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(dá) 陳玉春 王青昊時(shí)間：2014.12.20共二十一頁(yè)“數(shù)字(shz)城市”背景 “數(shù)字城市”的概念來(lái)源于“數(shù)字地球”。1998年1月31日，美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栐跀?shù)字地球認(rèn)識(shí)21世紀(jì)我們這顆星球的報(bào)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(shí)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(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。它包括三個(gè)重要的組成部分：信息的獲取、信息的處理、信息的應(yīng)用。數(shù)字地球是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)發(fā)展的客

2、觀進(jìn)程，是在現(xiàn)代高科技條件下信息全球化、國(guó)際化的歷史必然。共二十一頁(yè)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(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體及虛擬仿真等信息技術(shù)，對(duì)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(jìn)行多主體、多層面、全方位的信息化處理和利用，具有對(duì)城市地理、資源、生態(tài)、環(huán)境、人口(rnku)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等諸方面進(jìn)行數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化管理、服務(wù)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(jì)、社會(huì)等諸多方面的問(wèn)題。共二十一頁(yè)二、“數(shù)字(shz

3、)城市”的功能 1、政務(wù)領(lǐng)域的信息化電子政務(wù)，就是(jish)政府機(jī)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)代信息和通信技術(shù)，將管理和服務(wù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行集成，在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)政府組織結(jié)構(gòu)和工作流程的優(yōu)化重組，超越時(shí)間和空間及部門之間的分隔限制，向社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)和全方位的、規(guī)范而透明的、符合國(guó)際水準(zhǔn)的管理和服務(wù)。電子政務(wù)包括網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、信息資源建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、公務(wù)員培訓(xùn)和法規(guī)法律建設(shè)五個(gè)方面。電子政務(wù)的實(shí)施將促進(jìn)政府的經(jīng)濟(jì)管理職能轉(zhuǎn)變到為市場(chǎng)主體服務(wù)和創(chuàng)造良好發(fā)展環(huán)境上來(lái)，按照市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律辦事，更多強(qiáng)調(diào)社會(huì)管理和公共服務(wù)的職能。通過(guò)電子政務(wù)的實(shí)施使政府把主要精力放在創(chuàng)新體制和機(jī)制上來(lái)，放在營(yíng)造有利于持續(xù)發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境上來(lái)，放在

4、為廣大公眾提供更多更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)上來(lái)，為企業(yè)提供高效的政務(wù)環(huán)境、營(yíng)造公平競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境。共二十一頁(yè)2、經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(qiáng)城市經(jīng)濟(jì)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(wú)疑問(wèn)，數(shù)字城市建設(shè)將促進(jìn)和形成大批新興產(chǎn)業(yè)，特別是信息業(yè)，用信息化帶動(dòng)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(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。三是企業(yè)信息化。企業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的細(xì)胞，企業(yè)信息化是國(guó)家信息化的基礎(chǔ)。共二十一頁(yè)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(jìn)

5、一步改善城市的經(jīng)營(yíng)環(huán)境。數(shù)字城市可以通過(guò)信息化手段提高城市管理水平，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步(jnb)。數(shù)字城市是城市空間信息的開(kāi)發(fā)、使用和共享的需要，對(duì)城市的信息化進(jìn)程產(chǎn)生極大的推動(dòng)作用，在交通管理、人口管理、土地資源管理、社會(huì)治安管理、城市應(yīng)急反應(yīng)、社區(qū)建設(shè)等方面全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化，能夠快速準(zhǔn)確地為市長(zhǎng)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(xué)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(xué)性。共二十一頁(yè)4、公眾服務(wù)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(shí)，

