[精品]数字城市实现的技术体系研究

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1、1引言数字地球是一个全局性的K远的战略思维，其核心是用数字化手段统一性地处理地球问题并最大限度地利用信息资源。数字地球在不同丿力史时期冇特定的目标。目前，建立多比例尺、多应用层面的数字城市，可以更广泛深入地为社会可持续发展提供服务，这是数字地球实现的一个重耍步骤与缩影，也是GIS领域研究的热点问题Z—。数字城市的研究，不仅是单纯的各项技术的研究，而且是数据共享和系统互操作技术以及管理、政策和经济因索等诸多技术因索和人文因索的集成研究。数字城市体现了以人为木的全新理念，在数字城市中，毎个人都可以随

2、时获収所需要的具彳j•相应权限的彳j关城市的数字化信息,利用它来协助处理II常事务、从事科学研究、进行企业的有效管理和各种决策，可见，数字城市将在很大程度上改变人们的生活和工作方式。在发达国家，城市管理部门的计算机系统人致经历了三个发展阶段，即早期的管理信息系统MIS、中期的城市地理信息系统(UGIS)及目前正迅速发展的数字城市系统。以数字城市为长远目标面向城市可持续发展的全数字化信息建设系统H前正处在探索阶段。在我国，GIS技术作为城市规划、建设和管理的冇力支持工具已成为共识。但是城市部门的专

3、业系统多，这些系统互不开放，资源难以共享，没有充分地发挥地理信息系统按照统一的地理坐标对不同层次的空间数据和多媒体属性数据进行综合集成能力，也不能冇效地解决涉及多个部门、需耍行业间协同工作才能解决的许多城帀问题。在而临城市海量数据综合管理、广泛的社会公众查询需求、智能化与网络化等实际问题时，急需新的技术途径，可见数字城市的研究势在必行。2数字城市的研究内容数字城市是综合地运用GIS、RS、GPS、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术对城M的基础设施、功能机制进行倍息自动采集、动态监测管理和辅助决策

4、服务的技术系统。具体來讲，数字城市就是指将城市的部分或大部分的基础设施、功能设施数字化，建立数据库，并用计算机高速通信网络相连接，实现网络化管理和调控，并具有高度自动化、智能化的技术系统。它具仃对城市复杂系统的数字化、网络化、熄拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能，可直接为政府及社会公众提供便利的网络服务，并且可以改造传统产业，推进技术进步，保证城市经济、社会和环境的协调发展。数字城M的研究内容不仅包括建立数字城市所需耍的技术体系研究，还包括了数字城帀的慕础理论研究以及数字城市应用的科学工

5、程研究。可见，数字城M研究的内容体系概括地由基础研究、技术研究和应用研究3部分构成(图1)。附图一2.1数字城市的基础研究数字城市的基础研究是建立在3S研究的基础上，吸收了科学计算、计算机图形学以及虚拟现实等理论研究的内容，并涉及到城市中的政府与百姓、各类产业、各种川地以及各种城市环境等城市组成要索。数字城市的基础研究看眼于城市各组成要素间的相互联系、相互作用的规律，进而建立城市现象发生与发展的物理模型、数学模型、信息模型•和计算机模型。它涉及到的最主要的领域和理论冇可持续发展理论、城市发展理论

6、、3S技术与理论以及相关标准规范等。数字城市的基础研究包括：1）数据采集与编辑。系统将现有的地图、外业观测成果、航空像片、遥感数据、社会经济文本资料等转换成计算机兼容的数字形式，并将其编辑成相应标准的数据格式。2）信息的存储打管理。利川系统的海量存储功能对政府中城审规划各分部门的II常业务工作所需的各种信息，如城市规划、土地红线、市政管线、基础测绘、道路交通、城建档案和政策法规等按历史、现势和将來的不同时态,进行多维结构的存储和在系统中进行冇效的管理。3）信息的动态查询与分析。系统可对存储的信息

7、快速进行单耍素或多要素的动态查询和统计分析。同时系统以空间数据和非空间数据为依托，进行建设项H投资分析、城市选址用地分析和项目跟踪监秤，进而实现计算机化的规划管理、用地管理、建筑设计管理、帀政管理、档案管理，完成城帀管网和路网的网络分析、城市用地适宜性评价、城市建设用地开发顺序评价、城市环境质量评价、旧城改造、城市变迁监测和资源介理利用。4）网上发布以及多种形式的信息输出。利用戢新计算机网络技术，将公共信息资源通过Internet向社会发布。同时利用打印机、绘图仪、硕拷贝机等设备，快速输出各种查

8、询检索、统计和分析结果，包括各种比例尺地形图、管线图、规划图、红线图、路网图、各种专题统计图以及各种图表、报农有关文字报告，利川磁带机等软拷贝设备快速输岀各种形式的数字结果［1］。2.2数字城市实现技术研究数字城市的技术支撑体系由数据采集、存储、传输处理和显示等技术组成（图2）。它涉及到的一网络技术、计算机图形学技术、082数字城市的技术基础些最主耍的、最山接的技术有：遥感对地观测技术、地理信息系统技术、虚拟现实技术等。具体來讲,包括城市数据的获収与更新,分布式网络服务，数据互操作技术与GIS互