1.内容提要

    本书从智慧城市总体规划、建设目标、原则、体系及应用入手，介绍了智慧城市大数据与人工智能的数据中心、资源管理、交换与共享、系统开发、数据库设计、数据挖掘、可视化、人工智能、深度学习、神经网络及应用、区块链技术等，最后介绍了“城市智慧大脑”案例的实践和应用。

    本书可作为高等院校、科研院所和企事业单位从事智慧城市建设、大数据、人工智能等信息工程的技术人员的参考书，也可为政府和有关管理部门制定相关政策提供科学参考。

2.目录

第1章智慧城市概论1

1.1智慧城市基本概念1

1.1.1智慧城市基本概念1

1.1.2智慧城市建设范围2

1.1.3智慧城市建设指导思想5

1.1.4智慧城市评价指标9

1.1.5智慧城市建设历程与存在问题13

1.2智慧城市系统工程方法论14

1.2.1系统工程原理14

1.2.2系统工程方法论18

1.2.3智慧城市复杂巨系统23

1.2.4智慧城市框架体系结构25

1.2.5智慧城市系统集成30
第2章智慧城市总体规划34

2.1智慧城市总体规划目标与原则34

2.1.1智慧城市总体规划目标34

2.1.2智慧城市总体规划原则35

2.1.3智慧城市新技术应用38

2.2智慧城市框架体系规划标准41

2.2.1智慧城市业务架构规划标准41

2.2.2智慧城市数据架构规划标准42

2.2.3智慧城市应用架构规划标准42

2.2.4智慧城市基础设施架构规划标准42

2.2.5智慧城市安全体系规划标准42

2.2.6智慧城市标准体系规划标准43

2.2.7智慧城市产业体系规划标准43

2.3智慧城市架构规划43

2.3.1智慧城市总体架构规划43

2.3.2智慧城市业务架构规划45

2.3.3智慧城市数据架构规划46

2.3.4智慧城市网络架构规划47

2.3.5智慧城市系统集成架构规划48

2.3.6智慧城市应用架构规划48

2.3.7智慧城市逻辑架构规划49

2.3.8智慧城市接口架构规划50

2.3.9智慧城市基础设施架构规划51

2.4智慧城市体系规划52

2.4.1智慧城市安全体系规划52

2.4.2智慧城市标准体系规划53

2.4.3智慧城市信息与数据体系规划54

2.4.4智慧城市管理与运行体系规划54

2.4.5智慧城市产业体系规划55

2.4.6智慧城市架构与体系规划特点56

2.5智慧城市总体规划编制指南58

2.5.1智慧城市总体规划阶段与步骤58

2.5.2智慧城市顶层规划58

2.5.3智慧城市专项规划59

2.5.4智慧城市工程设计59

2.5.5智慧城市系统工程项目实施59

2.6智慧城市区块链集成创新与深度融合应用59

2.6.1区块链基本概念59

2.6.2分布式架构与集中式架构61

2.6.3区块链技术集成创新63

2.6.4区块链+新型智慧城市深度融合应用67

2.6.5新型智慧城市区块链总体架构68

2.6.6新型智慧城市区块链云平台技术结构69

2.6.7新型智慧城市区块链底层技术服务结构72

2.6.8新型智慧城市区块链分布式节点结构74

2.6.9新型智慧城市区块链云平台实现功能75

2.6.10新型智慧城市区块链深度融合应用特点77

2.7智慧城市“运营管理中心”专项规划78

2.7.1智慧城市“运营管理中心”建设需要78

2.7.2智慧城市“运营管理中心”建设内容78

2.7.3智慧城市“运营管理中心”技术应用79

2.7.4智慧城市“运营管理中心”组成80

2.7.5智慧城市“运营管理中心”可视化展现功能84

2.7.6智慧城市“领导桌面”可视化展现功能85
第3章智慧城市大数据88

3.1智慧城市大数据建设目标88

3.1.1智慧城市大数据基本概念88

3.1.2智慧城市大数据总体要求89

3.1.3以信息互联与数据共享为目标90

3.1.4以综合治理与民生服务大数据应用为目标91

3.1.5以支撑行业管理与服务大数据应用为目标91

3.2智慧城市大数据建设原则92

3.2.1智慧城市大数据建设总体原则92

3.2.2统一大数据管理与应用原则93

3.2.3统一大数据标准93

3.2.4统一大数据体系结构94

3.2.5统一大数据开发和部署94

3.3智慧城市大数据应用分类95

3.3.1大数据采集与传输95

3.3.2大数据导入与处理96

3.3.3大数据抽取与加工96

3.3.4大数据挖掘与智能分析96

3.4智慧城市大数据技术应用97

