大数据时代的信息技术及应用课件.ppt
2023/3/8,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的背景及特征,内容提纲,大数据时代的信息技术,大数据时代的信息技术应用,3,大数据时代的未来展望,1,2,4,大数据时代的信息技术及应用99,1 大数据时代的背景及特征 背景数据,2013年全球网民数量达到27亿,大数据时代的信息技术及应用99,4,高流量手机应用的发展较快,我国网民规模达6.18亿,大数据时代的信息技术及应用99,手机网民规模达5亿，占总网民数的81.0%,5,大数据时代的信息技术及应用99,实例1-奥巴马总统选举,有效选民分布筹集竞选资金竞选对手分析竞选策略选择,大数据时代的信息技术及应用99,案例2-余额宝与大数据,客户年龄使用习惯交易频率地域分布,大数据时代的信息技术及应用99,1 大数据时代的背景与特征历史背景,人类社会的发展阶段 原始社会 农业社会 工业社会信息社会 100万年 约1万年 约220年 信息社会 棍棒、石器青铜器铁器机器 知识与技术（知识贡献%）35 1015 2030 6080 1930年，一个美国农民可以提供9.8个人的食物；1988年，一个美国农民可以提供128个人的食物。2009年，一个美国农民可以提供300个人的食物。,大数据时代的信息技术及应用99,工业社会,信息社会,农 业制造业采掘业运输业建筑业金融业商 业旅游业：.,农 业,经济体系,大量的工业人口流向何处？,农业社会,工业社会,产业结构,组织体系,大量的农业人口流向何处？,社会结构,大数据时代社会背景,大数据时代的信息技术及应用99,信息时代的新兴产业,新兴产业,信息技术产业,信息内容产业,信息服务产业,芯片,计算机,手机,通信设备,数字电视,软件,电子器件等,内容数字化,数字文化,教育科技,知识产业,数字娱乐,电子游戏等,信息基础设施,电子政务,商务,金融,物流,教育,医疗,社区,认证,娱乐,游戏等,电信网络,广播电视网络,互联网络等,信息化推进经济社会转型,大数据时代的信息技术及应用99,1991年，美国政府智囊团提出“信息社会”的概念。1992年，西方七国集团在布鲁塞尔召开“信息技术部长会议”，首次确定了“全球信息社会”的构想。1993年，美国开始建设全美“信息高速公路”。1996年，联合国在南非召开了“信息社会和发展大会的部长级会议”。1998年，美国时任副总统戈尔提出“数字地球”。2008年，IBM提出“智慧地球”概念；2009年1月，美国总统奥巴马公开肯定IBM“智慧地球”思路。2012年，美国发布大数据研究和发展计划。,大数据时代政治背景,大数据时代的信息技术及应用99,大数据(Big Data)指的是“无法用现有的工具进行提取、存储、搜索、分析、处理的复杂、海量的数据集合”。在业界经常会用4个V(即Volume、Variety、Value、Velocity)概括大数据的主要特征。,大数据时代的特征,大数据时代的信息技术及应用99,海量数据(Volume)。人类所生产出来的印刷材料的数据总量为200PB，而整个人类历史上所有的数据总量大约是在5EB(1EB=210PB)。数据类型繁多(Variety)。相对以前存储方便的的文本为主的数据化结构，非数据化结构将的总量会越来越多，其中包括了很多的网络日志，视频，音频，图片等一些信息，这些类型多元化对于数据的处理能力又提高了新的要求。低价值密度(Value)。数据的总量大小和价值密度的高低成了反比。怎样通过强大的机器算法可以让数据完成更有价值的，是目前大数据时代下所面临最巨大的问题。处理速度快(Velocity)。处理速度是区别大数据和传统数据最特征。根据IDC的“数字宇宙”的报告，预计到 2020年，全球数据使用量将达到35.2ZB。,大数据时代的特征,大数据时代的信息技术及应用99,2 大数据时代的信息技术,信息获取技术遥感技术信息存储管理海量数据存储信息分析处理GIS、云计算信息表达传输虚拟现实技术信息服务共享物联网、宽带网,大数据时代的信息技术及应用99,2.1 信息获取技术,遥感（RS）是在与目标不直接接触的情况下，利用电磁波等判定、量测并分析目标的技术。包括地面遥感、航空遥感和航天遥感。主要提供全天候、全时域、全空间和定量化的时空数据源，如大范围、高精度的地球空间信息和图像。,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,美国快鸟计划（2002）：0.62米分辨率,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,213国道紫坪铺至都江堰部分路段堵塞路段监测,大数据时代的信息技术及应用99,北斗卫星导航系统BeiDou Navigation Satellite System，BDS是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。,北斗卫星导航系统（BDS）由中国自行研制，拥有完全自主知识产权，具有快速定位，双向通信和精密授时三大功能。,北斗卫星导航系统,大数据时代的信息技术及应用99,“北斗一号”是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。系统由两颗地球静止卫星（80E和140E）、一颗在轨备份卫星（110.50E）、中心控制系统、标校系统和各类用户机等部分组成。“北斗二号”从2007年开始正式建设，“北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星，足足要比GPS多出11颗。