邓练兵、邵振峰：跨域多维大数据管理模型与方法

｜序｜

国务院于2015年9月5日正式发布了《关于促进大数据发展行动纲要》，这是到目前为止我国促进大数据发展的第一份权威性、系统性文件，从国家大数据发展战略全局的高度，提出了我国大数据发展的顶层设计，在全社会引起广泛影响。

珠海横琴毗邻澳门，备受关注。横琴既是国家级新区、国家自贸区，还是粤港澳大湾区科技创新中心“两廊两点”规划的重要支点。横琴开发三次被写入国务院《政府工作报告》，习近平总书记从2009年开始，十年四次到访横琴。

邓练兵等同志与澳门大学有良好的科研合作关系，在横琴新区研制了全球首个没有物理围墙的电子围网平台，建成了总长53km的环岛电子围网综合管控系统。该系统由前端多类型监控信息采集、环岛智能监控联网平台、环岛越界智能检测网、“人、车、站”结合的动态巡查网、智能化监控指挥管理、有线光纤传输网络、移动巡查执法、智慧能源保障、智能巡检等子系统构成，是我国首个“全覆盖、全天候、智能化、早预警”的高效实时电子围网系统。项目团队提出了多平台协同的立体电子围网技术体系，并研编了地方标准，为同类型系统建设提供了可借鉴、可复制、可推广的模式；突破了基于深度学习的动态多目标检测、基于地理时空大数据的船只检测、基于行为关联挖掘的空-天-地-海一体化跟踪技术；实现了面向主题的电子围网自适应感知和协同联动技术。

邓练兵等同志根据多年实践经验，撰写了《跨域多维大数据管理模型与方法》一书，对推动行业技术发展和产业集聚有积极的推动作用。我乐意为之作序。这部著作是一项继往开来的创新成果，继承的是大数据科学的原理与认知方法，创新的是根据珠海市横琴新区跨域多维管理需求和历史定位，提出了系列新模型和新方法。该书强调了大数据的发展方向，探索了跨域和多维的概念和内涵，面向现实需求，实践了跨域多维大数据在横琴岛上的实际运用。该书分10章从不同层次对跨域多维大数据进行了介绍。根据现在大数据发展的瓶颈，提出了跨域多维大数据的概念，分析了跨域多维大数据的优势。因为跨域多维大数据与普通大数据相比数据源更为多元，所以需要围绕这个概念建立管理模型，构建管理平台，以及对数据进行不同的存储与管理及加工。本书通过对横琴岛的具体实践进行案例分析，最终建立一套管理标准规范。该书依托的成果获得了2019年广东省科技进步奖一等奖，为探索和解决大数据产业发展的制约问题，促进跨域多维大数据要素流通和高效利用起到了积极作用。

跨域多维大数据管理模型与方法涉及的知识面广，题材新颖，属于高科技时代产物。在实践的基础上，该书建立了跨域多维大数据管理模型和方法，在应用实践中挖掘大数据的时空分布和变化与区域可持续发展的关系，有重要的现实意义，其成果在国际上的推广也有重要的学术价值。