3.4.1大数据资源管理技术应用97

3.4.2大数据交换与共享技术应用97

3.4.3大数据存储技术应用98

3.4.4大数据挖掘与分析展现技术应用98

3.4.5大数据人工智能(AI)技术应用98

3.4.6大数据可视化技术应用101

3.4.7大数据安全技术应用101

3.5智慧城市大数据体系规划102

3.5.1智慧城市大数据体系架构102

3.5.2智慧城市城市级大数据库103

3.5.3智慧城市行业级主题数据库105

3.5.4智慧城市业务级应用数据库106

3.6智慧城市大数据资源中心107

3.6.1大数据资源中心设计107

3.6.2大数据资源中心机房设计108
第4章智慧城市大数据开发与应用110

4.1智慧城市大数据资源管理110

4.1.1大数据资源管理概述110

4.1.2元数据采集111

4.1.3元数据服务器112

4.1.4元数据网关113

4.1.5元数据查询113

4.1.6数据编码管理114

4.1.7数据交换管理117

4.2智慧城市大数据交换与共享120

4.2.1大数据交换与共享概述120

4.2.2数据交换与共享基础构件123

4.2.3信息资源目录结构130

4.2.4共享交换体系131

4.2.5数据交换功能132

4.2.6应用集成功能139

4.3智慧城市大数据存储与分析展现145

4.3.1大数据存储与分析展现概述145

4.3.2数据加工管理148

4.3.3空间数据采集150

4.3.4数据应用分析153

4.3.5数据展示156

4.4智慧城市大数据资源共享与分析159

4.4.1大数据资源共享现状分析159

4.4.2大数据资源共享存在问题与对策160

4.4.3大数据资源共享保障机制分析163

4.4.4大数据资源共享策略与方法分析165

4.4.5大数据资源共享运作流程分析169

4.4.6大数据资源分类与共享分析171

4.5智慧城市大数据资源管理策略与方法174

4.5.1“数据孤岛”的形成与分析174

4.5.2大数据资源管理存在问题分析178

4.5.3基于“信息栅格”大数据资源管理策略179

4.5.4基于“信息栅格”大数据资源管理方法180

4.5.5资源的注册与发现180

4.5.6资源的监测与发现181

4.5.7资源发现分布式P2P互联结构的特点182

4.5.8智慧城市大数据资源管理策略182

4.5.9智慧城市大数据资源服务元数据183

4.6智慧城市大数据系统开发184

4.6.1大数据系统开发原则184

4.6.2大数据共享与系统集成186

4.6.3数据采集任务系统187

4.6.4目录资源信息检索系统190

4.6.5目录资源信息发布系统191

4.6.6业务综合数据资源服务系统192

4.6.7信息实时发布系统193

4.7智慧城市大数据库设计194

4.7.1大数据库设计概述194

4.7.2大数据库组织形式195

4.7.3大数据库技术设计196

4.7.4智慧城市电子政务基础数据库197

4.7.5智慧城市人口基础数据库198

4.7.6智慧城市法人基础数据库199

4.7.7智慧城市地理空间基础数据库199

4.7.8智慧城市综合管理主题数据库200

4.7.9智慧城市空间可视化主题数据库201

4.7.10智慧城市数字城管主题数据库202

4.7.11智慧城市基础设施主题数据库203

4.7.12智慧城市应急指挥主题数据库204

4.7.13智慧城市安全生产主题数据库205

4.7.14智慧城市重点目标主题数据库205

4.7.15智慧城市突发事件主题数据库206

4.7.16智慧城市运行态势主题数据库207

4.7.17智慧城市诚信系统主题数据库207

4.7.18智慧城市公共服务主题数据库208

4.7.19智慧城市医疗卫生主题数据库208

4.7.20智慧城市市民卡主题数据库209
第5章智慧城市大数据与人工智能应用210

5.1数据与信息210

5.1.1数据与信息关系210

5.1.2数据流与信息流211

5.1.3信息集成与数据共享217

5.1.4数据服务模型220

5.1.5数据服务应用222

5.2数据挖掘225

5.2.1数据挖掘概念225

5.2.2数据预处理226

5.2.3数据分析228

5.2.4大数据环境下的数据挖掘230

5.2.5智慧城市大数据挖掘基本方法与复杂性232

5.2.6基于“信息栅格”大数据关联规则与挖掘234