按照规划，“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，采用“东方红”-3号卫星平台。,大数据时代的信息技术及应用99,北斗的应用,大数据时代的信息技术及应用99,BDS应用初见成效,大数据时代的信息技术及应用99,美国航天局（NASA）每天产生1000G字节的信息，要求每天存贮和处理10 15字节以上的设施。,2.2 海量存贮技术,大数据时代的信息技术及应用99,大容量数据存贮,美国NASA的行星地球计划EOSAM1 99年上天，每天将产生1000GB（即1TB）的数据和信息。1米分辨率影像覆盖广东省，大约有1TB的数据，而广东才是中国的1/53。所以要建立起中国的数字地球，仅仅影像数据就有53TB，这还只是一个时刻的，多时相的动态数据，其容量就更大。,大数据时代的信息技术及应用99,大容量数据存贮,目前美国的NASA和NOAA已着手建立用原型并行机管理的可存贮1800TM的数据中心，数据盘带的查找由机器手自动而快速地完成。另一方面，为了在海量数据中迅速找到需要的数据，元数据（metadata）库的建设是非常必要的，它是关于数据的数据，通过它可以了解有关数据的名称、位置、属性等信息，从而大大减少用户寻找所需数据的时间。,大数据时代的信息技术及应用99,2.3 信息分析处理,高性能计算技术地理信息系统（GIS）数据挖掘技术云计算,大数据时代的信息技术及应用99,对复杂的数据进行实时、准确地分析。对复杂的现象进行仿真和虚拟实验。提高运算效率和解决科学难题。,（1）计算科学技术,大数据时代的信息技术及应用99,曙光4000A,深腾6800,峰值速度11.2万亿次，Linpack8.1万亿次2004年6月TOP500位列第10,峰值速度5.324万亿次，Linpack4.183万亿次2003年11月TOP500位列第14,峰值速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿双精度浮点运算2013年6月17日TOP500位列第1,天河二号,高性能计算,大数据时代的信息技术及应用99,31,大数据时代的信息技术及应用99,32,大数据时代的信息技术及应用99,计算化学,中科大运用6800 研究了利用STM针尖诱导的CoPc分子脱氢过程，研究成果已在国际一流学术期刊Science上发表。Jinlong Yang,et al.Science,2 September 2005 Vol 309:1542.,计算化学虚拟实验室成员运用深腾6800开展科学研究和自主知识产权应用软件的研制开发，取得了诸多引人注目的成果。,大数据时代的信息技术及应用99,中科院大气物理所LASG实验室运用自主开发的新型“气溶胶-气候耦合模式 GAMIL-A”气候模式在深腾6800上率先完成政府间气候变化委员会第四次评估报告，为世界气候研究做贡献,政府间气候变化委员会第四次评估报告,IAP/LASG第四代气候系统模式FGOALS_s模拟的降水、温度和海平面气压。,气候系统模式模拟,大数据时代的信息技术及应用99,上海崇明越江隧道施工过程的数值仿真,南港隧道长约8.9公里，采用世界最大的直径15.2米的盾构法施工隧道,全面体现了大直径、长距离、大深度的世界隧道发展趋势。,大数据时代的信息技术及应用99,汽车安全性分析,典型工况：LS-DYNA模拟汽车56km/h速度正面撞墙100ms过程，计算规模50万单元，一般工作站需要计算100小时，在曙光4000A上用32CPU3小时完成。,大数据时代的信息技术及应用99,（2）地理信息系统（GIS）,GIS是指在计算机软硬件支持下，对空间信息进行输入、存储、查询、运算、分析和表达的技术系统。GIS的优势在于强大的空间分析功能。,大数据时代的信息技术及应用99,城市规划与管理,大数据时代的信息技术及应用99,城市规划与管理（公众查询）,大数据时代的信息技术及应用99,专用GIS（车辆导航）,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,资源调查与开发,大数据时代的信息技术及应用99,热带风暴“纳尔吉斯”行进图,灾害监测与救援,大数据时代的信息技术及应用99,军事与国防建设,MAPGIS应用于神州七号的“搜救系统服务平台”,大数据时代的信息技术及应用99,（3）数据挖掘技术,数据挖掘是指从数据库中抽取大量数据中隐含的、潜在的和有用的知识的过程。,数据挖掘,数据库越来越大,有价值的知识,可怕的数据？,大数据时代的信息技术及应用99,留住最有价值客户,数据挖掘可以,大数据时代的信息技术及应用99,沃尔玛是世界第一大零售集团公司，年度销售额超过3000亿美元，员工超过160万，全球拥有4500多家连锁店，每周光临沃尔玛的顾客近1.4亿人次！最核心竞争力是RetailLink系统（采用数据挖掘技术）,大数据时代的信息技术及应用99,五角大楼 与saffron科技公司（从事数据挖掘）合作研究和开发情报。伊拉克战争，美国利用数据挖掘等技术制定“联合一体化目标清单”，包括针对伊领导集团及相关的目标4559个。运用数据挖掘，对武器性能进行评估和模拟，对作战方案进行论证和演练。,大数据时代的信息技术及应用99,“里根号”航空母舰应用信息融合与数据挖掘技术,大数据时代的信息技术及应用99,金融业中的数据挖掘,FALCON系统是基于数据挖掘技术的信用卡欺诈估测系统，被相当数量的银行采用；LBSCapitalManagement使用了专家系统、神经网络和遗传算法技术来辅助管理多达6亿美元的有价证券；证券交易中，进行股票预测、证券市场分析等，可以发现“利润超重”和“账务造假”等现象。