[发明专利]一种开放式智能地球系统架构及实现方法

说明书

技术领域

本发明属于地球空间信息学领域，涉及到智能信息系统、云计算技术、传感器网络技术和物联网技术。

背景技术

在地球空间信息领域中，数字地球、数字城市已取得初步成果，各个城市已相继开展数字环保、智能交通、电子政务等相关行业的数字化工作。“数字地球”是对地球及相关现象的数字化认识和再现，所以数字地球和数字城市虽然作到了“数字化”，但缺乏“智能化”。特别是在全球人口快速增长、自然资源日益贫乏、环境状况进一步恶化、自然灾害频繁发生的背景下，人们更需要一种智能化的信息系统来对全球信息进行智能化处理，并在此基础上提供智能化服务，以应对全球资源危机、改善全球环境状况。随着传感器技术、网络技术、计算机技术、IT等科技的发展，人类历史上第一次实现几乎任何系统的数字量化和互联，这也为开放式智能地球系统的实现提供了技术上的可能。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是在数字地球的基础上提供一种开放式智能地球系统架构及实现方法，以实现由客观物体到数据、由数据到信息、由信息到知识、由知识到决策和服务的智能化过程，以最方便快捷的方式、给最需要的人、提供最需要的服务，增加可控制性减少盲目性和混乱性，从而减少资源的损耗，实现整个地球的可持续发展。

一种开放式智能地球系统架构，包括数据采集系统、数据通讯系统、数据集成系统、数据处理系统和智能服务系统，其在逻辑上分为五层：物理层100、数据层200、功能层300、应用层400、管理和支撑层500。与物理层100相对应的是数据采集系统，包括遥感传感器110，嵌入式感应器120，环境监测器130，生物探测器140，RFID传感器150，扩展感应器160；与数据层200相对应的是数据集成和处理系统，包括由数据采集系统的各类传感器所采集的空间数据210，对空间数据210进行集成和处理的数据处理中心220，处理后产生的空间信息230，对空间信息230进行数据挖掘后产生的知识库240；与功能层300对应的是智能服务系统(服务器端)，包括智能服务平台310、Web服务器380和无线网关390，智能服务平台提供的应用包括公众日常服务320、企业规划服务330、政府决策服务340、科学研究服务350和其它扩展服务360；与应用层400相对应的是智能服务系统(客户端)，包括移动智能终端410和固定智能终端420；数据通讯系统包括移动通讯网610和有线通讯网620；管理和支撑层500是指保证物理层100、数据层200、功能层300实现的标准、协议、法律法规等支撑条件，如数据共享标准、数据保密协议、隐私信息保护法规等。

一种开放式智能地球系统实现方法，通过各种感应器或探测器获取地球及其相关现象的数据和信息，采用有线或无线通信技术对数据进行传输，利用云计算技术对数据进行集成和管理，采用模式识别、人工智能、各种算法模型对数据进行识别、处理提取有用的信息，对信息进行分析、挖掘获得所需要的知识，把知识转化为适应需求的各种服务模式和产品，通过智能终端面向政府机构、行业应用和个人生活提供智能化服务。

本发明的特征在于将传感器网络技术、物联网技术、云计算技术、数据挖掘技术运用到智能信息系统领域，建立一种开放式智能地球系统架构及实现方法；系统的突出特征在于系统的开放性，可以根据技术发展需要对系统进行扩展，系统开放性体现在：物理层100的传感器网络中，留有扩展感应器接口160，可以根据实际需求随时增加新型传感器；数据处理中心220采用云计算技术实现数据的处理，理论上允许无限量增加数据量；功能层300中留有扩展服务接口360，利用新型传感器或新算法获取的新知识提供新的扩展应用服务功能。

附图说明

图1是逻辑层次示意图。

图2是系统物理结构图。

图1中：100-物理层，200-数据层，300-功能层，400-应用层，500-管理和支撑层，110-遥感传感器，120-嵌入式感应器，130环境监测器，140-生物探测器，150-RFID识别器，160-扩展感应器，210-空间数据，220-数据处理中心，230-空间信息，240-知识库，310-智能服务平台，320-公众日常服务，330-企业规划服务，340-政府决策服务，350-科学研究服务，360-其它扩展服务，380-Web服务器，390-无线网关，410-移动智能终端，420-固定智能终端，610-移动通讯网，620-有线通讯网。

具体实施方式

以下结合附图进行详述。