宋永华

2020年10月

前 言

2009年8月，国务院批准了《横琴总体发展规划》，横琴成为探索粤港澳紧密合作模式的新载体，以推动粤港澳紧密合作，促进澳门经济适度多元发展和维护港澳的长期繁荣稳定。2011年7月，国务院对横琴开发有关政策做出批复，并在2011年85号文中明确提出，横琴将采取创新通关制度和措施，按照“一线”放宽、“二线”管住、人货分离、分类管理的原则实施分线管理；横琴环岛不设置隔离围网，代之以设置环岛巡查及监控设施，确保有效监管。2012年，为落实国务院关于横琴开发政策批复的相关要求，横琴新区管委员会正式启动《横琴新区环岛监控项目》建设，并授权珠海大横琴科技发展有限公司进行项目建设，构建一个沿横琴环岛岸线的电子围网监管系统。 横琴电子围网系统是我国首个“全覆盖、全天候、智能化、早预警”的高效实时电子围网系统，在技术、管理规范和应用方面可以为其他同类型系统提供借鉴。本书在总结电子围网技术体系基础上，结合作者多年来的系统研究及管理经验，提出跨域多维大数据管理模型，通过构建空-天-地-海立体电子围网系统，对整个横琴环岛的信息做到可感、可视、可知、可控，实现对珠海横琴新区环岛岸线24h全天候、无盲区的有效监管。基于跨域多维大数据平台构建的电子围网系统，对来自遥感卫星、无人机、雷达、音视频传感器等多平台数据及政府数据、企事业单位数据和互联网数据等海量多源数据进行收集、处理与挖掘，从这些数据当中找到需要的信息，并将这些信息进行整合并应用于各种系统服务当中。这些数据获取平台跨空、天、地、海，同时具有跨地域、跨领域、多尺度、多时相、多角度、多元化等特点。以大数据理论为基础，结合横琴新区实际需求，本书首次提出跨域多维大数据概念，基于这一概念，总结跨域多维大数据的存储、加工和挖掘技术，建立跨域多维大数据管理模型，构建跨域多维大数据管理平台。面向横琴管理和服务需求，跨域多维大数据在横琴岛上实现了多个运用，具体包括粤澳单牌车管理服务、横琴新区跨境办公应用、跨域多维大数据挖掘和生态岛建设服务等，以这些应用为基础，最终建立了一套管理标准规范。

当前，大数据逐渐成为现代社会基础设施的一部分，世界正走向数据化。李克强总理在2016年贵阳数博会上指出“数据就像是一个钻石矿”。而大数据发展的障碍主要在于开放流通。本书提出的跨域多维大数据管理模型与方法正是在大数据科学理论与实践基础上的创新，对于打破现有数据壁垒，实现粤港澳信息化的深度融合及促进大数据的国际化交流、共享、合作有着重要的战略意义。

经过一年多的撰写，以及与科学出版社多轮的修改完善，本书终于问世，包括跨域多维大数据公共服务云平台及示范应用、跨域多维电子围网关键技术及应用等项目中的最新成果。第1～7章由邓练兵负责完成，第8～10章邵振峰参与撰写。在写作过程中，感谢多位专家和同仁的帮助与指导，特别要感谢澳门大学宋永华校长亲自为本书作序。

由于受写作时间及作者水平之限，书中不足之处在所难免，恳请读者批评指正，使本书能够得到逐步改进和完善。

邓练兵

2020年10月

——选自该书前言

全书主要内容

第1章

跨域多维大数据概述

本章介绍跨域多维大数据的概念，分别探讨跨域和多维的概念、跨域多维数据的生产及跨域多维数据的管理需求。

▲横琴新区跨域的大数据应用场景示意图

第2章

跨域多维大数据概述

本章探讨跨域多维大数据特征及其建模。2.1节介绍大数据的特征，2.2节和2.3节则分别分析跨域大数据与多维大数据的特征，2.4节和2.5节讨论跨域多维大数据模型及其建模方法。

▲ 时空大数据概念模型图

第3章

跨域多维大数据发展策略

本章探讨跨域多维大数据发展策略，分别从跨域多维大数据的需求、发展瓶颈、数据来源、数据安全、数据价值和数据交易6个方面进行详细介绍。

▲跨域多维大数据服务对象

▲智慧横琴视频监测系统示意图

第4章

跨域多维大数据加工

跨域多维大数据的加工过程主要包括大数据接入、清洗、融合、整理，本章将分为4节对以上内容进行介绍。

▲大数据清洗流程示意图

第5章

跨域多维大数据中心

本章主要介绍跨域多维大数据类型、跨域多维大数据中心建设、跨域多维大数据注册中心及跨域多维大数据运营中心四大部分。对跨域多维大数据进行正确理解分类是建设跨域多维大数据中心的基础，而跨域多维大数据中心是跨域多维大数据注册中心和运营中心的物理基础，只有电力、网络、存储、算力冗余，容灾能力强的跨域多维大数据中心，才能为后续的注册中心和运营中心建设奠定坚实基础。

