城市复杂时空数据集成与空间决策模拟

面向现代城市管理、智慧城市建设与城市突发事件应急响应决策等重大社会服务需求,针对现有的城市时空数据集成和综合分析还无法为现代城市综合管理提供有效服务及支持等问题,对基于多源异构时空数据的城市动态分析模拟等方法进行了研究,重点突破基于高性能计算的海量异构数据集成、分析及展示,面向决策的城市智能分析等核心技术,研发基于高性能计算的城市时空数据分析与决策模拟平台,并在此基础上,开展典型城市应急决策支持与模拟应用示范,为我国城市的信息化与智慧化管理提供科学技术支撑。课题主要包括以下研究内容:(1)海量多源异构时空数据集成分析。在集成863项目"GIS异构时空数据集成技术"(武汉大学吴华意等负责)和第一课题"复杂时空数据集成及多源异构一体化建模"研究成果的基础上实现城市多源异构数据的建模、组织和检索,研究时空演变信息的实时快速提取、查询和分析,以及海量实时监测数据的融合集成和可视化,实现城市系统从静态向动态的全息转换。(2)城市动态分析模型关键技术研究。主要是针对三组模型库的开发与实现展开研究,即影响分析模型库、过程预测模型库、应急优化模型库。其中,过程预测模型库及应急优化模型库为本课题的决策模拟研究提供算法方面的支持。(3)城市智能决策支持与模拟关键技术研究。在城市智能决策过程理论研究的基础上,进行城市智能决策模拟模型方法研究,同时构建经典模型库与新型方法库两大模拟模型库;组建与时空数据相匹配的城市智能决策综合分析模型;综合上述理论研究,构建城市智能决策支持和模拟平台。(4)面向城市大型活动实时交通流模拟与疏导的应用示范。选择广州市作为应用示范区域,对多源传感器获取的城市时空数据进行实时接入和标准化集成处理,构建城市交通多源时空数据库;进行常态交通量的时空分布规律及主要驱动因子研究,构建实时交通流分析及模拟知识库;并在广州市核心区进行实时交通流模拟和实时交通疏导应用示范。(5)面向城市大型活动应急决策支持与模拟的应用示范。选择乌鲁木齐市为应用示范区域,在多源时空数据集成与决策模拟技术的基础上,以乌鲁木齐市承办大型城市活动(包括中国-亚欧博览会等)为服务对象,进行示范应用。     

国内首次以噪声污染源为中心的城市环境噪声污染图的编制

本文针对常州城市环境噪声时空分布主要特征,结合对网格法环境噪声测量、评价与制图方法的剖析,阐述在国内新近创建的以噪声污染源为中心的城市环境噪声测量、评价与制图方法的特点,以及我国首次以噪声污染源为中心的城市环境噪声污染图的编制实践.     

基于ZigBee和GIS的城市大气环境实时动态监测系统

针对城市大气环境污染问题,采用ZigBee和GIS技术研发了城市大气环境实时动态监测系统。该系统分为系统感知层和系统应用层。系统感知层是基于ZigBee无线自组网技术的硬件无线传感网,负责城市大气环境监测指标的实时动态定位采集与传输;系统应用层是基于WebGIS的城市大气环境实时动态监测软件系统,实时监测并模拟城市大气环境的动态变化,精确定位污染源地理分布并预警污染事故的发生。感知层与应用层通过GPRS方式实现数据的双向传输,系统的数据管理采用Oracle11g实现。试运行结果表明,该系统实现了对大气环境监测数据的自适应采集以及实时、可靠地高效传输,为城市大气环境质量的监控与治理提供良好的技术支撑与可靠的数据支持。     

基于XML的异构数据交换技术

在分析异构数据交换技术研究工作基础上,提出了基于XML的异构数据交换模型,并给出了XML和RDB的映射模式。最后以基于XML的试题库模型为例,通过Java Servlet创建异构数据互换的中间件,实现异构数据的交换。     

xDB:异构政务信息云服务中间件的实现

异构信息交换是实现政务系统高效信息融合的主要瓶颈之一,设计和开发可用信息交换中间件能够有效提高信息系统集成的工作效率;xDB基于Web服务、中间件、软件插件技术实现云计算模式的多异构环境的政务信息系统的信息交换、访问与信息发布云服务;基于语义与上下文技术实现服务注册、系统配置、信息交换的智能与自适应.基于xDB中间件,可以快速构建异构环境电子政务应用、实现多异构数据环境信息融合与发布,降低信息资源整合难度.     

