王曉霞

[摘要]城市數(shù)字化所使用的技術(shù)方法隨著現(xiàn)代IT技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展。在介紹城市數(shù)字化概念、城市數(shù)字化工程及其關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，簡要論述目前在城市數(shù)字化工作中的一些新技術(shù)和新方法，尤其是空間信息獲取與更新的新技術(shù)和新方法。

[關(guān)鍵詞]城市數(shù)字化 新技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU98文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0520013－01

一、城市數(shù)字化概念

信息化是以信息技術(shù)廣泛應(yīng)用為基礎(chǔ)，信息資源開發(fā)和利用為核心，信息網(wǎng)絡(luò)為紐帶，信息產(chǎn)業(yè)為支撐，信息人才為依托，法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)為保障的綜合體系。信息化關(guān)系到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、政治和國家安全的全局，信息化水平是衡量一個(gè)國家和地區(qū)的現(xiàn)代化程度、經(jīng)濟(jì)成長能力、綜合實(shí)力和國際競爭力重要標(biāo)志。

數(shù)字化城市就是要依托信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過政府的組織行為，對(duì)城市各類信息資源進(jìn)行有序、有效地整合，建設(shè)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)的城市信息體系；建設(shè)具有統(tǒng)一信息平臺(tái)和完善的各類信息數(shù)據(jù)庫；開發(fā)地理信息、專業(yè)應(yīng)用、社區(qū)報(bào)務(wù)等一系列應(yīng)用工程，形成整個(gè)城市發(fā)展、管理、服務(wù)功能的信息數(shù)字化并為調(diào)控城市、預(yù)測(cè)城市、監(jiān)管城市提供革命性手段，使城市建設(shè)和發(fā)展提高到一個(gè)新的水平。

二、城市數(shù)字化工程

城市數(shù)字化工程實(shí)施的目的在于利用國家公用數(shù)據(jù)通訊平臺(tái)，以計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信和地理信息系統(tǒng)（GIS）等技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與服務(wù)的信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃、建設(shè)與管理工作的信息共享與業(yè)務(wù)化應(yīng)用，為各級(jí)行政主管部門、企業(yè)和公眾提供及時(shí)、準(zhǔn)確、有效和權(quán)威的城市信息服務(wù)。同時(shí)，積極運(yùn)用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的長級(jí)換代，提高建設(shè)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力和科技對(duì)經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、科技的協(xié)調(diào)發(fā)展和公眾生活質(zhì)量的提高。

三、城市數(shù)字化技術(shù)

城市數(shù)字化工程作為“數(shù)字城市”的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工程，離不開關(guān)鍵技術(shù)的有力支撐。從信息流的角度，可以將城市數(shù)字化工程的關(guān)鍵技術(shù)劃分為信息獲取與更新技術(shù)、信息管理技術(shù)和信息應(yīng)用服務(wù)技術(shù)等三個(gè)方面。

（一）信息獲取與更新技術(shù)。城市數(shù)字化所涉及的信息從是否具有明顯的空間特征來講，可為分空間信息和非空間信息。信息的形式包括圖形信息（含幾何數(shù)據(jù)和拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)）和屬性信息（包括文本數(shù)據(jù)和各種多媒體數(shù)據(jù)等）。

1．空間信息的獲取與更新技術(shù)。當(dāng)前和未來一段時(shí)間內(nèi)，基于數(shù)字?jǐn)z影、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站和差分GPS（全球定位系統(tǒng)）的現(xiàn)代航空攝影測(cè)量技術(shù)，基于輕型傳感器的低空遙感技術(shù)，高分辨率遙感圖像獲取與處理技術(shù)，以及基于全站儀、多種傳感器和差他GPS的數(shù)字地面測(cè)繪技術(shù)將是城市空間數(shù)據(jù)獲取和更新的自動(dòng)化程度、作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)性都將逐步得到提高。

2．非空間信息的獲取與信息技術(shù)。非空間指的是主要各類社會(huì)信息和多媒體信息等。這些信息目前基本上通過報(bào)表、統(tǒng)計(jì)、調(diào)查和收集等方式直接或間接獲得。面向主題的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)最近幾年得到迅速發(fā)展，將為信息的獲取和更新提供有力的支撐。

（二）信息管理技術(shù)。信息管理是信息組織、維護(hù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。城市信息管理技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)庫、MIS、GIS等技術(shù)，也包括多源信息集成與融合、工作流管理、協(xié)同工作、數(shù)據(jù)倉庫、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、元數(shù)據(jù)管理等新近發(fā)展起來的技術(shù)和方法。

（三）信息應(yīng)用報(bào)務(wù)技術(shù)。在信息應(yīng)用服務(wù)方面，當(dāng)前最突出的特點(diǎn)是多技術(shù)的集成與融合，典型的包括：GIS、MIS、OA、CAD及VR技術(shù)的相互集成，GIS、RS、GNSS與通訊技術(shù)的集成等。由于大量的城市信息都具有空間特征，在信息應(yīng)用和服務(wù)方面，基于網(wǎng)絡(luò)GIS（WebGIS）的各種應(yīng)用系統(tǒng)受到了普遍關(guān)注。

