数字城市概论资料

1、数字(shz)城市概论成员(chngyun)：范贤瑞 石韵达 陈玉春 王青昊时间：2014.12.20共二十一页“数字(shz)城市”背景 “数字城市”的概念来源于“数字地球”。1998年1月31日，美国副总统戈尔在数字地球认识21世纪我们这颗星球的报告中首次提出了数字地球的概念，掀起了继1992年信息高速公路之后的人类又一大壮举(zhungj)，即建设“数字地球”的空间信息革命。实际上数字地球就是虚拟地球。数字地球的关键技术是遥感技术、地理信息系统、计算机技术、网络技术和多维虚拟现实技术等。它包括三个重要的组成部分：信息的获取、信息的处理、信息的应用。数字地球是当今世界经济和信息技术发展的客

2、观进程，是在现代高科技条件下信息全球化、国际化的历史必然。共二十一页一、“数字城市(chngsh)”的定义 数字城市是充分利用遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)（即3S技术）、计算机技术和多媒体及虚拟仿真等信息技术，对城市基础设施和与生产生活发展相关的各方面进行多主体、多层面、全方位的信息化处理和利用，具有对城市地理、资源、生态、环境、人口(rnku)、经济、社会等诸方面进行数字化网络化管理、服务和决策功能的信息体系。其核心思想是利用数字化手段，借助信息高速公路最大限度地利用信息资源，整体性地解决城市所面临的经济、社会等诸多方面的问题。共二十一页二、“数字(shz

3、)城市”的功能 1、政务领域的信息化电子政务，就是(jish)政府机构应用现代信息和通信技术，将管理和服务通过网络技术进行集成，在互联网上实现政府组织结构和工作流程的优化重组，超越时间和空间及部门之间的分隔限制，向社会提供优质和全方位的、规范而透明的、符合国际水准的管理和服务。电子政务包括网络建设、信息资源建设、应用系统开发、公务员培训和法规法律建设五个方面。电子政务的实施将促进政府的经济管理职能转变到为市场主体服务和创造良好发展环境上来，按照市场经济规律办事，更多强调社会管理和公共服务的职能。通过电子政务的实施使政府把主要精力放在创新体制和机制上来，放在营造有利于持续发展的市场环境上来，放在

4、为广大公众提供更多更优质的服务上来，为企业提供高效的政务环境、营造公平竞争的市场环境。共二十一页2、经济领域的信息化一是商业信息化。商业领域的信息化是因特网爆炸式发展的直接产物(chnw)，是网络技术应用的全新发展方向。二是产业信息化。数字城市可以加强城市经济发展后劲，加大产业结构调整。数字城市包含巨大的产业空间。毫无疑问，数字城市建设将促进和形成大批新兴产业，特别是信息业，用信息化带动工业化，为传统产业提供了再次创业的空间，必将促进城市经济的全面发展。三是企业信息化。企业是国民经济的细胞，企业信息化是国家信息化的基础。共二十一页3、城市管理的信息化数字城市将全面提升城市管理和城市规划水平，进

5、一步改善城市的经营环境。数字城市可以通过信息化手段提高城市管理水平，促进城市经济发展和社会进步(jnb)。数字城市是城市空间信息的开发、使用和共享的需要，对城市的信息化进程产生极大的推动作用，在交通管理、人口管理、土地资源管理、社会治安管理、城市应急反应、社区建设等方面全面实现数字化、智能化，能够快速准确地为市长决策提供支持。数字城市是一种新的决策与管理系统，可以给城市决策者、规划者、建设者提供直接有力的帮助，有利于提高政府决策的科学性、规范化和民主化水平，使城市规划具有更高的效率，更具前瞻性、科学性。共二十一页4、公众服务的信息化数字城市不仅是历史发展的必然，也是解决城市病的有效良方，同时，

