数字城市是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,综合运用3S(遥感RS、全球定位系统GPS、地理信息系统GIS) 、遥测、模拟等技术对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统。具体来讲,数字城市就是指将城市的部分或大部分的基础设施、功能设施数字化,建立数据库,并用计算机高速通信网络相连接,实现网终化管理和调控,并具有高度自动化、智能化的技术系统。
“数字城市”的关键技术
“数字城市”是一项巨大的工程,从“硬技术”来看, “数字城市”的关键技术主要有:高分辨率对地观测技术、海量数据存储和互操作、计算机宽带网络、虚拟现实等;从“软技术”来看主要有数据挖掘、地理信息系统、决策支持系统和系统集成等。
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、多角度和高分辨率化。民用卫星对地观测的最高分辨率可达到1m ,这与我国1∶1 万比例尺地形图相对应,可以满足大多数城市用图的需要,这是构筑数字城市的最基本的空间数据。高分辨率的卫星影像还可以作为其它非空间数据的载体和框架,用于实现这些数据的空间定位。另外,蓬勃发展的数字摄影测量系统也将成为“数字城市”所需大比例尺数据采集的手段之一。从数字摄影测量系统获取与提取加工的大比例尺数字地形和城市专题信息与城市地理信息系统一体化将是“数字城市”的主要特征。借助全球定位系统(GPS) 技术可以进一步提高遥感、遥测数据的精度。
2 海量数据存储和互操作
“数字城市”的数据量是相当大的,既有空间的,如各类多光谱、多时相、高分辨率的城市遥感卫星影像、航空影像、大比例尺的电子地图;也有非空间的,如有关城市人口、经济、社会、资源、发展等方面的数据。可以说,“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。目前,不少世界组织正在致力于这方面的工作。其中,OGC (Open GIS Consortium) 提出的OpenGIS 是异构系统之间进行互运算、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。现在的Internet 的带宽无法满足“数字城市”的需求。目前美国已开始建设10G/ S 字节的传输速率,并把千G级传输速率作为下一代Internet 技术的关键。因此,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。