▲横琴新区电子围网系统中的非结构化数据

第6章

跨域多维大数据管理模型

本章围绕跨域多维大数据管理模型，具体介绍跨域多维网络模型、跨域多维物联模型、跨域多维云计算模型、跨域多维时空云服务模型和跨域多维公共服务模型。

▲横琴公共服务平台界面图

第7章

跨域多维大数据管理平台

本章主要介绍跨域多维大数据管理平台，具体包括跨域多维大数据管理平台架构、跨域多维大数据管理平台实现技术和跨域多维大数据管理平台实现的具体服务。其中，跨域多维大数据管理平台架构，采用的是六层架构，包括传感网络层、基础设施层、云数据层等；跨域多维大数据管理平台实现技术，包括跨域多维大数据中心、服务于跨域多维大数据平台的天-空-地-海一体化感知网、跨域多维大数据平台和建立跨域多维大数据服务的标准和规范等；而跨域多维大数据管理平台实现的具体服务，涵盖跨域多维基础服务、跨域多维智慧民生、跨域多维智慧政务、跨域多维智慧交通、跨域多维智慧安防等。

▲跨域多维大数据管理平台架构示意图

第8章

跨域多维大数据应用

本章以珠海市横琴新区的智慧岛和生态岛建设实践为例，系统介绍跨域多维大数据的应用，具体包括横琴环岛电子围网系统应用、粤港澳大湾区单牌车与双牌车管理、横琴新区智能化园区应用、跨域多维大数据挖掘、横琴新区生态岛建设应用、横琴新区国际互联网出口应用、横琴新区跨境办公应用和横琴新区跨境电子商务应用。

第9章

跨域多维大数据管理标准规范建设

随着信息化的推进，大数据逐渐走进人们的视野，成为社会生活和工业生产等方面不可或缺的基础资源。大数据的初步应用已经开始对生产、流通、分配与消费模式产生重要影响，而大数据领域相关的标准缺失，会导致大数据应用建设没有标准可依据，形成数据信息孤岛，影响数据的复用性和互融互通性，阻碍产业化发展。因此，为了有效管理和利用跨域多维大数据，建设跨域多维大数据标准规范体系是极为必要的。本章主要介绍跨域多维大数据管理标准规范建设，具体包括跨域多维大数据管理法理依据、跨域多维大数据管理标准化建设和跨域多维大数据管理平台运营模式。

第10章

跨域多维大数据共享

大数据共享平台是指借助一定的技术手段，面向全社会及各行各业以公用事业的方式提供数据资源的统一开放平台体系。本章主要围绕跨域多维大数据共享，具体包括大数据共享现状、大数据共享需求、跨域多维大数据关键技术及跨域多维大数据共享平台建设实践。

▲跨域多维大数据共享服务架构示意图

本文摘自《跨域多维大数据管理模型与方法》（邓练兵 邵振峰著. 北京: 科学出版社, 2020. 12）一书，有删减，标题为编著所加。

ISBN：978-7-03-067201-8

责任编辑：杨光华

yangguanghua@mail.sciencep.com

027-87199491

本书以跨域多维大数据为主题，提出跨域多维大数据管理的系列模型和方法。结合跨域多维大数据在珠海市横琴新区的发展与建设，对跨域多维大数据的基本概念、主要特征、发展策略进行概括，探讨跨域多维大数据管理相关关键技术，构建跨域多维大数据中心和数据管理平台，实践跨域多维大数据应用，并在推广应用的基础上形成系列标准规范。

本书可供从事数据挖掘、数据管理研究或对跨域多维大数据感兴趣的科技和管理人员参考，也可作为大专院校相关专业师生和相关专业科研工作人员的参考资料。

（本文编辑：杨光华）

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