四、城市數(shù)字化新技術(shù)

（一）新型航空對(duì)地觀測(cè)與定位綜合應(yīng)用體系。利用蜜蜂3、J200、運(yùn)12型飛機(jī)作為航空平臺(tái)，開發(fā)快捷、靈活、可去下攝影、對(duì)天氣條件要求低、對(duì)飛行條件要求低、低成本的準(zhǔn)實(shí)時(shí)航空攝影測(cè)量應(yīng)用系統(tǒng)；此類系統(tǒng)投入使用后，對(duì)于國土、城市規(guī)劃，生態(tài)環(huán)境保護(hù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也將發(fā)揮重要作用，其社會(huì)效益也將非常顯著。它將引起我國航空對(duì)地觀測(cè)與定位技術(shù)的一場(chǎng)革命，引領(lǐng)我國傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量進(jìn)入高分辨率、高精度的自動(dòng)一體化數(shù)字時(shí)代。

通過試驗(yàn)證明，單景衛(wèi)星資料的立體測(cè)圖在WGS－84坐標(biāo)系下完全不使用控制點(diǎn)，以一定數(shù)量的檢查點(diǎn)來檢查精度達(dá)到了一定的水平，但是系統(tǒng)誤差明顯，若每一景增加一個(gè)控制點(diǎn)來消除系統(tǒng)誤差，檢查點(diǎn)精度就會(huì)有很大提高。

（二）立體SAR和立體InSAR。SAR是一種主動(dòng)式微波傳感器，具有全天候、全天時(shí)獲取數(shù)據(jù)，能穿透云霧、煙塵大面積獲取地表信息，尤其適用于常年多云覆蓋等傳統(tǒng)光學(xué)傳感器成像困難的地區(qū)；InSAR是一種成功地綜合了SAR成像原理和干涉測(cè)量技術(shù)，利用傳感器的系統(tǒng)參數(shù)、姿態(tài)參數(shù)和軌道之間的幾何關(guān)系來精確測(cè)量地表某點(diǎn)三維空間位置及其變化的新技術(shù)。

（三）高分辨遙感影像的應(yīng)用。高分辨率的遙感影像已逐漸應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，最高精度可以達(dá)到0.61m。高分辨率遙感影像意味著人們?cè)跀?shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)更新上的一場(chǎng)革命。在傳統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)采集過程中，人們是采用工作業(yè)方式，這要耗費(fèi)大量的人力和物力。而且數(shù)據(jù)更新的日期很長。但是，利用衛(wèi)星拍攝的高分辨率的遙感影像，人們可以迅速得到幾個(gè)月前甚至幾天前的最新更新數(shù)據(jù)，成本要降低十幾倍，數(shù)據(jù)更加真實(shí)準(zhǔn)確。

（四）全國產(chǎn)化信息平臺(tái)。最近，在北京懷柔、平谷等區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)的全國產(chǎn)化空間地理信息系統(tǒng)是我國首個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電子政務(wù)GIS系統(tǒng)。該系統(tǒng)的成功完成，表明在我國政務(wù)GIS建設(shè)中，首次完整實(shí)現(xiàn)了中科紅旗Linux操作系統(tǒng)、人大金倉數(shù)據(jù)庫、北京超圖SuperMap IS Java等系列國產(chǎn)軟件產(chǎn)品在一起良好穩(wěn)定的運(yùn)行，徹底突破了長久以來電子政務(wù)GIS系統(tǒng)被國外產(chǎn)品一統(tǒng)天下的重要瓶頸，有效保障了電子政務(wù)信息化安全，邁出了我國電子政務(wù)全國產(chǎn)化道路上具有里程碑價(jià)值的一大步。

探索具有普適性的有效解決區(qū)縣及中小型城市在空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、共享和發(fā)布以及支撐相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)等核心問題的全國產(chǎn)化軟件解決方案，提交面向區(qū)縣和中小城市的全國產(chǎn)化GIS系統(tǒng)解決方案，為我國區(qū)縣單位信息化建設(shè)的推進(jìn)探索更具推廣性的解決方案。

五、結(jié)語

全球著名的Google Earth已經(jīng)將部分地區(qū)亞米級(jí)的遙感影像向用戶開放，有跡象表明，在今后一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)將會(huì)有更高分辨率的遙感影像陸續(xù)獲得并向用戶開放，這些高分辨率的影像已能滿足大部分城市的主要應(yīng)用需求；建設(shè)部在“十一五”項(xiàng)目中安排了“城市空間與保護(hù)規(guī)劃新型遙感應(yīng)用技術(shù)研究與示范”專項(xiàng)課題，專門研究新型遙感技術(shù)在城市的應(yīng)用；因此作為數(shù)據(jù)獲取重要手段的遙感技術(shù)的飛速發(fā)展，包括準(zhǔn)實(shí)時(shí)航空攝影測(cè)量應(yīng)用系統(tǒng)、立體雷達(dá)影像、高分辨率衛(wèi)星影像等，都將影響城市數(shù)字化的進(jìn)程。

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