數(shù)字城市概論資料

1、數(shù)字(shz)城市概論成員(chngyun)：范賢瑞 石韻達 陳玉春 王青昊時間：2014.12.20共二十一頁“數(shù)字(shz)城市”背景 “數(shù)字城市”的概念來源于“數(shù)字地球”。1998年1月31日，美國副總統(tǒng)戈爾在數(shù)字地球認識21世紀我們這顆星球的報告中首次提出了數(shù)字地球的概念，掀起了繼1992年信息高速公路之后的人類又一大壯舉(zhungj)，即建設(shè)“數(shù)字地球”的空間信息革命。實際上數(shù)字地球就是虛擬地球。數(shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù)是遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多維虛擬現(xiàn)實技術(shù)等。它包括三個重要的組成部分：信息的獲取、信息的處理、信息的應用。數(shù)字地球是當今世界經(jīng)濟和信息技術(shù)發(fā)展的客

2、觀進程，是在現(xiàn)代高科技條件下信息全球化、國際化的歷史必然。共二十一頁一、“數(shù)字城市(chngsh)”的定義 數(shù)字城市是充分利用遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)（即3S技術(shù)）、計算機技術(shù)和多媒體及虛擬仿真等信息技術(shù)，對城市基礎(chǔ)設(shè)施和與生產(chǎn)生活發(fā)展相關(guān)的各方面進行多主體、多層面、全方位的信息化處理和利用，具有對城市地理、資源、生態(tài)、環(huán)境、人口(rnku)、經(jīng)濟、社會等諸方面進行數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化管理、服務和決策功能的信息體系。其核心思想是利用數(shù)字化手段，借助信息高速公路最大限度地利用信息資源，整體性地解決城市所面臨的經(jīng)濟、社會等諸多方面的問題。共二十一頁二、“數(shù)字(shz

3、)城市”的功能 1、政務領(lǐng)域的信息化電子政務，就是(jish)政府機構(gòu)應用現(xiàn)代信息和通信技術(shù)，將管理和服務通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行集成，在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)政府組織結(jié)構(gòu)和工作流程的優(yōu)化重組，超越時間和空間及部門之間的分隔限制，向社會提供優(yōu)質(zhì)和全方位的、規(guī)范而透明的、符合國際水準的管理和服務。電子政務包括網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、信息資源建設(shè)、應用系統(tǒng)開發(fā)、公務員培訓和法規(guī)法律建設(shè)五個方面。電子政務的實施將促進政府的經(jīng)濟管理職能轉(zhuǎn)變到為市場主體服務和創(chuàng)造良好發(fā)展環(huán)境上來，按照市場經(jīng)濟規(guī)律辦事，更多強調(diào)社會管理和公共服務的職能。通過電子政務的實施使政府把主要精力放在創(chuàng)新體制和機制上來，放在營造有利于持續(xù)發(fā)展的市場環(huán)境上來，放在

4、為廣大公眾提供更多更優(yōu)質(zhì)的服務上來，為企業(yè)提供高效的政務環(huán)境、營造公平競爭的市場環(huán)境。共二十一頁2、經(jīng)濟領(lǐng)域的信息化一是商業(yè)信息化。商業(yè)領(lǐng)域的信息化是因特網(wǎng)爆炸式發(fā)展的直接產(chǎn)物(chnw)，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應用的全新發(fā)展方向。二是產(chǎn)業(yè)信息化。數(shù)字城市可以加強城市經(jīng)濟發(fā)展后勁，加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。數(shù)字城市包含巨大的產(chǎn)業(yè)空間。毫無疑問，數(shù)字城市建設(shè)將促進和形成大批新興產(chǎn)業(yè)，特別是信息業(yè)，用信息化帶動工業(yè)化，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提供了再次創(chuàng)業(yè)的空間，必將促進城市經(jīng)濟的全面發(fā)展。三是企業(yè)信息化。企業(yè)是國民經(jīng)濟的細胞，企業(yè)信息化是國家信息化的基礎(chǔ)。共二十一頁3、城市管理的信息化數(shù)字城市將全面提升城市管理和城市規(guī)劃水平，進

