《城市空间信息》PPT课件

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1、城市空间信息学合肥工业大学土木与水利工程学院测量工程系主讲：张志慧第二章从现实世界到数字世界主要内容：对现实世界的认识：几个概念模型、几种逻辑模型从现实世界到数字世界：几种数据结构模型、数据文件类型数字世界的局限性：时间局限、范围有限、容量有限。不断提高认识能力是唯一出路。§2.1对现实世界的认识现实的世界：客观存在的世界，人类的家园。现实的世界的多样性：复杂性。对现实世界的认识过程：人类的知识不断积累，认识手段不断完善，认识速度不断加快。现实的复杂性现实事物的描述与表达的复杂性：如道路。名称、起止地点、等级、长度、宽度、车道数、材质、通行速度、载重量、节点、转向，等。隶属机构、计费

2、标准、收费时间段，等。滑坡点、光谱特征，等抽象事物的复杂性：情感、政治、社会关系、等今天下雨，他可能不来了。团结就是力量。人类认知过程存在系统上的复杂性辩证法认为：1.事物的普遍联系性，没有孤立存在的事物。联系：事物之间、事物内部诸要素之间互相依赖、互相制约、相互影响、相互作用的关系。2.世界是一个普遍联系的统一的整体。……学校、学生、老师、课本、食堂、厨师、蔬菜、医院、医生、药品、图书馆、管理员、图书……人类认知过程存在系统上的复杂性3.普遍联系的世界存在的基本形式就是系统。如地球系统是开放、复杂的巨大系统，有许多同类或不同类的部分组成，每个部分都不同程度的影响着系统的发展变化。自

3、然生态系统：海洋生态系统、陆地生态系统（草原、沙漠、湿地、山地、平原、河流湖泊）社会经济体系：政工农商学兵行政区域体系：国家、省、市、县、乡、村……机械工业部、国土资源部、科技部、国防部、农业部、商业部、水利部……教育系统、工商系统、食品卫生系统、消防系统、市政管理系统……地球巨系统的复杂性组成复杂：不同部分、不同层次，互相耦合，直接、隐含。系统功能复杂：存在非线性、多尺度、自组织、有序和随机性等现象，如蝴蝶效应。时变系统：结构、功能、关系虽时间变化。时间与空间尺度的大小并序、系统的发展有序与无序并存、整体性与差异性并存、渐变与突变并存。农作物生长、病虫害；板块移动、洪水暴发；经济增

4、长、金融危机；气候变迁、台风；人口迁移、上班下班；地极移动、地震；城市是地球巨系统中一个大系统空间组成的层次性：行政区划、居民区、商业区、文化、医疗、休闲娱乐区、科技教育区、工业区等功能：交通、通讯；供水、排水；供电、供气；消防、公安；……时间变化：功能的非线性、时变性、自组织等的分析……时间与空间尺度：大小并存、有序与无序、整体与差异性、渐变与突变等。调研：现代城市系统的组成，做调研分析报告，以合肥（广州等）为例。目的：发现问题，提出解决问题的方案。2.1.2对现实世界的认识过程从认知角度，人类不可能完全彻底地认识现实世界，现实的复杂性所以认识过程曲折向完全认识趋近。认识水平总体向

5、前加速发展，以知识增长率为例，按每年20世纪60年代9.5%20世纪70年代10.6%20世纪80年代12.65%过去每隔10-15年人类知识翻一番20世纪90年代每隔3-5年人类知识翻一番人类全部科技知识总量的80%以上20世纪以后产生的。2.1.2对现实世界的认识过程认识世界的过程也是人类认识的技术手段和工具的进步过程。人的感官系统可以感知各种各样的现象，但仅仅是一小部分。声光电气味温度→细胞→原子→电子等伴随人类认识的技术手段和工具的不断提高，人类对现实世界的描述不断进步。以空间认知为例：手工量测刻画→GPS、RS测量，计算机存储，GIS处理→全球信息化，海量数据，数据挖掘与智

6、能化决策分析、宽带网络信息可视化要求日益广泛→数字工程技术（计算机、网络、通讯、声光电、数学、各项专业技术、系统工程、管理工程等）的应用。传统局部坐标系→全球地心坐标框架，促进数字地球的建设与发展。对城市和城市空间的再认识城市是复杂的巨系统…………数字城市建设是信息化社会城市建设的基础设施，可以大大方便人们的生产、生活，优化人居环境。数字城市也是复杂的系统工程，综合应用多种先进空间信息技术、网络通讯技术、多媒体虚拟现实、数据库管理技术等，集多方人力、物力、财力，统筹布局，协调指挥，不断积累，经过各部门协作攻关，大量细致的工作，才能建成。并不断维护和完善。必须用系统工程的思想和技术管理

7、手段。§2.2从现实世界到数字世界由于人类的活动，现实世界变得越来越复杂人类知识的积累，科技的发展日新月异人类的生活、工作、学习与娱乐方式发生着变化。主要体现在生活、学习、工作中交流的方式发生了巨大变化。如：网上购物、电话电视购物、网上银行、团购网络课堂、广播电视大学、百家讲坛电视会议、无纸化办公等关键是以数字化为基础的计算机通讯技术，使信息的传播速度加快，引起物质的交流、能量的转移的过程加速进行，范围扩大，掀起全球一体化的浪潮。2.2.1数字世界是现实世