李德仁院士：基于云计算的智慧城市运营脑

9月9日，武大吉奥承办的2017中国地理信息产业大会“空间智能与块数据”分论坛火爆举行。中国科学院、中国工程院院士李德仁亲临开讲，以“基于云计算的智慧城市运营脑”为题，对智慧城市的建设进行前瞻解读，深度高端的演讲吸引了现场来宾的目光，大家纷纷拿起手机抓拍，场面好不火爆。以下是演讲实录：
 
　　关于故事，关于梦想
 
　　各位同仁，很高兴今天有吉奥公司组织的分论坛，在这里我想先爆点料，把吉奥的历史给大家做个介绍。
 
　　我就想我们怎么做呢?那不能跟其他人一样，我们就提出来Object Oriented，当时提出面向对象做GIS，我就跟龚健雅说，你去做面向对象的GIS，解决它的数据模型和数据结构。由于做地图的人是矢量数据，我们做遥感的人是栅格数据，我们应当矢量栅格一体化。当时王之卓和我找龚健雅定下来，他的博士论文就从这两个方面入手，数据结构用四叉树做栅格矢量一体化。第二个呢，把计算机面向对象的原理拿过来，这就是龚健雅论文的两个重要创新点。
 
　　92年，在美国开大会，我们两人在大会上一人做了一个报告，后来国家给了钱，120万，1200万，就开始做吉奥公司的第一个软件GeoStar——吉奥之星，成立了吉奥公司，当时我是董事长，龚健雅就是总工了。后来传给我的学生李清泉，后来做变革把刘奕夫请来了，就不光担负着静态的地理信息，就开始做网络GIS——GeoSurf，网上冲浪软件，是国内最早出来的。后来做网上联邦互操作的GeoGlobe，向谷歌地图学习，采用这个软件我们就在徐德明局长主持下做成了中国的天地图，这是唯一的拿来就可以让国家测绘局国土部门用的天地图，获得了国家相关领导人的高度评价，为什么呢?这种Web网络地图，是向全球发布的。边界怎么划?我们要代表中华人民共和国，按照中国的法规划边界，所以GeoGlobe做的天地图上市，是徐德明部长要求做的，是克强总理签了字的。这也是吉奥公司支撑的一个国家的平台——天地图。随着我国高分辨率卫星的增多，天地图未来五年有很大的发展，最后的目标，是要能够跟GoogleMap去比拼，现在我们可以看到，中国境内的天地图数据质量优于美国的Google，有600个城市0.5米的影像。我们现在做一带一路，比如说巴基斯坦，天地图的数据比谷歌好，我们有0.5米的中国卫星数据。
 
　　吉奥交给刘奕夫以后，就开始做智慧城市智慧应用了，支持智慧城市中无所不在的传感器流数据的接入，动态实时分析并作出决策支持，这个软件叫实时GIS，即GeoSmarter。现在做到“大块头”这些事情，我就想告诉大家这么一个不断自主创新、引领GIS发展的过程。
 
　　孙玉国怎么当老板的呢?孙玉国博士论文完成后在马路上碰到我，我说你到哪里去啊，他说还没找到工作。正好四维图新老板方恒给我打电话说能不能找一个人去帮他管公司，我说孙玉国去啊，然后他就去了，就当了四维图新的副老总和老总，后来与汽车导航和位置服务相结合就发展得很好，现在当了我们协会的会长。
 
　　人年纪大了，就有故事，所以在讲报告之前我先讲点故事。一个老人活着，不可能再去编程序了，但是要想明天的发展道路，告诉年青一代我们明天的道路在哪里。
 
　　所以借这次大会，我讲了人工智能与空间大数据的关系，路往哪儿走，要解决实时动态，快、准、灵服务的问题。地理空间信息除了政府、企业，还要服务于老百姓，让老百姓在手机上玩静态地图改成玩卫星影像和视频，看到实时的信息内容。如果手机上老百姓都能玩卫星影像的话，那这个产品就大了，0.5米的视频啊，人在哪里地图卫星影像能即时输送，比如说你现在贵阳，就能把贵阳的实时影像地图传送给你，这样一种服务我认为是未来需要的，当然是军民融合需要的。
 
　　我现在年纪大了，没有退休，是因为还有点dream，要实现空间数据everywhere、ubiquitous，我们说的是right time、right place、 right data、to right person，这是我的四个right的dream，这个实现了，地理空间信息产业就真正做大了。
 
　　国家一直让我们回答这个问题，2030年，2049年，当中华人民共和国成立一百周年的时候，中国GDP世界第一，是不用怀疑的，中国哪些学科世界上是NO.1?给我们院士提了这么大一个问题，让我们回答，所以我们必须想这个问题，必须落实这个民族和国家未来发展的问题，这就是我今天的开场白。
 
　　智慧城市是什么?
 
