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1、第八章城市地理信息系统的发展前沿(第二讲)教学内容：8.3数字城市的关键技术8.5虚拟现实技术教学时间：2课时教学方法：讲授法多媒体教学法协作学习法教学目的：1、让学生熟悉和掌握数字城市的关键技术；2、让学生理解和掌握虚拟现实技术的概念以及虚拟现实建模语言以及虚拟仿真技术教学重点：数字城市的关键技术教学难点：虚拟现实建模语言本次课教学所涉及的学术前沿：虚拟现实技术虚拟仿真技术8.3数字城市的关键技术1、高分辨率对地观测技术“数字城市”的建设,需要大比例尺、高精度的数据,这些数据将主要来自对地观测技术的发展。目前对地观测技术将逐步实现多时相、多角
2、度和高分辨率化(王宏伟、罗成章、陈燕中等,1999)。2、海量数据存储和互操作“数字城市”的数据是海量的,因此,建设“数字城市”需要海量的存储技术。这些数据存放在不同系统、不同数据库中,其数据结构、数据格式也不尽相同。实现这些数据的共享、动态调用需要互操作技术。互操作包括两层含义:狭义上说,它是在保持信息不丢失的前提下,从一个系统到另一个系统的信息交换能力;从广义上讲,它是指不同应用(包括软、硬件)之间能够动态地相互调用,并且不同数据集之间有一个稳定的接口。OGC(OpenGISConsortium)提出的OpenGIS是异构系统之间进行互运算
3、、互操作的规范(简逢敏,2000)。3、计算机宽带网络通过计算机网络能够实现不同用户对网络资源的共享,把分布在广泛区域中的众多信息处理系统有机地连在一起,构成一个规模更大、功能更强、可靠性更高的综合信息处理系统。“数字城市”的数据分布在不同的数据库中,由不同的部门负责构建和管理,只有通过高速网络才能真正实现数据的无缝操作。要传输海量数据,进行科学计算,宽带网络便成为“数字城市”是否能走向实用的关键。4、可视化、虚拟现实技术可视化是实现“数字城市”与人交互的窗口和工具,没有可视化技术,计算机的一堆数字是无任何意义的(李德仁,1999)。通过数据可
4、视化技术,为分析和查询数据库中数据展现了新的视野,有助于发现隐藏在其中的信息,为决策支持、宏观管理提供更加有力的依据。虚拟现实技术是近年来出现的高新技术,它综合集成了计算机图形学、人机交互技术、传感与测量技术、仿真、人工智能、微电子等科学技术,生成一个逼真的,具有视觉、听觉、触觉等效果的可交互的动态世界,人们可以对虚拟的实体进行操作,它为人类观察自然、欣赏景观、了解实体提供了身临其境的感觉。5、数据挖掘(DataMining,DM)利用数据挖掘技术,我们就能更好地认识和分析所观测到的海量数据;对获取的城市空间数据进行处理,从中挖掘出城市信息机理
5、知识,进而认识城市系统的演化规律。数据挖掘将人工智能、统计、计算机及数据库等技术紧密结合,其方法和技术可以分为六大类:1.归纳学习方法;2.仿生物技术;3.公式发现;4.统计分析方法;5.模糊数学方法;6.可视化技术。空间数据挖掘是指从空间数据库中提取出用户感兴趣的空间模式与特征,空间与非空间的普遍关系及其他一些隐含在数据库中的普遍的数据特征(刘宇、曲波、朱仲英等,2000)。利用空间数据挖掘技术,提高“数字城市”的智能化水平,使“数字城市”真正成为智能化的空间咨询和决策支持系统。6、地理信息系统(GeographicInformationSy
6、stem,GIS）地理信息系统技术是“数字城市”数据库管理的基础技术(简逢敏,2000)。另外,地理信息系统的空间信息表达和直观表现能力,在处理城市复杂系统问题时,能帮助人们更好地建立大局观和模拟直接感受(赖明,1999)。目前,地理信息系统正从二维向多维动态以及网络方向发展。7、决策支持系统(DecisionSupportSystem，DSS）“数字城市”的目的之一就是要利用现有的各种数据、信息,在综合、全面地分析后,为城市的规划管理和可持续发展提供决策支持。决策支持系统利用数据库、人机交互进行多模型的有机组合,辅助决策者实现科学决策的综合集
7、成系统(陈文伟,2000)。目前,决策支持系统正在向智能决策支持系统、分布决策支持系统、群决策支持系统、高层决策支持系统、以及综合决策支持系统方向发展。与一般决策支持系统不同,数字城市所需的决策支持系统是空间决策支持系统。空间决策支持系统是面向空间问题领域的决策支持系统(黄跃进、反伟胜、朱云龙,2000),它支持复杂的、结构性较差(如半结构化或非结构化)的空间问题并对此进行求解(王桥、吴纪桃,1999)。8、系统集成(SystemIntegration,SI)“数字城市”的数据、计算和应用具有分布式的特点,因此它需要多数据库、多平台、多技术的集
8、成。采用集成平台作为“数字城市”的框架结构具有很多优点:首先集成平台所具有的协调和反馈机制可以使整个系统形成一个有机的整体,完成单独部件不能完成的功能