6、它可以提高城市的综合行政管理水平，强化城市的社会服务功能。以社会公共资源开发利用为核心，积极拓展(tu zhn)信息技术在社会公共领域的应用，重点推进教育、旅游、社区、社会保障和医疗卫生信息化进程，增强服务功能，提高服务水准。全面建设医疗、养老、失业、工伤、生育等保险信息系统和劳动力市场信息系统，逐步扩展到社会福利、社会救济、优抚安置等领域，成为一体化的全市社会保障体系，最终实现社会保障和社会公共服务一卡通。推进社区信息化以解决日常工作和生活问题为出发点，使社区信息服务成为人们生活中的一个必要组成部分。共二十一页三、实现(shxin)策略1、协调管理数字城市是一个庞大的系统工程，搞好组织协凋管

7、理是实现数字城市的关键环节，组织协调管理的核心问题是网络资源共享和数据资源共享，这也就是(jish)为什么美国政府在1993年和1994年需要克林顿总统签署信息基础设施建设和空间数据基础设施建设的法令，其基本目的是有效地协调解决网络资源共享和数 2、基础先行建立数字城市首先要搞好基础设施建设，包括网络建设和基础空间数据的生产，这两项可以齐头并进，因为基础空间数据的生产过程是一个既费钱又费时的过程。要首先下大力气尽快完成城市各种比例尺的空间数据的生产，并建立数据更新的机制，保持数据的现时性和权威性。3、企业行为4、自我发展共二十一页四、关键技术体系结构数字城市虽然(surn)不只含有一个系统，但

8、从广义上说仍属于计算机及网络所支持的系统群集。因而它具有计算机信息系统的基本特征，有比较严密的逻辑结构。宽带网络数字城市涉及到大量图形、影像、视频等多媒体数据，数据量非常大，目前的因特网难以胜任，必须使用宽带网络。城市宽带网技术发展很快。建立数字城市首先要把网络建设规划和高效联通的问题协调好，千万不能造成相互割据的局面。海量存贮数字城市的数据存贮可能是采用多服务器，分布式管理，如何将它们有效连接和协调管理是数字城市建设的关键技术。共二十一页联邦数据库这里的邦联数据库除了包含分布式的概念以外，它还指异构数据库和空间数据的多比例尺数据库。数字城市中的数据一般包含五种类型：二维矢量图形数据、影像数据

9、、数字高程模型数据、属性表格数据、城市三维图形与纹理(wnl)数据。由于城市各部门的应用不同，它们可能还是多比例尺的和分布式的。数据共享与互操作数据共享是数字城市建设需要解决的核心问题，除了政策和行政协调方面需要解决的问题外，技术上仍有大量的问题需要解决。数据共享最简单的方法是通过数据转换，不同的部门分别建立不同的系统，当要进行数据集成或综合应用时，先将数据进行转换，转为本系统的内部数据格式再进行应用。共二十一页可视化与虚拟现实数字城市的基础之一是地理空间数据，这就为空间数据的可视化提供了一个展示(zhnsh)丰富多彩的现实世界的一个机会。数字城市的空间数据包括二维数据和三维数据。二维数据的可

10、视化问题已基本解决，剩余的问题属于艺术加工的范畴，三维数据的可视化或者说虚拟现实技术目前仍是一个难点。如何高效逼真地显示我们的数字城市是我们需要尽快解决的一个问题。超链接技术 共二十一页五、VR在数字城市(chngsh)建设中的应用1、虚拟现实在规划领域的应用范围虚拟现实在规划的辅助表现集成系统中的应用:景观表现系统，交通规划系统等;虚拟现实规划和建筑设计可行性论证系统中的应用:利用虚拟技术对须控制的要素对项目建成前后进行描绘，从而发现设计中的不完善的部分，反复修改，再根据修改后的参数虚拟现实，直到在虚拟现实中达到预期效果，这样就可减少甚至杜绝实际建成效果与设计意图偏差很大的情况;虚拟现实在规

11、划管理(gunl)辅助决策系统中的应用:虚拟现实技术则可通过模拟仿真为规划管理者决策提供有力、可靠依据;共二十一页2、虚拟现实技术在规划领域中应用的迫切性 由于城市规划的延续性和超前性要求较高，城市规划一直是对全新的仿真技术需求最为迫切的领域之一。 虚拟技术为这种合作(hzu)提供了理想的桥梁，运用虚拟技术能够使政府规划部门、项目开发商、工程人员及公众可从任意角度，实时互动真实地看到规划效果，更好地掌握城市的形态和理解规划师的设计意图，这样决策者的宏观决策将成为城市规划更有机的组成部分，公众的参与也能真正得以实现。这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不能达到的。共二十一页3、虚拟现实

