源虚拟化是对上层应用屏蔽底层设备或架构的资源封装手段，是实现云计算资源池化的重要技术基础。
C/S架构到B/S架构是通过应用计算与客户端的解耦合，在客户端与数据库之间增加了web server这样的中间层，减少了客户端和数据库的处理压力。
弹性扩展
云计算数据中心要实现所提供服务的质量，动态的资源调度是必不可少的。
云计算中心弹性扩展示例图
智能化云管理
云计算中心具有IaaS、PaaS、SaaS等众多的服务模型，提供计算服务、存储服务、乃至整合各种资源的综合性服务，其资源的构成更加复杂、规模更加庞大。为了提高易用性和可维护性，各种资源构成之间的关系复杂。为了保证云计算中心的服务质量，对于众多用户资源配给的调整也要求更精准的、更及时。
安全可控
信息化数据的安全，是中国国家信息安全的重要内容。信息化综合应用平台建设，需要用自有核心技术和产品，构建自主可控的云计算中心，保障数据的安全性，保障国家安全。
7.3大数据技术
大数据计算与存储技术
按数据类型与计算方式的不同，面向大数据的管理系统与处理采用不同的技术路线，大致可以分为四类：MPP并行数据库和内存数据库，
基于Hadoop开源体系的大数据系统，MPP并行数据库与Hadoop的混合集群，内存计算与Hadoop的混合。
大数据分析与挖掘技术
数据挖掘有助于对大量的原始数据进行预处理工作，用户可直接使用数据分析的算法对数据进行完全定制的挖掘，也可以使用较成熟的数据挖掘工具进行数据的预处理工作。
大数据可视化处理与展现技术
清晰而有效地在大数据与用户之间传递和沟通信息是数据可视化的重要目标，数据可视化技术将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示，大量的数据集构成数据图像，同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示，可以从不同的维度观察数据，从而对数据进行更深入的观察和分析。
7.4 人工智能技术
人工智能涉及五项核心技术：计算机视觉、机器学习、自然语言处理、机器人技术和语音识别技术。
人工智能五项核心技术
计算机视觉
计算机视觉（computer vision，简称CV）是指计算机从图像中识别出物体、场景和活动的能力。计算机视觉是一门综合性的科学技术，主要包括计算机科学与工程、信号处理、物理学、应用数学与统计、神经生理学和认知科学等学科。
有不少学科的研究目标与计算机视觉相近或与此有关。这些学科中包括图象处理、模式识别或图象识别、景物分析、图象理解等。
机器学习
机器学习（Machine Learning，简称 ML）是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。
其核心在于，机器学习是从数据中自动发现模式，模式一旦被发现便可用于做预测。比如，给予机器学习系统一个关于交易时间、商家、地点、价格及交易是否正当等信用卡交易信息的数据库，系统就会学习到可用来预测信用卡欺诈的模式。处理的交易数据越多，预测就会越好。
机器学习系统由三个主要部分组成，包括：
①模型：用来预测或识别的系统。
②参数：模型做决定所使用的信号或因素。
③学习器：这个系统通过检查预测和实际输出的差异来调整参数，再对模型进行调整。
自然语言处理
自然语言处理（Natural Language Processing，简称NLP）就是用计算机来处理、理解以及运用人类语言（如中文、英文等），它属于人工智能的一个分支，是计算机科学与语言学的交叉学科，又常被称为计算语言学。
自然语言处理
另外，自然语言处理的兴起与机器翻译这一具体任务有着密切联系。机器翻译指的是利用计算机自动地将一种自然语言翻译为另外一种自然语言。目前自然语言处理技术的两大瓶颈就是大规模语料数据的建设，以及语义分析的进一步完善。
