中小城市数字化建设技术体系的研究

【摘要】中小城市数字化建设是指综合运用现代信息技术对城市地理、资源、环境、人口、经济、社会与城市设施，城市规划、建设、管理等信息进行采集、更新和集成，实现城市管理、决策、工作、学习、娱乐的数字化。

【关键词】中小城市；数字化建设；技术体系；数字城市

1 引言

中小城市数字化建设是国家数字化建设的基础，将直接影响国家数字化建设的速度和实现的程度。早在2002年12月，全国中小城市就在北京举办了信息化论坛，来自全国300多个地区和城镇的代表与会交流经验，分享技术方案[1]。目前，数字城市建设在我国方兴未艾，中小城市正在奋起直追，全国已有二十多个中小城市被批准作为试点开展城市数字化建设。但由于技术力量薄弱、经济基础不够雄厚，造成了中小城市信息化水平乃至数字化建设的程度相对于大型城市有较大的差距，直接影响了国家数字化建设的步伐。

数字城市的建设是一项庞大的系统工程，涉及诸多领域，同时也面临许多实际问题。数字城市建设的关键技术体系则是面临的重要问题之一[2]，也是开展城市数字化工作的薄弱环节，主要表现为：（1）缺乏数字城市信息的综合集成。（2）缺乏数字城市综合决策支持系统。因此。加强对数字城市关键技术体系研究，加强信息的综合集成，建立数字城市信息基地和综合决策支持系统，已成为目前数字城市建设的急需。

2 中小城市数字化建设的主要内容

中小城市数字化建设是指综合运用现代信息技术对城市地理、资源、环境、人口、经济、社会与城市设施，城市规划、建设、管理等信息进行采集、更新和集成，实现城市管理、决策、工作、学习、娱乐的数字化[6]。包括城市网络基础设施建设、城市基础数据库及城市信息港建设、政府和企业信息化建设、电子商务平台建设、智能交通网络建设、家庭和生活数字化建设等内容。基本任务就是利用现代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各种信息资源，特别是空间信息资源，建立面向政府、企业、社区和公众服务的信息平台、信息应用系统、综合决策支持系统以及政策法规保障体系等。可以归纳为以下几个方面：

2.1 城市设施的数字化

在统一的标准与规范的基础上，实现基础地理设施数字化[3]。具体包括以下几个方面：基础测绘数据：空间定位控制数据、地形框架数据，表现形式有数字正射影像图（DOM ），数字高程模型（DEM），数字线划地图（DLG）及数字栅格地图（DRG）。“城市基础设施：建筑设施，管线设施，环境设施，城市试验示范农业设施。”城市规划与管理：背景资料，城市监测，城市规划等[4]。

2.2 城市网络化

三网连接，电话网、有线电视网与Internet三网实现互连互通。通过网络分散的分布式数据库、信息系统连接起来，建立操作平台。

2. 3 城市的智能化

将城市的大部分或部分的基础设施、功能设施进行数字化，建立数据库，并用计算机高速通信网路连接，实现网络化管理和调控，并具有高度自动化，智能化的技术系统[5]。

2.4 城市可视化

采用多维度、多分辨率、多时相的数据在计算机上进行虚拟显示，可供人们游览。可视化主要包括地理环境DEM地形虚拟;灾害模拟;旅游景点模拟等[6]。

3 中小城市数字化建设的技术体系

中小城市数字化建设技术体系的构建是从中小城市的实际应用出发，解决信息共享过程中数据获取与更新技术、数据存储与管理技术、数据传输与交换技术以及数据集成、分析与表达等关键技术问题。在已建成的网络平台上，利用成熟技术，针对空间信息的管理、操作、查询、分析和表达等功能来开发系列的软件系统，完成系统集成与辅助决策。主要包括以下几个方面：

3. 1 多源数据的无缝化集成技术

多源数据的无缝化集成技术研究包括两方面：利用空间分析技术，把各种数据统一到具有一致空间分辨率、统一数据参数的空间数据基准中；采用多分辨率无缝影像数据库技术建立历年航空、卫星遥感影像数据库。实现社会、自然要素数据的融合与尺度转化、异构数据的转换，达到数据挖掘利用、信息互通共享的目的。

3.2 海量数据的存储、处理和传输技术

数据的存储是构建数字城市的基本保证。在中小城市数字化建设中，涉及到空间数据、政务数据和专题数据等多种数据。数据品种多样、分辨率各异。不同数据的地域性、专属性、详细程度各不相同。寻求一种对海量数据的不同类型与不同分辨率的数据进行存储与管理方法是中小城市数字化技术的关键之一。

3.3 空间信息压缩及网络传输技术

在空间信息的共享中，影响共享水平的主要瓶颈是大数据量的空间信息在有限的网络带宽的限制下的传输问题。即使是中小城市，其数字城市建设所需要的数据已不能通过单一的数据库来存贮，而需要由不同的组织及相关部门来维护。这意味着参与中小城市数字化建设的服务器将需要由宽带高速网来连接。

3.4 可视化和虚拟现实技术

在数字城市建设中，可视化与虚拟现实技术可以将静态的、平面的、死板的数据表示转化为多维的、动态的、交互的、逼真的现实模拟。在中小城市数字化建设中，可视化与虚拟现实技术将包括：城市景观的可视化技术、城市地下管网的断面剖示技术、大面积建筑群体的高效三维建模技术、城市、街道、社区的三维动画设计、三维的购物环境、交通管理、城市灾害事故和突发事件的动态模拟、城市时空变化的3S动态模拟技术、虚拟城市规划技术（包括规划方案的景观、日照、周围环境等分析技术）。

4 结论

数字城市是数字化了的一个有机城市，它所涵盖的各种技术是相互联系、相互依赖的。但在实际应用中它们的联系还不够紧密，成了中小城市数字化建设的瓶颈之一。因此，关键技术的集成及技术体系的建设将是研究的热点问题之一，对保障中小城市数字化建设的顺利开展具有重要的意义。

参考文献：

[1] 池天河，王雷，王钦敏等.数字省建设技术体系研究[J]. 计算机科学，2003,30（2）.

[2] 赵俊三，赵耀龙，GIS发展的最新趋势及其应用前景[J] . 测绘工程，2000,9（2）.

[3] 顾朝林，段学军，于涛方等. 论“数字城市”及其三维再现关键技术. 地理研究2002,21（1）.

[4] Toru Ishida. Activities and Technologies in Digital City Kyoto [DB/OL].

www.digitalcity.gr.jp/DigitalCityKyoto20040601.pdf.

[5]崔丽丽，黄涛. “数字城市”及其关键技术.测绘软科学研究，2001,7（4）.

[6] Intel Solutions White Paper. Core Technologies for Developing a Digital Community Framework[ DB/OL].http: // www.省略/Intel-Digital-City-Framework.pdf.