6、它可以提高城市的綜合行政管理水平，強(qiáng)化城市的社會(huì)服務(wù)功能。以社會(huì)公共資源開(kāi)發(fā)利用為核心，積極拓展(tu zhn)信息技術(shù)在社會(huì)公共領(lǐng)域的應(yīng)用，重點(diǎn)推進(jìn)教育、旅游、社區(qū)、社會(huì)保障和醫(yī)療衛(wèi)生信息化進(jìn)程，增強(qiáng)服務(wù)功能，提高服務(wù)水準(zhǔn)。全面建設(shè)醫(yī)療、養(yǎng)老、失業(yè)、工傷、生育等保險(xiǎn)信息系統(tǒng)和勞動(dòng)力市場(chǎng)信息系統(tǒng)，逐步擴(kuò)展到社會(huì)福利、社會(huì)救濟(jì)、優(yōu)撫安置等領(lǐng)域，成為一體化的全市社會(huì)保障體系，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)保障和社會(huì)公共服務(wù)一卡通。推進(jìn)社區(qū)信息化以解決日常工作和生活問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，使社區(qū)信息服務(wù)成為人們生活中的一個(gè)必要組成部分。共二十一頁(yè)三、實(shí)現(xiàn)(shxin)策略1、協(xié)調(diào)管理數(shù)字城市是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，搞好組織協(xié)凋管

7、理是實(shí)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(wèn)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(guó)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(xiàng)可以齊頭并進(jìn)，因?yàn)榛A(chǔ)空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)既費(fèi)錢又費(fèi)時(shí)的過(guò)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(jī)制，保持?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)時(shí)性和權(quán)威性。3、企業(yè)行為4、自我發(fā)展共二十一頁(yè)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(gè)系統(tǒng)，但

8、從廣義上說(shuō)仍屬于計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)所支持的系統(tǒng)群集。因而它具有計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的基本特征，有比較嚴(yán)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(wèn)題協(xié)調(diào)好，千萬(wàn)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(wù)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(yè)聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)這里的邦聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)除了包含分布式的概念以外，它還指異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)和空間數(shù)據(jù)的多比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)。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(yīng)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(wèn)題，除了政策和行政協(xié)調(diào)方面需要解決的問(wèn)題外，技術(shù)上仍有大量的問(wèn)題需要解決。數(shù)據(jù)共享最簡(jiǎn)單的方法是通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，不同的部門分別建立不同的系統(tǒng)，當(dāng)要進(jìn)行數(shù)據(jù)集成或綜合應(yīng)用時(shí)，先將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為本系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)格式再進(jìn)行應(yīng)用。共二十一頁(yè)可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)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(gè)展示(zhnsh)豐富多彩的現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)機(jī)會(huì)。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(wèn)題已基本解決，剩余的問(wèn)題屬于藝術(shù)加工的范疇，三維數(shù)據(jù)的可視化或者說(shuō)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前仍是一個(gè)難點(diǎn)。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(gè)問(wèn)題。超鏈接技術(shù) 共二十一頁(yè)五、VR在數(shù)字城市(chngsh)建設(shè)中的應(yīng)用1、虛擬現(xiàn)實(shí)在規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用范圍虛擬現(xiàn)實(shí)在規(guī)劃的輔助表現(xiàn)集成系統(tǒng)中的應(yīng)用:景觀表現(xiàn)系統(tǒng)，交通規(guī)劃系統(tǒng)等;虛擬現(xiàn)實(shí)規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)可行性論證系統(tǒng)中的應(yīng)用:利用虛擬技術(shù)對(duì)須控制的要素對(duì)項(xiàng)目建成前后進(jìn)行描繪，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不完善的部分，反復(fù)修改，再根據(jù)修改后的參數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)，直到在虛擬現(xiàn)實(shí)中達(dá)到預(yù)期效果，這樣就可減少甚至杜絕實(shí)際建成效果與設(shè)計(jì)意圖偏差很大的情況;虛擬現(xiàn)實(shí)在規(guī)

11、劃管理(gunl)輔助決策系統(tǒng)中的應(yīng)用:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可通過(guò)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(yè)2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域中應(yīng)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(duì)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(yùn)用虛擬技術(shù)能夠使政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商、工程人員及公眾可從任意角度，實(shí)時(shí)互動(dòng)真實(shí)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(jì)意圖，這樣決策者的宏觀決策將成為城市規(guī)劃更有機(jī)的組成部分，公眾的參與也能真正得以實(shí)現(xiàn)。這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動(dòng)畫等所不能達(dá)到的。共二十一頁(yè)3、虛擬現(xiàn)實(shí)

