面向數(shù)字城市的資源分配與數(shù)據(jù)集成技術(shù)研究.pdf

1、“數(shù)字城市”源于“數(shù)字地球”，是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)全球化的必然趨勢(shì)，其核心思想是用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理城市問(wèn)題，最大限度地利用信息資源，強(qiáng)調(diào)從更高的層次、系統(tǒng)的角度來(lái)組合和應(yīng)用已有的和正在發(fā)展的理論、技術(shù)和應(yīng)用，更廣泛、更深入、更有效、更經(jīng)濟(jì)地為社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域提供相應(yīng)的服務(wù)，通過(guò)各種信息的交流、融合和挖掘，促進(jìn)城市的人流、物流、資金流、信息流等的協(xié)調(diào)、通暢，實(shí)現(xiàn)各種資源在空間上的優(yōu)化配置、在時(shí)間上的合理利用，減少資源浪費(fèi)和功能重疊，為調(diào)控城市、預(yù)測(cè)

2、城市、監(jiān)管城市提供先進(jìn)的技術(shù)手段。
　　從數(shù)字城市的概念和內(nèi)涵來(lái)看，信息的融合和資源的共享是數(shù)字城市實(shí)施的關(guān)鍵之一。數(shù)據(jù)流暢通，才能做到協(xié)調(diào)、統(tǒng)一;資源優(yōu)化配置，才能減少資源浪費(fèi)和功能重疊，是高效建設(shè)和實(shí)施數(shù)字城市的基本要求。目前，在城市信息化建設(shè)中，由于各自規(guī)劃，信息相對(duì)封閉，共享程度低，出現(xiàn)了很多軟硬件平臺(tái)各異、數(shù)據(jù)模型各異，導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，極大地降低了城市信息化的效率，因此迫切需要解決數(shù)據(jù)的融合和資源的共享問(wèn)題。

3、
　　本文對(duì)數(shù)字城市概念進(jìn)行了深入的分析和探討，結(jié)合數(shù)字城市建設(shè)，對(duì)數(shù)字城市體系結(jié)構(gòu)、數(shù)字城市環(huán)境下數(shù)據(jù)和資源的特點(diǎn)進(jìn)行了深入的研究、分析，針對(duì)數(shù)字城市資源共享問(wèn)題，采用新興古典經(jīng)濟(jì)理論，在數(shù)字城市的經(jīng)濟(jì)性分析的基礎(chǔ)上，研究、探討大規(guī)模、復(fù)雜環(huán)境下的資源描述和資源分配問(wèn)題;針對(duì)數(shù)據(jù)融合問(wèn)題，引入本體和元數(shù)據(jù)的概念，來(lái)描述數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)映射，采用面向應(yīng)用的集成模式研究、探討數(shù)字城市數(shù)據(jù)集成方法。主要工作如下:
　　針對(duì)數(shù)字城市

4、資源共享問(wèn)題，本文應(yīng)用新興古典經(jīng)濟(jì)理論，探討了資源分配模型，在充分考慮提高數(shù)字城市的整體性能的前提下:
　　提出了基于超邊際分析的具有比較優(yōu)勢(shì)和交換成本的資源分配方法，建立了分布式環(huán)境下資源分配的一般均衡模型，并給出了節(jié)點(diǎn)的服務(wù)向量、交換向量、總服務(wù)向量的數(shù)學(xué)描述和交換系數(shù)的描述及計(jì)算方法。所建的資源分配模型，把每種請(qǐng)求都分配到最具有比較優(yōu)勢(shì)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，做到整體性能最優(yōu)。
　　建立了分布式計(jì)算環(huán)境下角點(diǎn)均衡分析和決策分析方

5、法，給出了確定的資源分配模式及其分配算法，即自給自足分配模式、半專(zhuān)業(yè)分配模式和專(zhuān)業(yè)化分配模式及其分配策略。角點(diǎn)均衡分析不僅確定了節(jié)點(diǎn)分配模式，還有效地縮小了求解空間，提高了計(jì)算效率。
　　建立了基于比較優(yōu)勢(shì)和動(dòng)態(tài)議價(jià)的資源分配算法，通過(guò)在資源分配過(guò)程中采用納什議價(jià)對(duì)策，很好地描述了資源分配的動(dòng)態(tài)性。同時(shí)采用納什議價(jià)均衡，不僅對(duì)于一個(gè)給定分工取得帕累托有效的資源配置，也保證分工的帕累托最優(yōu)水平。
　　根據(jù)分布式系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)

6、構(gòu)、節(jié)點(diǎn)執(zhí)行各種請(qǐng)求的能力，通過(guò)計(jì)算任意兩種服務(wù)在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在的比較優(yōu)勢(shì)，建立資源分配結(jié)構(gòu)。所建立的分配機(jī)制，使每種請(qǐng)求都分配到最具有比較優(yōu)勢(shì)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)上，每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)都最大化提供其具有比較優(yōu)勢(shì)的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)整體性能最優(yōu)。
　　針對(duì)數(shù)字城市復(fù)雜的數(shù)據(jù)融合問(wèn)題，在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集成技術(shù)基礎(chǔ)上:
　　引入本體和元數(shù)據(jù)概念，綜合利用本體描述關(guān)系充分和元數(shù)據(jù)描述信息簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)，建立了元數(shù)據(jù)和本體的數(shù)學(xué)描述，給出了數(shù)據(jù)源到元數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)

7、到本體的映射方法，建立了基于元數(shù)據(jù)和本體的數(shù)據(jù)源輸出模式;
　　針對(duì)數(shù)據(jù)城市數(shù)據(jù)沖突問(wèn)題，提出了數(shù)據(jù)沖突解決策略，給出了屬性等價(jià)判定方法和異構(gòu)性檢測(cè)方法及沖突整合規(guī)則，通過(guò)計(jì)算語(yǔ)義相似度來(lái)找出來(lái)自不同輸出模式中語(yǔ)義等價(jià)的屬性，進(jìn)行沖突判斷和沖突整合，有效的解決了集成過(guò)程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)沖突;
　　設(shè)計(jì)了面向應(yīng)用模式的數(shù)字城市數(shù)據(jù)中心邏輯結(jié)構(gòu)和分層結(jié)構(gòu)，給出了應(yīng)用模式建立方法。結(jié)合國(guó)土資源數(shù)據(jù)集成建設(shè)，建立了面向國(guó)土資源的應(yīng)用模式

8、，設(shè)計(jì)了相關(guān)的業(yè)務(wù)模型，給出了業(yè)務(wù)描述方法，為數(shù)字城市數(shù)據(jù)集成提供了模型和方法。
　　信息共享是數(shù)字城市建設(shè)重點(diǎn)解決的問(wèn)題，直接影響城市管理的效率、質(zhì)量和決策。采用本體和元數(shù)據(jù)的描述數(shù)據(jù)源輸出模式，能清晰地描述各種數(shù)據(jù)信息及數(shù)據(jù)間存在的復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，減少數(shù)據(jù)冗余，避免數(shù)據(jù)信息語(yǔ)義的二義性，同時(shí)也具有很好的可擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)各種數(shù)據(jù)實(shí)體里的數(shù)據(jù)，方便且易讀、易處理。通過(guò)本體和元數(shù)據(jù)互為補(bǔ)充，從而為信息的組織、管理以及檢索、查詢(xún)提供