,营销费用减少了30,大数据时代的信息技术及应用99,Computer applications,Computers are being used more and more in both the home and the workplace.The use of ICT and the application of computers has now grown to such an extent that life without computers seems almost unthinkable.生活给科学提出了目标，科学照亮了生活的道路。-米哈伊洛夫斯基,2.4 虚拟现实技术,大数据时代的信息技术及应用99,军事模拟电子对抗仿真,大数据时代的信息技术及应用99,作业仿真训练,大数据时代的信息技术及应用99,在计算机互联网的基础上通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。,2.5 物联网（The Internet of things）,大数据时代的信息技术及应用99,基于感知信息的应用服务,传输感知层信息,获取并处理物品信息,应用层,传输层,感知层,物联网的架构,大数据时代的信息技术及应用99,3 大数据时代的信息技术应用,大数据时代的信息技术及应用99,1,智能家居,大数据时代的信息技术及应用99,建筑物室内定位系统,采用无线传感器网络和无线局域网技术，实现对灯、空调设备的远程监控，同时为工作人员配备手持终端，方便工作人员现场处理设备故障。,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,医院病房电子巡检,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,城市市政管理,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,城市物联网公共服务平台,大数据时代的信息技术及应用99,精细农业,大数据时代的信息技术及应用99,将无线传感器网络布设于农田、园林、温室等目标区域，网络节点大量实时地收集温度、湿度、光照、气体浓度等物理量，精准地获取土壤水分、养分程度、电导率、pH值、氮素等土壤信息。无线传感器网络有助于实现农业生产的标准化、数字化、网络化。将从三个方面有效促进农业的发展：增产增收、节约能源，相当于露地栽培产量10倍以上,精细农业,大数据时代的信息技术及应用99,4 大数据时代的未来展望,表达数字化技术集成化服务网络化应用智能化,大数据时代的信息技术及应用99,巴尔的摩,数字城市,大数据时代的信息技术及应用99,休斯顿,数字城市,大数据时代的信息技术及应用99,西 雅 图,数字城市,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,数字城市数据的建库管理数据的分析展现数据的共享服务智慧城市全面的数据采集和动态监控多信息体系互联协同快速可变的业务处理数据分析和知识生成预测决策支持,从数字城市到智慧城市,大数据时代的信息技术及应用99,智慧城市体系架构,大数据时代的信息技术及应用99,智慧国土智慧农林智慧通信智慧公安智慧电网智慧交通智慧城管智慧市政智慧矿山,智慧城市解决方案,大数据时代的信息技术及应用99,水资源、大气环境监测、动植物与生态环境监测地表森林河湖湿地自动监测美国麻州CitySense,智能环保,大数据时代的信息技术及应用99,智能交通系统(Intelligent Transportation System)路况车况流量监控环境ETC,智能交通,大数据时代的信息技术及应用99,未来时速数字神经系统和商务思维讨论如何用计算机技术和因特网信息技术帮助实现商业目标。,大数据时代的信息技术及应用99,奥巴马就任美国总统后与美国工商业领袖举行的圆桌会议上，IBM首席执行官彭明盛（Sam Palmisano）首提“智慧地球”概念1个核心：以更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。3个特征：更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化。4个框架：新锐洞察、智慧运作、动态架构、绿色未来,智慧地球,大数据时代的信息技术及应用99,86,具体案例：基于3S的污染源普查信息系统,大数据时代的信息技术及应用99,污染源在线监测与可视化管理,大数据时代的信息技术及应用99,多维统计分析,污染事故应急,大数据时代的信息技术及应用99,具体案例：智能仓库管理,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,尾矿库安全监测信息系统,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,94,数字矿山勘查信息管理系统,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,大数据时代的信息技术及应用99,97,矿井水文动态监测信息系统,大数据时代的信息技术及应用99,98,数字清江洪水演进仿真系统,2023/3/8,大数据时代的信息技术及应用99,演讲完毕，谢谢听讲!,再见，see you again,3rew,