语音识别技术
语音识别技术，也被称为自动语音识别（Automatic Speech Recognition，简称ASR），其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列。
语音识别技术
语音识别技术的应用包括语音拨号、语音导航、室内设备控制、语音文档检索、简单的听写数据录入等。
机器人技术
机器人技术（Robotics）将机器视觉、自动规划等认知技术整合至极小却高性能的传感器、致动器、以及设计巧妙的硬件中，这就催生了新一代的机器人，它有能力与人类一起工作，能在各种未知环境中灵活处理不同的任务。例如无人机，还有可以在车间为人类分担工作的“cobots”，还包括那些从玩具到家务助手的消费类产品。
7.5地理信息技术
地理信息技术
地理信息技术包括——地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和数字地球技术。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。
智慧城市是一个复杂、巨大的系统工程， 该工程包括智慧信息基础设施系统、智慧服务公共支撑系统和智慧服务应用系统等。这些系统中又各自由若干分系统组成， 各个分系统还可以由若干个子系统构成。对于这种由系统、分系统和子系统等多层次构成的智慧城市复杂系统， 必须以系统科学和系统工程的方法论为指导， 将各个系统、分系统和子系统综合集成为一个整体， 无论是纵向还是横向都要遵循系统集成方法论， 利用辩证思维处理好结构与功能的关系。 地理信息是智慧城市整体框架中一个重要的、不可缺少的基本信息， 它以独有的时空特征为政府机构、各行各业和市民提供基于位置的信息服务， 并以位置和时间为基准集成、融合、关联、整合全市域所有信息资源，为数据挖掘、知识推理和知识发现提供信息支撑；可视化为智慧城市各种信息表达提供重要手段， 全面应用于国民经济的各个部门， 渗透到百姓生活的方方面面， 深刻影响着每个人获取信息的能力和方式；以地理学理论为依据、以地理空间数据为基础、以多源地理信息关联、动态时空过程分析为方法， 挖掘各种隐态信息、揭示隐藏的地理知识和求解各种地理问题，为城市建设决策提供科学依据。
时空信息与时空大数据技术
时空信息技术是以地球或特定区域为对象，研究基于统一时空基准的与位置直接或间接相关联的信息要素（或现象）数据整合、清洗、转换、关联、挖掘、可视化等在内的综合性技术体系。具有时间维（T）空间维（S）和属性维（D）等多维特征。时空大数据则是大数据与地理时空信息的融合，即以地球为对象、基于统一时空基准，活动于时空中与位置直接或间接相关联的大数据。时空大数据技术融合了地理信息技术、遥感技术、卫星定位技术、人工智能、大数据技术等，成为智慧城市建设的支撑技术，为智慧城市所涉及的基础信息、专题信息、物联传感信息提供信息接入、共享、交换、聚合、分析挖掘的支撑体系。
时空信息与时空大数据技术
时空信息服务平台
建立云服务门户、时空大数据中心、时空数据共享交换中心、云运维管理中心、时空数据库管理系统等，形成云化的信息资源整合与应用的框架，为智慧城市各领域的应用提供更为丰富的服务内容与更为灵活的服务方式。
时空信息云平台以计算存储、数据、功能、接口为核心，形成服务资源池，建立服务引擎、地名地址引擎、业务流引擎，连同大数据的数据引擎，通过云服务系统，为各种业务应用按需提供大数据支撑和各类服务。