5、一步改善城市的經(jīng)營環(huán)境。數(shù)字城市可以通過信息化手段提高城市管理水平，促進城市經(jīng)濟發(fā)展和社會進步(jnb)。數(shù)字城市是城市空間信息的開發(fā)、使用和共享的需要，對城市的信息化進程產(chǎn)生極大的推動作用，在交通管理、人口管理、土地資源管理、社會治安管理、城市應急反應、社區(qū)建設(shè)等方面全面實現(xiàn)數(shù)字化、智能化，能夠快速準確地為市長決策提供支持。數(shù)字城市是一種新的決策與管理系統(tǒng)，可以給城市決策者、規(guī)劃者、建設(shè)者提供直接有力的幫助，有利于提高政府決策的科學性、規(guī)范化和民主化水平，使城市規(guī)劃具有更高的效率，更具前瞻性、科學性。共二十一頁4、公眾服務的信息化數(shù)字城市不僅是歷史發(fā)展的必然，也是解決城市病的有效良方，同時，

6、它可以提高城市的綜合行政管理水平，強化城市的社會服務功能。以社會公共資源開發(fā)利用為核心，積極拓展(tu zhn)信息技術(shù)在社會公共領(lǐng)域的應用，重點推進教育、旅游、社區(qū)、社會保障和醫(yī)療衛(wèi)生信息化進程，增強服務功能，提高服務水準。全面建設(shè)醫(yī)療、養(yǎng)老、失業(yè)、工傷、生育等保險信息系統(tǒng)和勞動力市場信息系統(tǒng)，逐步擴展到社會福利、社會救濟、優(yōu)撫安置等領(lǐng)域，成為一體化的全市社會保障體系，最終實現(xiàn)社會保障和社會公共服務一卡通。推進社區(qū)信息化以解決日常工作和生活問題為出發(fā)點，使社區(qū)信息服務成為人們生活中的一個必要組成部分。共二十一頁三、實現(xiàn)(shxin)策略1、協(xié)調(diào)管理數(shù)字城市是一個龐大的系統(tǒng)工程，搞好組織協(xié)凋管

7、理是實現(xiàn)數(shù)字城市的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，組織協(xié)調(diào)管理的核心問題是網(wǎng)絡(luò)資源共享和數(shù)據(jù)資源共享，這也就是(jish)為什么美國政府在1993年和1994年需要克林頓總統(tǒng)簽署信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的法令，其基本目的是有效地協(xié)調(diào)解決網(wǎng)絡(luò)資源共享和數(shù) 2、基礎(chǔ)先行建立數(shù)字城市首先要搞好基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，包括網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)，這兩項可以齊頭并進，因為基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程是一個既費錢又費時的過程。要首先下大力氣盡快完成城市各種比例尺的空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)，并建立數(shù)據(jù)更新的機制，保持數(shù)據(jù)的現(xiàn)時性和權(quán)威性。3、企業(yè)行為4、自我發(fā)展共二十一頁四、關(guān)鍵技術(shù)體系結(jié)構(gòu)數(shù)字城市雖然(surn)不只含有一個系統(tǒng)，但

8、從廣義上說仍屬于計算機及網(wǎng)絡(luò)所支持的系統(tǒng)群集。因而它具有計算機信息系統(tǒng)的基本特征，有比較嚴密的邏輯結(jié)構(gòu)。寬帶網(wǎng)絡(luò)數(shù)字城市涉及到大量圖形、影像、視頻等多媒體數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量非常大，目前的因特網(wǎng)難以勝任，必須使用寬帶網(wǎng)絡(luò)。城市寬帶網(wǎng)技術(shù)發(fā)展很快。建立數(shù)字城市首先要把網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃和高效聯(lián)通的問題協(xié)調(diào)好，千萬不能造成相互割據(jù)的局面。海量存貯數(shù)字城市的數(shù)據(jù)存貯可能是采用多服務器，分布式管理，如何將它們有效連接和協(xié)調(diào)管理是數(shù)字城市建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。共二十一頁聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫這里的邦聯(lián)數(shù)據(jù)庫除了包含分布式的概念以外，它還指異構(gòu)數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)的多比例尺數(shù)據(jù)庫。數(shù)字城市中的數(shù)據(jù)一般包含五種類型：二維矢量圖形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)

