城市职能
1.
智慧城市的应用 智慧安防\环保\能源\医疗养老
生存繁衍
2.
3. 4. 5.
智慧国土规划\社区\城管\家居
经济发展 社会交往 文化享受 智慧制造\物流….. 智慧交通\购物\社会综合管理 …. 智慧户外流媒体\教育\旅游….
二、智慧地球的特性
1、智慧地球建立在数字地球 的基础框架上
智慧地球需要依托数字地球建立起来的全 球地理空间框架和与空间位置的各种信息
2、位置云
卫星定位系统
基于卫星定位 基于无线信号定位 基于传感器定位 混合定位
无线信号
传感器
加速度计
陀螺仪 电子罗盘 手机摄像头 RFID/ NFC
蓝牙 WLAN
智能手机
蜂窝网络& 无线数字电视信号
室内与地下导航定位
基于智能手机采集图像的室内定位
在室内移动时, 拍两张连续的影像 (x’ 和 x), 可以 得到前进的方向 (相机-陀螺仪)和 前进的距离(相 机-里程表)。相机里的摄像头相当于两个传感器， 陀螺仪和里程表. 摄像头不受无线信号中断的限制 ，例如卫星信号和蓝牙信号
7 trillion wireless devices serving 7 billion people by 2017（国际权威机构预测）
二、智慧地球的特性
3、智慧地球面向应用和服务
自动采集数据并交由云计算进行实时分析和处 理，获得详尽而准确的数据、信息、知识和决 策反馈，并将其实时推送给需要这些信息的用
Security / Surveillance
• Radar/Satellite • Environment
Devices: Voting booths information cards, Scanners, Public infrastructure, etc.
Devices: Weapons, Vehicles, Soldiers, Unmanned drones, etc.
• Implants • POC
Infrastructure
• Fueling stations • Nav. systems • Traffic control & Hway sys.
• Single family • Multi-family
• POC • Lab diagnostics
Devices: MRIs, PDAs, Implants, Surgical equip., Pumps, Monitors, Telemedicine, etc.
Electronics/Semicon
Misc. Infrastructure
• Facility mgmt. • Infrastructure
Lab
• Process equip. • Product diagnosis
Devices: HVAC, Vertical Transport, Fire & Safety, Lighting, Security & Access, etc.
• Semicon - Semi tools machines - Wafer hand • Simple / - Test systems standard • Electronics machines - T&M - Comp • Placement & board assbly Devices: Pumps, Valves, Vats, Conveyors, Pipelines, Motors, Drives, Switches, Machines, etc.
Devices: TVs, VCRs, DVRs, Dishwashers, Washer/Dryers, Refrigerators, Lights, Computers, etc.
Legislature
• Docs •Records • Voting • Polling • Other
Public Safety
无所不在的测绘 地理信息学
测 绘 成 果 共 享 方 式
从纸质复印-文件拷贝-网络共享 -面向服务架构的服务发布。
纸质复印
文件拷贝
数据库共享
基于云计算的 注册服务
1970s 1980s 1990s 2000s 2010s
SOC 面向领域 面向服务
面向过程
面向对象
面向构件
大型机
小型机
个人电脑 和局域网
• Cars/trucks • Aircraft • Watercraft • Construction
Government / Security
Industrial
• Process
- Semi Fabs - Chemical - Pharma - Refining • Pulp/Paper
Home / In Vivo
• Equip. & personnel - Police, - Fire -Regulatory
Public Infrastructure
• Equip. & personnel - Water -Wastewater - Other
Lab
• Water
treatment • Building environ. • General environ.
计算设施
桌面互联网 移动互联网
1960s
1970s
1980s
1990s
2000s
从以计算机为中心，到以网络为中心，再到以人为中心
出现了基于云计算的空间信息服务
互联网资源配置的变迁
服务器集群和虚拟化 服务器托管形成市场
虚拟服务
服务器托管
数据服务器 邮件服务器 搜索服务器
…
安全服务器
视频服务器
服务器井喷
户
以计算机为中心
以网络为中心
以用户为中心
二、智慧地球的特性
4、智慧地球与现实地球融为一体
随着传感器和控制器种类和数量的不断增 加，将电子世界直接融入到现实地球的基 础设施中，自动地控制相应的基础设施， 自动监控地球的环境变化和人类的各种活 动，实现智能化
现实世界
+
电子世界
智慧地球
二、智慧地球的特性
新一代信息技术对 城市信息系统的综 合集成与整合应用
“智慧城市”的发展和早期的信息基础设施及“数字城市”的建设一脉相 承，但更注重信息资源整合集成，更强调城市管理协调统筹，是信息化 城市和数字城市建设的更高级阶段
中国智慧城市的动力与目标
城镇化 工业化 信息化
智慧城市
低炭 绿色 可持续
中国梦
智慧城市的应用
Appliance
• Laundry • Kitchen •Environmental • Information • Lighting • Security • Climate
Entertainment
• Audio • Video • Gaming
Mobile
• Audio • Video Communication • Multi-purpose
5、智慧地球能实现自主组网 和自维护
网络应具备维护动态路由的功能，保证整 个网络不会因为某些节点出现故障而导致
整个网络瘫痪
自主组网
自维护
三、智慧地球时代的测绘地理信息学
智慧地球时代学科发展的趋势
小测绘 --- 大测绘 --- 智慧测绘
工业化 光机电 2维地图 数据 信息化 计算机+网络 3维网络服务 信息 工业化+信息化 物联网+云计算 4维智能服务 知识
Supply
• Generation • Transmission
Demand
• Distribution (Utility) • Residential • Industrial • Commercial Devices: Central plants, Distributed resources
（自然、人文、社会等）的内在有机联系
和关系，并在此基础上增加实时传感、控慧地球包含物联网和云计算
智能传感网 智能安全网 云计算智能处理 智能控制网
智慧地球=数字地球+物联网+云计算
智慧地球架构
物联网设备层：
传感器节点、 射频标签、手机、 个人电脑、PDA、 家电、监控探头
智慧城市=数字城市+物联网+云计算
智慧城市的发展历程
信息化城市 数字城市 智慧城市
1993
“信息高速公路” 的提出标志着 城市信息化建 设开始起步
1998
“数字化舒适社区 建设”标志着城 市信息化开始步 入“数字城市” 建设新阶段
2006
物联网、云计算等
2009
IBM提出了“智慧城 市”新理念，标志着 城市信息化开始迈向 “智慧城市”建设新 阶段
无所不在的物联网
Buildings
Commercial / Institutional
• Office • Education • Retail • Hospitality • Healthcare • Grocery • Airports • Stadiums • Data Centers
Consumer
专业服务导致 服务器多样化
浏览器/服务器 客户机/服务器
更多任务由服务器承担
服务器登场
三、智慧地球时代的测绘地理信息学
1、4维时空基准
1）从3维位置到位置、速度与加速度； 2）从3维到4维 (X，Y，Z，t)；
3）从高斯-马尔可夫模型到高斯-马尔可夫过程；
4）从空间分析到时空分析。
中国GPS地基增强系统（CORS）