　　我今天要讲的这个题目，第一次是在华为广州会议上讲的，给大家简单做一个介绍。
 
　　什么叫智慧城市?它有哪些因素?基于云计算的智慧城市怎么运营?华为和吉奥正在合作推进这件事情。但是我还要告诉在座各位，智慧城市不是万能的，智慧城市是在现实城市中，通过网络城市、虚拟城市来管实体城市，如果实体城市建设得不好，网络城市不是万能的，在座的市政府的领导你们要注意这个问题。现实城市要同步的进步，它不进步，智慧城市不是万能的，记住这一结论。
 
　　“智慧城市”，我给过一个定义：智慧城市=数字城市+物联网+云计算。为什么呢?数字城市是一个Cyber space，是个网络空间、虚拟空间，在这个数字城市里面，我们把城市的东西装到网里去，这时候可以See everything on web，网上可以看到城市的信息、实体，但是还不行，因为他没有跟现实城市关联，如果通过物联网把现实城市和数字城市关联起来，物联网就是传送各种城市人流、物流所有的信息实时往上输送，但这也出现一个问题，物联网很小，没有计算功能，是个传感器，传感器收上来的数据是需要计算的，所以云计算出现了，这是一对孪生兄弟。
 
　　到了物联网时代，构成一个虚实结合的Cyber physic space(网络物理空间)，叫做CPS，这个CPS可以do everything on web，通过实时分析、计算、感知、认知和反馈就智能化了，可以帮你做任何事情了，这就是大家要了解的一个全新概念。
 
　　一个城市的管理，到了智慧城市阶段，市长，市各个职能部门都可以轻松一点了，他们是做优化的工作，下一步改善环境的工作，至于城市的运控管理，就可以让城市云计算中心来完成，这就是我们对智慧城市的理解。如果用语言讲就是说，自动和实时地感知现实世界中人和物的各种状态和变化，城市的各种状态变化，由云计算中心处理其中海量和复杂的计算与控制，为经济发展、城市的管理和公众提供各种智能化的服务。
 
　　这个发展过程是从上个世纪92年、93年。美国推进“信息高速公路”的提出标志着城市信息化建设开始起步，中国95年起步。到2006年，物联网云计算是公司性推下来的，而不是政府推出来的。到2009年，奥巴马上台后发现，物联网、云计算将会带来新的革命，把信息革命从虚实分离变成虚实结合。
 
　　中国为什么要抓信息化、智能化?中国的城镇化只有53%，还是发展中国家，还要做城镇化，要做新型工业化，要变成环境友好型工业化，信息化动作不慢但是还是要继续，农业还要现代化，我们之前农业化、工业化、城镇化比西方国家落后，信息化基本上赶上了，中国在总体上是后发的，有后发优势，需求大，投资大，抓手就是“智慧城市”，我们的目标就是低碳、绿色、可持续发展，就如十八大讲的，利用后发优势，实现中国梦。
 
　　数字城市要掌握三大技术，三大技术才能构成智慧城市。
 
　　第一个技术是“数字城市”空间信息技术，就是把这个城市所有的相关的空间数据，非空间数据等采集过来，但中国的数字城市电子地图是保密的，所以国家测绘局确定了三条路线服务：元数据目录管理、政务网数据、公众网数据，分保密与开放级数据来提供使用。天地图就是在这方面服务的，代表中国政府发布数据，其内容会越来越好，天地图跟谷歌比，第一，我们中国的数据比他好，中国的天地图数据，乡村数据比较多，点击率到了9亿。
 
　　第二个就是物联网，实现人与人、人与机器、机器与机器的互联互通。2020年，专家预测，全世界物联网传感器将达到10万亿个，无处不在。现在我们在国家推行“天网”，例如海上巡洋或作业时，数据能够通过卫星在轨处理，实时回传、及时做出反应，如果能在10秒钟完成，这就完全支持了实时需要，我们称之为空间信息网络化。
 
　　第三个就是云计算。为什么要有云计算呢?因为传感器只能传输，不能存储、处理数据，所以需要无处不在的，社会化、集约化、专业化的动态可伸缩虚拟化的云计算信息服务。
 
　　所以就出现了基于云计算的信息服务，互联网资源配置经历了客户机/服务器、浏览器/服务器、服务器井喷、服务器托管到虚拟服务这么一个变迁过程……
 
　　我认为城市职能可分为生存繁衍、经济发展、社会交往、文化享受四个部分，智慧城市智能是城市职能的延伸和发展，智慧城市职能就是实现智慧安防、智慧制造、制造交通、智慧教育等等，在上述四个方面提供智能化。
 
　　智慧城市怎么建好?
 