12、技术在规划领域中应用的意义1、改善设计2、展示设计成果3、节省投资和运行费用4、验证(ynzhng)施工方案共二十一页4、虚拟现实的关键技术(1)3D建模技术 在城市规划设计中,为了实现基于Web的三维虚拟城市,必须建立大量相应的3D模型和2D纹理素材。常用的建模方法主要有:利用VRML语言编写3D模型的常规方法;利用3DS等建模再输出3D模型,可以利用原有的城市规划结果转换成VRML格式的3D模型,利用2D照片等信息进行3D模型重建,对人口、大气环境、交通等社会问题采用相应的算法模型处理成3D模型等等。(2)真实感图形的实时绘制技术 场景造型(zoxng)是构造虚拟现实系统的第一步,不同于传

13、统真实感图形绘制算法,它追求的是图形的真实感和高质量。鉴于目前软硬件的绘制能力,我们往往需要通过一些算法,在真实和实时间寻求一种平衡,以满足我们的需要。常用的包括光亮度计算、纹理映射技术和实时消隐技术等。共二十一页(3)多细节层次模型生成和绘制 在城市规划的应用中,场景通常由成百上千万个多边形组成,且存在大量可见的多边形,这时就需要应用场景的层次细节模型(LOD,LevelofDetail)、表面的多分辨率纹理(wnl)、mipmap映射等技术,以便对复杂场景进行快速绘制。(4)立体声合成和立体显示技术 在虚拟现实系统中,如何消除声音的方向与用户头部运动的相关性已成为声学专家们研究的热点。同时

14、,虽然三维图形生成和立体图形生成技术已经较为成熟,但复杂场景的实时显示一直是计算机图形学的重要研究内容。共二十一页(5)交互技术 交互性能的高低是衡量VR技术水平的重要标志。虚拟现实中的人机交互远远超出(choch)了键盘和鼠标的传统模式,三维交互技术已经成为计算机图形学中的一个重要研究课题.特别是触觉反馈,在虚拟现实系统中,产生身临其境效果的关键因素之一是让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反作用力,然而研究力学反馈装置是相当困难的,如何解决现有高精度装置的高成本和大重量是一个需要进一步研究的问题。此外,语音识别与语音输入也是虚拟现实系统的一种重要人机交互手段。共二十一页六、“数字城

15、市(chngsh)”意义 “数字城市”（digitalcity）是一个概念，它是“数字地球”的一个组成部分，可以看作是一个系统工程或发展战略，但不能看作是一个项目或一个系统。它可能包括了很多系统，但是(dnsh)要对它下一个确切的定义是很难的，也难以界定哪些是属于数字城市的内容，到了什么样的信息化水平可以看作是实现了数字城市。但它并不是一个虚拟的东西，也不是一个可望而不可及的东西，它是一个在未来城市建设和城市生活中随处可见，随时可用，无处不在的“系统”。 数字城市、信息城市或智能城市是指将城市的部分或大部分的基础设施、功能设施进行数字化，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

16、和调控，并且是高度自动化智能化的技术系统。共二十一页 通过信息化，城市能够充分和高效地利用信息，使信息快速流动，不仅提高了对城市的管理效率，而且能大幅度提高生产和贸易效益，扩大(kud)生产规模，增加财富收入，提高服务质量，促进社会经济发展。数字城市网络化，还可以节约市中心宝贵的土地资源，减少市中心或商业区的交通拥挤。通过网络办公，节省了经费，加快了速度，减少雇员，降低成本，避免交通堵塞。“数字城市”是一个城市发展的战略目标，并有一个逐渐发展的过程，而且在发展过程中将会对城市建设、市民生活、经济发展逐渐带来效益和方便。共二十一页Thanks for listening共二十一页内容摘要数字城市概论。利用3DS等建