平台为政府各部门提供资源展示、共享服务（各类服务的发布与认证）、数据管理（对各类数据的质检、入库更新、分类管理、系统维护、信息发布管理等）、空间数据交换（各应用单位间的数据上传下载、在线实时交换）、运行维护（对平台实时监控，对突发事件报警，保证平台的稳定性、安全性）等功能，为部门资源共建共享和地理信息资源的充分利用提供便利条件。
共享交换
矢量电子地图
影像电子地图
历史底图
变化监测
变化图斑统计
人口统计2017热力图
2018年农村建房统计
兴趣点分布
地名地址
水系专题
全景展示
三维模型图
其他部门共享的专题数据——教育学校数据共享
三维实景可视化平台
三维实景可视化平台是基于跨平台三维可视化技术、云计算、容器化微服务架构技术，可以快速部署在公有云、私有云、混合云环境。面向各类用户，提供了完整的三维服务能力。用户可以通过使用人工拍摄、无人机、飞机、激光雷达等多种数据获取手段自动化制作模型，具有建模更简单、更高效，模型更真实、跨平台应用等特点，基于云端发布和管理服务。通过一次建设完美的在多个场景和终端去使用，帮助用户解决建模和应用难题。基于WebGL跨平台技术为用户提供海量的三维模型场景应用服务，实现“一次建模，随处可用，无需插件，随开随看”的创新型实景模型应用服务。满足各种终端的应用需求。平台具有模型加载优化、模型数据安全加密、底层功能强化、二次开发能力优化等技术优势。
产品包含如下功能：
（1）具有地理信息浏览、空间查询、模型单体化等服务
（2）具有各类数据录入发布共享功能
（3）具备查询、分析、标绘、面积体积量测、点线面编辑等功能
（4）支持二三维底图数据快速切换
（5）支持三维场景任意形式漫游：视角缩放、俯仰角调整、沙盘旋转浏览、飞行浏览等三维可视化展示效果
（6）支持动态标绘、视频等物联网设备接入等内容
（7）地形分析、视域分析、淹没分析、日照分析等空间分析
（8）开放客户端许可
（9）具备坐标系间数据转换功能
（10）数据格式支持影像、矢量、地形、实景模型、人工建模、BIM、点云数据等多种格式类型。具体支持tif、bmp等DOM格式；支持cas、dwg、mif、shp等DLG格式；支持3ds、obj、osgb等三维模型格式；支持DEM等
三维实景地球
对类型高清影像底图
地形图
矢量电子地图
中国人口地图分布
人口教育专题图
西安广仁寺三维模型展示
余杭区某楼盘
地图分享
点线面体绘制及3D工具条
各类模型展示
地图测距、测面积
楼房体积测量
高精度数据服务
经纬度坐标
8.智慧应用体系
依托智慧城市的时空大数据服务平台，在智能感知、自动解译、无线通信、GIS+等信息技术的支撑下，推进基于云环境下的信息资源集约共享与协同的管理、民生、运营等智慧应用体系的建设。
城市管理
面向行业管理的应用主要有国土空间规划、不动产管理、林业、城市动态监测、移民搬迁、城市管理、地下空间等。
1）国土空间规划
充分利用云计算、大数据等新一代信息技术，以调查监测共享“一张图”系统为基础，构建秦岭区域国土空间规划“一张图”实施监督信息系统，提供对区域内各类规划的地图浏览与操作、行政区定位展示、规划成果展示、双评价（资源环境承载力评价和国土空间开发适宜性评价）成果展示、多方式查询、规划图对比分析、各类空间图层叠加分析、多方式统计输出等功能。服务于国土空间规划编制-审批-实施-监督全过程，形成国土空间规划“一张图”，巩固数据集成治理能力、实施监测预警能力与空间管控治理能力，为实现可感知、能学习、善治理和自适应的智慧型规划提供信息化支撑，推进国土空间治理体系与治理能力的现代化，推进秦岭生态环境与周边城市建设的统筹发展。通过平台能够迅速、全面、系统的了解区域内发展现状、规划现状以及存在问题，展现国土本底条件，对国土空间规划地表现状信息、规划信息、权属信息等进行一张图的高效管理。
地类图斑叠加显示
2）不动产管理