5.3数据可视化236

5.3.1数据可视化概念236

5.3.2智慧城市大数据可视化原理237

5.3.3智慧城市大数据可视化界面设计239

5.3.4智慧城市大数据可视化集成与分析展现242

5.3.5智慧城市大数据可视化集成平台功能247

5.4人工智能248

5.4.1人工智能概念248

5.4.2人工智能技术248

5.4.3人工智能在智慧城市中的应用253

5.5深度学习258

5.5.1深度学习概念259

5.5.2深度学习方法260

5.5.3深度学习过程262

5.5.4深度学习算法特点263

5.5.5机器学习264

5.5.6机器深度学习一体机265

5.6神经网络267

5.6.1神经网络概念268

5.6.2神经网络特点269

5.6.3神经网络主流模型271

5.6.4神经网络主流算法273

5.7智慧城市大数据人工智能应用275

5.7.1智慧城市大数据结构化体系275

5.7.2智慧城市大数据人工智能应用277

5.8智慧城市大数据卷积神经网络应用278

5.8.1智慧城市大数据特征表示方法与算法模型278

5.8.2智慧城市大数据特征提取的主要方法281

5.8.3卷积神经网络原理283

5.8.4智慧城市大数据卷积神经网络应用原理与架构284

5.8.5智慧城市大数据卷积神经网络深度学习方法286

5.8.6智慧城市大数据卷积神经网络深度学习步骤289

5.8.7智慧城市大数据人工智能应用案例介绍295
第6章“城市智慧大脑”案例296

6.1新型智慧城市创新建设模式296

6.1.1建设新型智慧城市一体化信息基础设施296

6.1.2集成已建业务信息系统298

6.1.3进行大数据开发应用298

6.1.4创新“三租云服务”模式298

6.2新型智慧城市云平台规划设计300

6.2.1新型智慧城市云平台总体架构300

6.2.2新型智慧城市云平台总体技术路线300

6.2.3新型智慧城市云平台业务支撑系统302

6.2.4新型智慧城市云平台资源层304

6.2.5新型智慧城市云平台接入层305

6.2.6新型智慧城市云平台管理层307

6.2.7新型智慧城市云平台应用层307

6.2.8新型智慧城市云平台系统集成技术特点308

6.3粤桂新型智慧城市创新建设实施方案308

6.3.1建设云平台信息基础设施309

6.3.2建设本地化“运营管理中心”310

6.3.3部署本地“可视化集成云平台”及线下运行“虚拟机”310

6.4粤桂新型智慧城市“城市智慧大脑”功能312

6.4.1粤桂新型智慧城市“城市智慧大脑”总体功能313

6.4.2粤桂新型智慧城市“城市智慧大脑”分项功能313

6.4.3粤桂新型智慧城市“城市智慧大脑”可视化展现316

6.5“城市智慧大脑”技术应用317

6.5.1综合信息集成展现技术应用317

6.5.2监控与管理技术应用317

6.5.3大屏幕显示控制技术应用317

6.6“城市智慧大脑”可视化分析展现界面设计318

6.6.1可视化分析展现界面总体设计318

6.6.2综合信息分析可视化展现设计318

6.6.3大数据分析可视化展现设计319

6.7“城市智慧大脑”可视化集成平台技术方案320

6.7.1可视化集成平台概述320

6.7.2可视化集成平台界面设计321

6.7.3可视化界面展现模式326

6.7.4可视化大屏幕分析展现场景326

6.7.5“城市智慧大脑”工作座席设计328

6.7.6计算机系统软件配置要求333

6.7.7“网络融合与安全中心”可视化运行管理展示界面333

6.7.8“大数据资源中心”可视化运行管理展示界面333

6.7.9“公共信息一级平台”可视化运行管理展示界面334

6.7.10“大数据资源中心”大数据分析展现界面335

6.8《新型智慧城市“信息栅格”操作系统》技术创新与特点335

6.8.1《新型智慧城市“信息栅格”操作系统》创新与特点336

6.8.2新型智慧城市系统集成模式创新与特点337

6.8.3新型智慧城市系统集成软件体系创新与特点340

6.8.4新型智慧城市系统集成组件封装技术创新与特点342

6.8.5新型智慧城市系统集成可视化界面创新与特点343
附录345

附录1智慧城市可视化集成平台功能一览表345

附录2智慧城市可视化大数据构成与内容一览表347

附录3智慧城市行业元数据及数据类一览表350
参考文献367