9、、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、屬性表格數(shù)據(jù)、城市三維圖形與紋理(wnl)數(shù)據(jù)。由于城市各部門的應用不同，它們可能還是多比例尺的和分布式的。數(shù)據(jù)共享與互操作數(shù)據(jù)共享是數(shù)字城市建設(shè)需要解決的核心問題，除了政策和行政協(xié)調(diào)方面需要解決的問題外，技術(shù)上仍有大量的問題需要解決。數(shù)據(jù)共享最簡單的方法是通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，不同的部門分別建立不同的系統(tǒng)，當要進行數(shù)據(jù)集成或綜合應用時，先將數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為本系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)格式再進行應用。共二十一頁可視化與虛擬現(xiàn)實數(shù)字城市的基礎(chǔ)之一是地理空間數(shù)據(jù)，這就為空間數(shù)據(jù)的可視化提供了一個展示(zhnsh)豐富多彩的現(xiàn)實世界的一個機會。數(shù)字城市的空間數(shù)據(jù)包括二維數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)。二維數(shù)據(jù)的可

10、視化問題已基本解決，剩余的問題屬于藝術(shù)加工的范疇，三維數(shù)據(jù)的可視化或者說虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前仍是一個難點。如何高效逼真地顯示我們的數(shù)字城市是我們需要盡快解決的一個問題。超鏈接技術(shù) 共二十一頁五、VR在數(shù)字城市(chngsh)建設(shè)中的應用1、虛擬現(xiàn)實在規(guī)劃領(lǐng)域的應用范圍虛擬現(xiàn)實在規(guī)劃的輔助表現(xiàn)集成系統(tǒng)中的應用:景觀表現(xiàn)系統(tǒng)，交通規(guī)劃系統(tǒng)等;虛擬現(xiàn)實規(guī)劃和建筑設(shè)計可行性論證系統(tǒng)中的應用:利用虛擬技術(shù)對須控制的要素對項目建成前后進行描繪，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不完善的部分，反復修改，再根據(jù)修改后的參數(shù)虛擬現(xiàn)實，直到在虛擬現(xiàn)實中達到預期效果，這樣就可減少甚至杜絕實際建成效果與設(shè)計意圖偏差很大的情況;虛擬現(xiàn)實在規(guī)

11、劃管理(gunl)輔助決策系統(tǒng)中的應用:虛擬現(xiàn)實技術(shù)則可通過模擬仿真為規(guī)劃管理者決策提供有力、可靠依據(jù);共二十一頁2、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域中應用的迫切性 由于城市規(guī)劃的延續(xù)性和超前性要求較高，城市規(guī)劃一直是對全新的仿真技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一。 虛擬技術(shù)為這種合作(hzu)提供了理想的橋梁，運用虛擬技術(shù)能夠使政府規(guī)劃部門、項目開發(fā)商、工程人員及公眾可從任意角度，實時互動真實地看到規(guī)劃效果，更好地掌握城市的形態(tài)和理解規(guī)劃師的設(shè)計意圖，這樣決策者的宏觀決策將成為城市規(guī)劃更有機的組成部分，公眾的參與也能真正得以實現(xiàn)。這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動畫等所不能達到的。共二十一頁3、虛擬現(xiàn)實

12、技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域中應用的意義1、改善設(shè)計2、展示設(shè)計成果3、節(jié)省投資和運行費用4、驗證(ynzhng)施工方案共二十一頁4、虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)(1)3D建模技術(shù) 在城市規(guī)劃設(shè)計中,為了實現(xiàn)基于Web的三維虛擬城市,必須建立大量相應的3D模型和2D紋理素材。常用的建模方法主要有:利用VRML語言編寫3D模型的常規(guī)方法;利用3DS等建模再輸出3D模型,可以利用原有的城市規(guī)劃結(jié)果轉(zhuǎn)換成VRML格式的3D模型,利用2D照片等信息進行3D模型重建,對人口、大氣環(huán)境、交通等社會問題采用相應的算法模型處理成3D模型等等。(2)真實感圖形的實時繪制技術(shù) 場景造型(zoxng)是構(gòu)造虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的第一步,不同于傳