针对不动产管理中原始数据基础差；卫星图不易判读，指认落宗耗时耗力；登记楼幢难以对应到具体位置等问题，提出了二三维一体化不动产管理系统，通过把倾斜摄影三维测量成果和已有的二维地籍、房产楼盘表等数据成果集成到三维GIS中，更直观、更真实地反映不动产及周边地物现状，实现不动产登记数据和三维空间数据的一体化表达，满足对复杂空间权利的不动产权籍管理和登记的需求。
信息查询
3）智慧城管
智慧城管是利用万米单位网格管理法和城市部事件相结合的方式，整合城市电子政务专网、无线通讯网（3G、4G），空间网格技术、地理编码技术、嵌入式地理信息引擎技术、WEBGIS技术，通过移动采集终端及监督巡查管理模式，实现城市问题的主动发现和及时处置；创建城市管理监督中心和指挥中心两个轴心的管理体制；再造城市管理流程；从而实现精确、敏捷、高效、全时段、全方位覆盖的智慧城市管理模式。
智慧城管业务功能界面
4）智慧林业
针对林业信息采集手段落后、林业资源底数不清、火灾识别不精确、受灾经济损失无法有效评估、人畜对林木破坏严重等问题，传统的林业资源监测和管理模式、手段已经无法满足现代管理的需求，提出了建设智慧林业。智慧林业基于高分辨率遥感卫星，充分利用卫星遥感、移动通信、物联网、远程监控、倾斜摄影、VR、地理信息等关键理论与技术，引入空间思维，研发了林业灾害分析、救援分析、林业资源统计、林业应急指挥等一系列统计分析、信息挖掘模型，突破了一种移动端数据库的地理信息数据空间拓展及加密方法等关键技术，为林业的智慧感知、分析、研判、模拟仿真、情景推演等提供强有力的信息手段，推动林业管理水平再上新台阶，拓宽了林业遥感应用的深度和广度，便于推动国产自主高分遥感卫星的产业化应用和空间信息产业的发展。具体包括森林资源综合管理、营造林工程管理、森林防火与应急指挥、古树名木管理、森林监控试点建设、林业成果展示平台等核心内容。
护林通
森林资源管理
5） 城市动态监测
天空地多源一体的城市动态监测技术综合运用卫星遥感监测、航空无人机遥感监测、地面视频监测、地面多种传感器数据等手段，基于物联网、云计算、人工智能、数据挖掘、数据融合、动态监测和信息提取等关键技术，在智慧城市的框架下，建立城市动态监测机制，实现立体化精确感知、广泛互联、多源融合、集中管理和智能监测，推进先进信息技术与城市动态监测和运营理念融合，提高城市规划、建设、服务的智能化水平，形成基于海量动态信息和智能过滤处理的城市动态监测新模式。具体内容主要包括：
“天空地”一体化动态观测
“天空地”一体化遥感监测综合运用卫星遥感监测、航空无人机遥感监测、地面车载全景监测、地面视频监测等手段，形成对城市管理时空大数据实时化、立体化、智能化的动态监测能力。
“天”是利用卫星遥感技术实施遥感监测，采用高分辨率卫星遥感影像对海口市土地利用、环境变化趋势进行大面积宏观动态监测，监测周期为1次/季度。
“空”是采用无人机搭载高分辨相机系统，获取优于0.1米数码影像，对重点关注区域的市容环境、土地利用情况进行小范围动态监测。监测周期为1次/月。
“地”是多种地面监测手段，包括地面全景影像采集车、地面实时监控视频、网格员实地巡查等，利用多种地面监测手段对目标关注区域的城管工作进行动态监测，其中全景影像采集车、网格员实地巡查频率按照目标区域不少于每月2次。
“天空地”一体化智能感知
结合全色、多光谱、高光谱等卫星遥感数据、无人机遥感数据、地面监控数据、巡逻车采集的资料数据等各类传感器数据，通过基于人工智能的遥感影像分类与信息提取、基于视频数据的变化监测、基于传感数据和专家知识库的环境综合分析等技术手段，实现对监测对象的感知、识别以及状态监测，为城市动态监测工作提供了可行的技术保障，通过智能化手段大大降低城市监测、保护人员的工作量，提升工作效率、效果。