基于移动数据库的异构数据一致性技术研究

从移动数据库体系结构的演变、数据一致性技术的分类和异构数据同步协议(SyncML)的架构等3个方面介绍了基于移动数据库的异构数据的一致性技术，并结合三者优势提出了DM／SMDS模型，为移动环境下快速、高效地实现数据收敛提供了一种可行的解决方案。     

基于P2P的异构数据库数据同步研究

企业信息化在高速发展的同时也产生了很多需求,异构数据库间的数据集成和数据同步就是其中一个亟待解决的问题。基于extensible markup language实现了异构数据同步模型,通过应用上的分析,设计了在传输速率和传输稳定方面改善性能的方法,从而建立了基于P2P的异构数据同步模型,该模型采用extensible markup language技术和面向服务技术屏蔽数据的异构性,通过触发器和控制表的方式实现了差异更新,并利用基于最短路径P2P算法实现增量提取和传输优先级,从而增强了传输的效率和可靠性。     

面向道路交通监控网的异构大数据语义融合方法

为解决广域网分布式环境下异构车辆轨迹大数据的语义融合问题,基于MapReduce和ACO算法提出可在广域网环境分布式并行执行的异构大数据语义聚类融合DPACO方法.该方法在数据源端节点并行完成聚类运算中复杂度最高的部分,将所得结果合并为数据量较小的中间结果,然后将中间结果传送到中心节点并自适应地生成聚类中心.此外,该方法无需预设公共语义模型,通过移动计算避免移动大数据,大大提高了运算效率.实验比较了DPACO方法和已有基于MapReduce的并行化ACO方法,结果表明DPACO方法在广域网环境异构大数据语义融合中具有更好的可用性.     

基于XML和Web Services的异构数据集成研究

本文设计了一个基于XML和Web Services的异构数据集成模型,该模型以XML技术为支撑,采用Web Services封装异构数据源,同时建立领域字典表及字段映射表,有效解决了多数据源环境下的异构数据集成问题。     

城市表层土壤重金属污染的数学模型

在数据统计分析基础上对城市表层土壤重金属污染进行建模分析.针对污染程度,建立了模糊综合评判模型和基于集对分析与三角模糊数耦合的综合评价模型,经比较验证,后者更符合实际.同时建立了基于流体力学的污染物对流传播模型和基于多目标线性规划的污染源坐标模型,用于确定污染源位置,分析结果表明后者更优.     

城市环境噪声测量评价新方法

本文在指出现行国家标准GB3222—82“城市环境噪声测量方法”的主要缺点之后,提出以噪声污染源为中心的城市环境噪声测量评价方法,其特点是把测量评价与噪声污染源直接联系,与予测和治理计划相结合,能有效地为实现综合整治,直接为改善城市环境质量服务。     

基于可扩展区块链的智慧城市框架

为解决智慧城市中的大数据相关隐私和安全问题,提出一种基于多链和分片技术的异构多链可扩展区块链结构,使高效的跨链事务具有高可伸缩性和可扩展性.并设计了基于可扩展区块链的智慧城市框架,该框架由物理层、通信层、平台层和应用层组成,其中通信层与可扩展区块链集成,通过内容分发协议和智能合约等区块链技术保证传输数据的安全性和隐私性.平台层中区块链分布式分类帐本数据库,安全存储交易记录.通过可扩展区块链智慧城市框架,更好地支持大规模业务应用,实现智慧城市的建设和发展.     

基于数据挖掘的异构网络多源目标数据融合跟踪方法研究

为了提高对异构网络多源目标数据的检测和识别能力,提出基于数据挖掘的异构网络多源目标数据融合跟踪方法。构建异构网络多源目标数据的分布式存储结构模型,采用相空间重构方法构建数据融合跟踪的网格分布结构模型,实现多源目标数据的可视化调度和自动监测;根据特征提取结果分析异构网络多源目标数据的统计特征,结合模糊层析性分析方法进行多源目标数据的多层次融合和自适应挖掘,提取其中的关联特征量,实现对数据的融合跟踪。仿真实验结果表明,采用该方法进行异构网络多源目标数据融合跟踪的自适应性较好、抗干扰能力较强,同时还提高了数据融合跟踪过程中的跟踪准确度。     

一种大规模可伸缩的开放协作支撑环境

计算机支持的协同工作(CSCW)的发展提出了构建开放协作环境的需求,开放协作环境必须解决异构应用数据集成与共享、网络支撑平台的可伸缩以及各类应用系统之间的互操作问题.为此设计并实现了一种基于多层体系结构的开放协作支撑环境(MAOCE),本文从基本原理的角度,重点对多层体系结构、数据集成与共享表示模型、异构系统集成规范化设计以及基于主题的订阅/发布模型等进行了阐述.MAOCE已经投入到复杂设备一体化信息管理的实际应用中,能够满足大规模信息管理和各项具体业务需求.     