　　智慧城市需要一个基于云计算的运营脑来管理，由市级主管领导牵头，成立智慧城市运营中心，任命城市首席运营官，下设联席会议委员会和管理办公室，管理四件事情：城市IT的运维中心、大数据中心、城市运行监控和指挥中心、智慧服务中心。
 
　　运营中心的职能包括：参与和审核智慧城市的顶层设计;规划和审核各行业信息化发展的总体目标、框架、任务、运营管理机制等;相关政策法规与标准的制定;负责城市信息资源整合与共享;城市运行的集中监控;多部门协同与指挥;促进面向社会的大数据开放应用、服务与交易体系的形成……
 
　　基于开放的云架构构建智慧城市运营中心，核心是公共信息云服务平台，形成智慧城市中的大数据生态链(智慧城市时代的IT的合作是围绕大数据的合作：数据采集、加工、存储、清洗、挖掘、决策、控制与利用服务。)基于大数据共同实现城市运行监控和智慧调度。
 
　　吉奥就开发了这样一个实时GIS平台——GeoSmarter，智慧时代的一个地理信息软件，实现了实时数据接入、实时数据分析和推理、动态数据管理，提供动态信息服务，最终实现感知、认知和行动的一个大脑感知识别的过程。
 
　　例如武大吉奥做的这个智慧城市运营中心，我把这个给很多城市的市长演示，很受欢迎。所以希望借今天这个机会，要求华为和吉奥努力工作，把这个在中国推到上百个城市，中国的地市级以上的城市，县以上的城市，下面我们再看一下智慧临潼运营脑。这是一个针对临潼作为著名旅游和文化名城定位的智慧城市实例。
 
　　我希望吉奥不断地提高，给我们提供更好的Demo，按照中央要求，推进智慧城市这个事情，把中国的智慧城市做大做强。
 
　　智慧服务中心，要做好三件事情：第一，面向公众生活的智慧服务平台、第二，开放给企业的应用服务平台、第三，政企合作的大数据交易平台及运营公司，这样一来政府治理的模式将从管理走向服务，传统的政府IT信息化架构将被“云-端”互动的智慧城市所取代。
 
　　运营中心就是智慧城市的心脏，因为它是：城市大数据的资源池，城市物联网的枢纽，城市运营监控与指挥中心，城市运营数据的全面感知，实现跨部门、跨区域、跨系统的高效协同与应急响应，面向社会企业和公众的服务平台降低城市信息化建设与运维的成本，最大程度降低政务成本、提升城市效率。欧洲就做得很好，欧洲部门应用大数据以后，行政管理费用降低2500亿美元。
 
　　真正实现“基于实证的事实”的政府治理，以及可视化、可控化、智能化、可预测及可量化评估与持续优化的城市运行模式。企业也可通过大数据重组生产资源，改良商业模式，获得更大效益;智慧服务贯穿老百姓“出生、医疗、教育、就业、婚育、养老、残疾、殡丧”等人生过程，提升城市居民幸福感。这就是我们建设智慧城市的目标。
 
　　武汉市公开数据服务平台，充分利用云计算、大数据等技术，参照国内外已开通的政府公开数据服务平台，结合武汉市的应用特点和具体的需求，简称“六个一”的公开数据服务平台，含48个部门，700余种服务数据。“一套标准、一朵云、一个中心、一张图、一站式、一种模式”原则，将各部门数据传送至数据监控管理中心，进行大数据挖掘，实现公共服务。
 
　　同步做好现实城市建设
 
　　还有一点，智慧城市不是万能的。例如地面沉陷、空气和水环境的污染、城市地面不透水层与海绵城市问题、超大城市中的蜗居、基础设施跟不上城市的发展……中国城市中的这些问题是智慧城市无法解决的，只有同时抓好现实城市的设计、规划和基础设施建设，才能使智慧城市落到实处。
 
　　结论和展望
 
　　智慧城市是基于数字城市，物联网和云计算建立的现实世界与数字世界的融合，以实现对人和物的感知，控制和智能服务;
 
　　智慧城市对经济转型发展、城市智慧管理和对大众的智能服务具有广泛的前景，从而使得人与自然更加协调发展;
 
　　智慧城市的实现需要建设更加完善的信息和空间信息基础设施，才能保证各种智慧城市的应用能够用得好，用得起;
 
　　智慧城市的大数据问题带来新的机遇和挑战，需要抓好技术创新和攻关研究，才能拉动数字服务和产业发展，更好地实现互联网+智慧城市的各种智慧应用;
 
　　智慧城市建设是一把手工程，需要根据每个城市特点，做好顶层设计和整体规划，建立智慧城市运用中心和运营脑，组织实施。
 
　　最后一个建议，建设智慧城市的同时，要根据智慧城市建设发现的问题，对现实城市的实际规划、建设去升级改造。
 
　　做到这些我们才能真正造福于人民、大众，这是今天我要给大家介绍的，谢谢大家。