多源、多类型、多尺度、多时相的资源数据库
在现有城市动态监测数据资源的基础上，综合运用卫星遥感、航空遥感以及地面各类遥感手段，构建“天空地”一体化感知网络体系，建立时空大数据资源数据库，实现多源数据的动态获取与智能管理。
基于创新技术，为城市动态监测工作提供服务及科学依据
基于人工智能、深度学习方法自动提取遥感影像动态变化信息，并建立城市管理专家知识库，基于图像识别技术发现城市动态监测中存在的问题、有效预测事件发生概率及研判事态发展趋势、全面反映城市监测现状，为违法用地监测、土地利用变化监测、城市绿地管理等城市管理工作提供决策分析及科学依据。
建立科学公正的智能考评体系
探索建立多种自动化巡查手段相结合，并应用先进信息处理技术的城市管理考评体系。力争突破现有完全依靠人工巡查来考评各区域内的政府、街道办及相关单位的考评模式，在应用创新技术的基础上建立一套具有第三方客观公正的考评机制、科学的管理流程控制、社会参与的城市动态监测考评体系。
6）地下空间管理
针对地下管理资料离散存储，格式多样，准确性差；管线信息共享程度低，深层次挖掘比较欠缺；不时发生的城市道路塌陷、管道爆炸等问题，提出了建设地下空间管理系统，系统以二、三维GIS技术、GPS技术为支撑，结合管网管理的业务数据，充分考虑业务管理的操作性、易用性，实现了管网的二、三维可视化管理、存储、查询、分析、定位等功能。
系统能够及时、准确地查询煤层气采气管网在地下的分布情况，对管网运行状态进行实时监控，用来开展预见性的检修、及时发现缺陷从而进行快速抢修，排除管网故障。具体能够实现区域开挖分析、爆管分析、碰撞分析等空间分析与挖掘。
地下空间开挖分析
爆管分析
城市民生
面向民生的服务有智慧社区、智慧文旅等。
1）智慧社区
社区是城市的基础，市民的家园，智慧社区的搭建将直接推动智慧泰达的落地。智慧社区建设，充分利用“互联网+”理念，满足“社区”、“物业”、“商家”、“业主”四方需求，以“变有限的单一服务为全面的个性服务”、“变被动求医为主动服务，治疗为辅预防为主”为原则，创新社区管理和服务模式。让市民足不出户，即可享受智慧生活，基于市民健康档案，随需定制个性化医疗服务，提供健康监控、在线就诊、社区健康小屋等服务；通过线上综合服务平台，聚合周边商圈，有效提高居民生活便捷性，市民在家可以在线购买蔬菜、杂货等日常生活用品，物流通过与社区居委会的对接实现送货到门服务；市民随时随地了解所需文化、旅游服务等信息，实现网络虚拟浏览、移动导游服务、行程护卫服务等智能应用；社区老人在托老所、康复室享受健康养护、老年关怀、文娱活动全方面的服务。
深化和推广智慧社区建设，在现有智慧民生项目的基础上，完善社区管理和服务综合信息系统，进一步扩大数字社区的覆盖范围，完善社区安全监控技防系统和社区服务系统，强化数字社区系统与基础数据的互联互通。加强社区网络服务窗口建设和电子政务平台延伸社区建设，提供电子便民服务，实现公共服务不出社区、不入百家门、办百家事。推广智慧应用在家居、物业管理等领域应用，让更多智慧服务进入社区。
智慧社区建设主要围绕社区综合服务、社区政务、实有人口管理、养老、助残、社会医疗、社区保健、文化服务、社区安防、社区志愿服务等多方面开展智慧应用建设。旨在发挥信息通信产业发达、RFID相关技术成熟、信息化基础设施优良等诸多优势，构建社区发展的智慧环境，探索社会服务管理新模式，使得居民足不出社区，即可享受到便利、全面、个性化的生活服务。
网格员地图分布
智慧社区移动端
2） 智慧农业
充分利用信息化技术，结合当地实际情况，建设农产品溯源系统，连接农产品生产、流通、消费各个环节，保证农产品质量，提高农产品附加值；依托当地农业信息网，建成农业综合服务信息平台，农业大数据应用平台，实现农业服务从产前、产中、产后的“一站式”信息服务、数据服务、决策支撑服务与全程指导。