常州市环境噪声的评价与控制

本文提出以噪声污染源为中心的城市环境噪声测量和评价新方法,用此方法成功地对常州市城区环境噪声(主要是工业噪声和交通噪声)进行评价,並在此基础上提出了控制和治理方案。根据这一方案能使常州市在工业发展的同时有效地控制环境噪声的污染。     

基于联邦学习的多源异构网络无数据融合方法

在联合作战体系中,数据作为基础性战略资源发挥着重要的底层支撑作用,数据妥善管理和高效利用是推动作战能力整体跃迁和作战样式深度变革的重要动力。为实现不同作战系统间信息的互联互通,提出 一种基于联邦学习的多源异构网络无数据融合方法。从多源数据融合面临的安全性和异构性问题出发,利用条件生成对抗网络提取本地知识和全局分布,集成数据信息;结合局部教师模型-全局模型架构,以无数据知识蒸馏的方式对局部模型知识进行迁移,融合异构网络,细化全局模型,实现不同系统间安全、高质量的信息交互,为智能化指挥信息系统建设提供技术支撑。实验结果表明:该方法在结构化数据和图像数据上具有可行性,整体准确率可达到80%以上。     

基于XML的企业异构数据源集成系统的研究与设计

介绍了企业异构数据集成技术产生的背景、研究目的以及相关概念和技术;提出了一种基于Internet系统的三层架构的企业异构数据源集成模型框架,并阐述了实现该数据集成模型的关键技术和优越性。     

面向物联网的异构实体间关系服务模型

物联网中的实体大多以异构形式存在,解决异构问题是推进物联网发展的重要因素.为此,在分析了实体及实体上载到网络中信息的特点后,基于Agent提出一种异构实体关系服务模型.该模型具有实体信息数据处理和构建实体服务逻辑两种功能,利用提出的全新的实体物间动态关系计算公式将异构数据转化为物间关系紧密度（值）,并依此生成了Agent服务序列,结合二分图理论实现物联网环境下的Agent服务逻辑;屏蔽了原本因实体和其信息的异构而使得其无法正常交互通信的缺点,实体通过模型中与之对应的Agent进行交互,并在已构建的服务逻辑下支配Agent;最后对该模型进行了仿真实验,结果表明其可满足物联网环境中的用户服务需求,在数据更新和服务准确率及冲突的处理上要优于传统的本体语义技术对异构问题的处理结果.     

国家环境监理信息系统及其对我国环保产业的推动作用

为了适应对污染物实行总量控制的工作形势和跨世纪工业污染源达标排放监督管理工作的要求,提高环境监理现代化管理水平,增强环境保护现场监督能力,加大执法力度,国家环境保护总局监督管理司组织开发了“国家环境监理信息系统”。这是一套覆盖全国,纵跨国家、省和地市县环保局及企业的基于网络的环境管理信息系统,融合了当今计算机、通讯和信息等最新技术成果,具有良好的先进性、可靠性、实用性和可扩充性,可实时采集企业各类污染源的排放数据,监测其污染处理设施的运转状况并进行存储、分析,同时,其强大的网络功能充分实现了信息…     

分布式环境下业务模型的数据存储及访问框架

构造业务模型以支持应用系统开发是基于模型驱动架构实现云服务系统快速开发及有效运维的重要途径。然而,云平台下的海量异构模型的统一管理并不容易。该文提出一个分布式环境下的业务模型数据存储访问框架,以支持业务建模、服务转换、服务配置、服务部署、服务监控等服务生命周期。将关系数据库及NoSQL数据库结合以存储和管理结构化数据;采用基于Hadoop构建的文件库以实现非结构化的业务模型管理,从而构造一个综合的数据管理模型,实现了业务模型统一存储和管理;并根据业务模型中的资源描述,生成相应RESTful服务供应用系统调用;构建一个基于云平台的业务模型库软件平台以开展应用验证。结果表明:该框架不仅对云服务应用系统提供了高效的数据存储访问方式,也降低了应用服务的开发及维护成本,具有较高工程价值。