13、統(tǒng)真實感圖形繪制算法,它追求的是圖形的真實感和高質(zhì)量。鑒于目前軟硬件的繪制能力,我們往往需要通過一些算法,在真實和實時間尋求一種平衡,以滿足我們的需要。常用的包括光亮度計算、紋理映射技術(shù)和實時消隱技術(shù)等。共二十一頁(3)多細節(jié)層次模型生成和繪制 在城市規(guī)劃的應用中,場景通常由成百上千萬個多邊形組成,且存在大量可見的多邊形,這時就需要應用場景的層次細節(jié)模型(LOD,LevelofDetail)、表面的多分辨率紋理(wnl)、mipmap映射等技術(shù),以便對復雜場景進行快速繪制。(4)立體聲合成和立體顯示技術(shù) 在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,如何消除聲音的方向與用戶頭部運動的相關(guān)性已成為聲學專家們研究的熱點。同時

14、,雖然三維圖形生成和立體圖形生成技術(shù)已經(jīng)較為成熟,但復雜場景的實時顯示一直是計算機圖形學的重要研究內(nèi)容。共二十一頁(5)交互技術(shù) 交互性能的高低是衡量VR技術(shù)水平的重要標志。虛擬現(xiàn)實中的人機交互遠遠超出(choch)了鍵盤和鼠標的傳統(tǒng)模式,三維交互技術(shù)已經(jīng)成為計算機圖形學中的一個重要研究課題.特別是觸覺反饋,在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中,產(chǎn)生身臨其境效果的關(guān)鍵因素之一是讓用戶能夠直接操作虛擬物體并感覺到虛擬物體的反作用力,然而研究力學反饋裝置是相當困難的,如何解決現(xiàn)有高精度裝置的高成本和大重量是一個需要進一步研究的問題。此外,語音識別與語音輸入也是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的一種重要人機交互手段。共二十一頁六、“數(shù)字城

15、市(chngsh)”意義 “數(shù)字城市”（digitalcity）是一個概念，它是“數(shù)字地球”的一個組成部分，可以看作是一個系統(tǒng)工程或發(fā)展戰(zhàn)略，但不能看作是一個項目或一個系統(tǒng)。它可能包括了很多系統(tǒng)，但是(dnsh)要對它下一個確切的定義是很難的，也難以界定哪些是屬于數(shù)字城市的內(nèi)容，到了什么樣的信息化水平可以看作是實現(xiàn)了數(shù)字城市。但它并不是一個虛擬的東西，也不是一個可望而不可及的東西，它是一個在未來城市建設(shè)和城市生活中隨處可見，隨時可用，無處不在的“系統(tǒng)”。 數(shù)字城市、信息城市或智能城市是指將城市的部分或大部分的基礎(chǔ)設(shè)施、功能設(shè)施進行數(shù)字化，建立數(shù)據(jù)庫，并用計算機高速通信網(wǎng)絡(luò)相連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理

16、和調(diào)控，并且是高度自動化智能化的技術(shù)系統(tǒng)。共二十一頁 通過信息化，城市能夠充分和高效地利用信息，使信息快速流動，不僅提高了對城市的管理效率，而且能大幅度提高生產(chǎn)和貿(mào)易效益，擴大(kud)生產(chǎn)規(guī)模，增加財富收入，提高服務質(zhì)量，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。數(shù)字城市網(wǎng)絡(luò)化，還可以節(jié)約市中心寶貴的土地資源，減少市中心或商業(yè)區(qū)的交通擁擠。通過網(wǎng)絡(luò)辦公，節(jié)省了經(jīng)費，加快了速度，減少雇員，降低成本，避免交通堵塞?！皵?shù)字城市”是一個城市發(fā)展的戰(zhàn)略目標，并有一個逐漸發(fā)展的過程，而且在發(fā)展過程中將會對城市建設(shè)、市民生活、經(jīng)濟發(fā)展逐漸帶來效益和方便。共二十一頁Thanks for listening共二十一頁內(nèi)容摘要數(shù)字城市概論。利用3DS等建