基于物联网的智慧畜牧管理系统
针对特色养殖示范点，物联网养殖系统技术的应用实现养殖的精细化管理，通过互联网和智能化设备，实现数据采集、融合、处理，并通过操作终端，实现智能化识别和管理，同时产品质量也明显得到了提升，增强了市场供种能力，提升产区内的养殖业信息化水平；
不仅如此，通过物联网技术对养殖舍内环境信息的自动监测，积累了大量数据，结合畜禽生长性能测定，建立本地养殖企业档案、生产数据等档案数据，为畜禽育种提供了大数据基础。系统主要涵盖生产监控、生产监控、智能控制、生产管理等方面进行设计。
农机监管服务系统
农机综合管理系统构筑以农机综合信息化服务网络和农机综合监管网络两大服务网络，实现内部办公与业务自动化，建立农机监理、农机管理、农机推广和农机化服务等农机业务管理信息系统，使农机业务管理和社会服务完成有效融合。通过农机具共享服务，更好的实现农机具的监管执法。
农业综合服务信息系统
围绕农村经济发展、社会管理和公共服务，综合提供涉农信息公开、网上办事、在线互动等信息服务。以地理信息库、专家知识库、数据交换和共享服务为基础，建立综合服务信息平台，包括农业专家系统、种农信息系统、农批市场管理系统、农技支持系统、市场需求信息系统等。从农业生产前的种子选择，供求信息的分析，到农产品销售的市场管理，价格调控，全方位的保护农产品生产者利益，为农民服务。
特色农业单品种大数据
依托当地优势特色产业，进行单品种全产业链大数据建设，在农业单品种数据采集监测体系的基础上，通过数据的分析挖掘，增强生产经营的科学决策能力，引领特色优势农产品产业升级。政府版单品种监测预警、公众版数据与资讯服务。
农产品质量安全追溯大数据
农产品质量安全追溯大数据平台实现从农产品种植基地、用药施肥、田间操作、生产加工、销售流通、监督检验、终端消费等全产业环节信息的追溯，形成农产品追溯数据中心，实现农产品“一物一码”精准追溯；以二维条码、RFID为载体，对农产品质量安全进行全程追溯。通过在种植基地应用便携式信息采集系统，实现农产品信息的快速采集与实时上传；通过在生产企业应用农产品安全生产管理系统，实现生产的产前提示、产中预警和产后检测；通过将各生产企业数据汇集到管理部门，构建追溯平台数据库，从而保障农产品质量。服务于政府监管、企业销售、民众消费提供溯源服务。
农产品价格监测预警大数据
农产价格大数据平台充分运用大数据技术，在价格数据采集监测体系的基础上，对全国、周边省份和全省相关农产品价格、成本等市场情况开展动态监测、研究分析，提出决策建议，服务领导决策和经济社会发展大局、服务部门资源共享和部门业务开展、服务人民群众生产生活。
智慧农业 农产品单品种大数据应用平台
3）智慧文旅
智慧文旅是指利用云计算、物联网、大数据、地理空间信息等技术，借助智能手机、电脑、触摸屏等多种服务终端，以游客互动体验为中心，主动感知和发布文化和旅游相关的资讯和服务，为广大民众提供“各取所需”的服务，从而达到对各类旅游信息的智能感知、方便利用的效果。具体实现的功能包括：
旅游大数据平台
能够直观的展示在线游客实时访问的数据和位置分布、交易总额、舆情数据及地图、旅游关键词汇的词云图、不同时段商家收入情况和趋势图等信息，通过对旅游大数据的深入挖掘和应用，全面掌握旅游行业的运行态势，有利于管理层进行科学分析与决策，同时能够向游客提供优质的体验服务。
全域旅游APP
全域旅游APP包括旅游信息查询、自动播报、地图导航、周边信息、线路规划、全景三维、文化典故等功能，并可实现旅游产品的预订及在线支付功能，为游客提供动态、详尽、准确、多元化的旅游信息服务，让游客感受到新颖便捷、优质、安全、高效、贴心的旅行服务。