12、技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域中應(yīng)用的意義1、改善設(shè)計(jì)2、展示設(shè)計(jì)成果3、節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用4、驗(yàn)證(ynzhng)施工方案共二十一頁(yè)4、虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)(1)3D建模技術(shù) 在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中,為了實(shí)現(xiàn)基于Web的三維虛擬城市,必須建立大量相應(yīng)的3D模型和2D紋理素材。常用的建模方法主要有:利用VRML語(yǔ)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(jìn)行3D模型重建,對(duì)人口、大氣環(huán)境、交通等社會(huì)問(wèn)題采用相應(yīng)的算法模型處理成3D模型等等。(2)真實(shí)感圖形的實(shí)時(shí)繪制技術(shù) 場(chǎng)景造型(zoxng)是構(gòu)造虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的第一步,不同于傳

13、統(tǒng)真實(shí)感圖形繪制算法,它追求的是圖形的真實(shí)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(guò)一些算法,在真實(shí)和實(shí)時(shí)間尋求一種平衡,以滿足我們的需要。常用的包括光亮度計(jì)算、紋理映射技術(shù)和實(shí)時(shí)消隱技術(shù)等。共二十一頁(yè)(3)多細(xì)節(jié)層次模型生成和繪制 在城市規(guī)劃的應(yīng)用中,場(chǎng)景通常由成百上千萬(wàn)個(gè)多邊形組成,且存在大量可見(jiàn)的多邊形,這時(shí)就需要應(yīng)用場(chǎng)景的層次細(xì)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(duì)復(fù)雜場(chǎng)景進(jìn)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(shí)系統(tǒng)中,如何消除聲音的方向與用戶頭部運(yùn)動(dòng)的相關(guān)性已成為聲學(xué)專家們研究的熱點(diǎn)。同時(shí)

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(fù)雜場(chǎng)景的實(shí)時(shí)顯示一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。共二十一頁(yè)(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(biāo)志。虛擬現(xiàn)實(shí)中的人機(jī)交互遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出(choch)了鍵盤和鼠標(biāo)的傳統(tǒng)模式,三維交互技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的一個(gè)重要研究課題.特別是觸覺(jué)反饋,在虛擬現(xiàn)實(shí)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(jué)到虛擬物體的反作用力,然而研究力學(xué)反饋裝置是相當(dāng)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(gè)需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。此外,語(yǔ)音識(shí)別與語(yǔ)音輸入也是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的一種重要人機(jī)交互手段。共二十一頁(yè)六、“數(shù)字城

15、市(chngsh)”意義 “數(shù)字城市”（digitalcity）是一個(gè)概念，它是“數(shù)字地球”的一個(gè)組成部分，可以看作是一個(gè)系統(tǒng)工程或發(fā)展戰(zhàn)略，但不能看作是一個(gè)項(xiàng)目或一個(gè)系統(tǒng)。它可能包括了很多系統(tǒng)，但是(dnsh)要對(duì)它下一個(gè)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(shí)現(xiàn)了數(shù)字城市。但它并不是一個(gè)虛擬的東西，也不是一個(gè)可望而不可及的東西，它是一個(gè)在未來(lái)城市建設(shè)和城市生活中隨處可見(jiàn)，隨時(shí)可用，無(wú)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(jìn)行數(shù)字化，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并用計(jì)算機(jī)高速通信網(wǎng)絡(luò)相連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理

16、和調(diào)控，并且是高度自動(dòng)化智能化的技術(shù)系統(tǒng)。共二十一頁(yè) 通過(guò)信息化，城市能夠充分和高效地利用信息，使信息快速流動(dòng)，不僅提高了對(duì)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(kuò)大(kud)生產(chǎn)規(guī)模，增加財(cái)富收入，提高服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(guò)網(wǎng)絡(luò)辦公，節(jié)省了經(jīng)費(fèi)，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(gè)城市發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，并有一個(gè)逐漸發(fā)展的過(guò)程，而且在發(fā)展過(guò)程中將會(huì)對(duì)城市建設(shè)、市民生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸帶來(lái)效益和方便。共二十一頁(yè)Thanks for listening共二十一頁(yè)內(nèi)容摘要數(shù)字城市概論。利用3DS等建