VR全景旅游
VR全景旅游以互联网为载体，以文字、图片、视频、声音等为展现方式，向游客展现虚拟化的旅游景点，让游客全方位体验旅游中的衣食住行游乐购等元素，极大的提升游客的出游体验。
城市历史风貌保存
为了更好的了解一个城市发展变迁的历程，对城市的历史风貌进行保存，借助地理信息平台和倾斜摄影三维建模技术，以时间轴的方式对一个城市的历史文化信息（历史文化街区、古建筑、老街等）进行展示、查询统计和管理，通过对城市及其周边地区的生态、文物景观等风貌信息进行动态监测，实现对历史文化名城、遗产和遗迹的保护、利用、监测和传承。
全域旅游大数据平台
历史文化名村名镇地图分布与查询
9.从智能城市到智慧城市
从数字城市到智慧城市，从整体的视角，描述支撑智慧城市建设的信息化发展蓝图，以及对未来时空智慧城市建设的框架管控与约束机制。首先是承接对智慧城市业务战略、现在与未来需求的调研梳理结果，再和国家新型智慧城市指标体系（2016版）进行对标分析，深入挖掘智慧城市建设中的各类需求，进而对智慧城市未来的概念框架、总体框架、业务框架、技术框架、信息框架、应用框架等一系列框架进行规划和设计；
以统筹规划为主旨的方案设计原则，保证了方案的整体筹划和顶层设计，通过处理好政府、市场和公众之间的关系，强化政府引导，积极吸引社会力量参与，精心制定项目实施计划，有组织、有步骤地推进，加强规划、建设和运维的闭环管理，实现促进智慧城市建设的科学发展。
以融合服务为主线的原则，强化政府机关和服务机构的服务意识和服务能力，通过信息技术手段，改进服务模式、整合服务渠道、优化服务资源，实现引导传统产业与互联网、大数据深度融合，培育发展新应用、新模式和新业态的产业发展目标；
以集约共享为驱动，通过资源整合，实现各类信息资源和信息基础设施的高度整合利用。促进政府各部门、服务机构的互联互通，引导政务数据和社会数据的融合利用，促进形成惠及全民的数据服务新生态，释放智慧城市建设发展红利。
以智能技术为支撑，推动新一代信息技术与各领域全面渗透，积极探索和拓展大数据、物联网、云计算、人工智能、地理信息、空间测绘等新技术，在创新环境打造、创新要素集聚、创新主体壮大、区域持续发展和信息基础设施完善等五个方面的应用，为智慧城市的创新发展提供技术支撑。
搭建智慧城市立体感知体系
通过本方案搭建的智慧城市立体感知体系，综合应用卫星遥感、无人机遥感、激光雷达、移动测量车、视频监控以及各类地面传感器，并借助AI技术，对各类监测数据进行实时信息提取，实现对城市运行状态的不同尺度、不同时态的一体化感知。
形成更完备的智慧城市时空大数据
本方案通过建立智慧城市时空大数据云平台，将时空信息技术与大数据技术融合，通过时间、空间、属性多个维度精确表述城市对象，同时引入时空思维指导城市综合大数据分析挖掘，实现对客观世界的各类对象更为贴切的认知、表达和更精确的反演、预测，为城市各类信息的立体展示、数据整合、数据交换、数据共享、挖掘分析、综合集成、大数据可视化提供更全面的技术支撑、平台支撑和服务接口支撑，为智慧城市建设提供具有完整世界观和决策分析能力的“城市大脑”。
提供丰富的智慧城市应用系统体系
智慧城市应用系统是智慧城市信息化建设的落脚点，对智慧城市信息化的各项功能最终通过智慧应用来体现。本方案建立了面向管理、民生和城市运营全覆盖的丰富的智慧城市应用系统体系，为智慧城市建设的行业管理、公众服务和综合决策指挥提供一揽子的解决方案，将智慧城市建设推进到各行各业，扎根于民祉民生，为提升城市现代化治理水平和为民服务水平提供有力的支撑。
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