城市数字化及新技术应用

王晓霞

[摘要]城市数字化所使用的技术方法随着现代IT技术的发展而不断发展。在介绍城市数字化概念、城市数字化工程及其关键技术的基础上，简要论述目前在城市数字化工作中的一些新技术和新方法，尤其是空间信息获取与更新的新技术和新方法。

[关键词]城市数字化 新技术 应用

中图分类号：TU98文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0520013－01

一、城市数字化概念

信息化是以信息技术广泛应用为基础，信息资源开发和利用为核心，信息网络为纽带，信息产业为支撑，信息人才为依托，法规、政策、标准为保障的综合体系。信息化关系到社会、经济、文化、政治和国家安全的全局，信息化水平是衡量一个国家和地区的现代化程度、经济成长能力、综合实力和国际竞争力重要标志。

数字化城市就是要依托信息和网络技术，通过政府的组织行为，对城市各类信息资源进行有序、有效地整合，建设规范化和标准的城市信息体系；建设具有统一信息平台和完善的各类信息数据库；开发地理信息、专业应用、社区报务等一系列应用工程，形成整个城市发展、管理、服务功能的信息数字化并为调控城市、预测城市、监管城市提供革命性手段，使城市建设和发展提高到一个新的水平。

二、城市数字化工程

城市数字化工程实施的目的在于利用国家公用数据通讯平台，以计算机、数据库、网络通信和地理信息系统（GIS）等技术为基础，构建城市规划、建设、管理与服务的信息系统，实现城市规划、建设与管理工作的信息共享与业务化应用，为各级行政主管部门、企业和公众提供及时、准确、有效和权威的城市信息服务。同时，积极运用信息技术改造传统产业，促进产业的长级换代，提高建设行业的技术创新能力和科技对经济增长的贡献率，促进城市经济、社会、环境、科技的协调发展和公众生活质量的提高。

三、城市数字化技术

城市数字化工程作为“数字城市”的一项重要基础工程，离不开关键技术的有力支撑。从信息流的角度，可以将城市数字化工程的关键技术划分为信息获取与更新技术、信息管理技术和信息应用服务技术等三个方面。

（一）信息获取与更新技术。城市数字化所涉及的信息从是否具有明显的空间特征来讲，可为分空间信息和非空间信息。信息的形式包括图形信息（含几何数据和拓扑关系数据）和属性信息（包括文本数据和各种多媒体数据等）。

1．空间信息的获取与更新技术。当前和未来一段时间内，基于数字摄影、数字摄影测量工作站和差分GPS（全球定位系统）的现代航空摄影测量技术，基于轻型传感器的低空遥感技术，高分辨率遥感图像获取与处理技术，以及基于全站仪、多种传感器和差他GPS的数字地面测绘技术将是城市空间数据获取和更新的自动化程度、作业效率和经济性都将逐步得到提高。

2．非空间信息的获取与信息技术。非空间指的是主要各类社会信息和多媒体信息等。这些信息目前基本上通过报表、统计、调查和收集等方式直接或间接获得。面向主题的数据挖掘技术最近几年得到迅速发展，将为信息的获取和更新提供有力的支撑。

（二）信息管理技术。信息管理是信息组织、维护和应用的基础。城市信息管理技术主要包括数据库、MIS、GIS等技术，也包括多源信息集成与融合、工作流管理、协同工作、数据仓库、网络计算、元数据管理等新近发展起来的技术和方法。

（三）信息应用报务技术。在信息应用服务方面，当前最突出的特点是多技术的集成与融合，典型的包括：GIS、MIS、OA、CAD及VR技术的相互集成，GIS、RS、GNSS与通讯技术的集成等。由于大量的城市信息都具有空间特征，在信息应用和服务方面，基于网络GIS（WebGIS）的各种应用系统受到了普遍关注。

四、城市数字化新技术

（一）新型航空对地观测与定位综合应用体系。利用蜜蜂3、J200、运12型飞机作为航空平台，开发快捷、灵活、可去下摄影、对天气条件要求低、对飞行条件要求低、低成本的准实时航空摄影测量应用系统；此类系统投入使用后，对于国土、城市规划，生态环境保护，社会经济发展，也将发挥重要作用，其社会效益也将非常显著。它将引起我国航空对地观测与定位技术的一场革命，引领我国传统航空摄影测量进入高分辨率、高精度的自动一体化数字时代。

通过试验证明，单景卫星资料的立体测图在WGS－84坐标系下完全不使用控制点，以一定数量的检查点来检查精度达到了一定的水平，但是系统误差明显，若每一景增加一个控制点来消除系统误差，检查点精度就会有很大提高。

（二）立体SAR和立体InSAR。SAR是一种主动式微波传感器，具有全天候、全天时获取数据，能穿透云雾、烟尘大面积获取地表信息，尤其适用于常年多云覆盖等传统光学传感器成像困难的地区；InSAR是一种成功地综合了SAR成像原理和干涉测量技术，利用传感器的系统参数、姿态参数和轨道之间的几何关系来精确测量地表某点三维空间位置及其变化的新技术。

（三）高分辨遥感影像的应用。高分辨率的遥感影像已逐渐应用到商业领域当中，最高精度可以达到0.61m。高分辨率遥感影像意味着人们在数据采集和数据更新上的一场革命。在传统的地图数据采集过程中，人们是采用工作业方式，这要耗费大量的人力和物力。而且数据更新的日期很长。但是，利用卫星拍摄的高分辨率的遥感影像，人们可以迅速得到几个月前甚至几天前的最新更新数据，成本要降低十几倍，数据更加真实准确。

（四）全国产化信息平台。最近，在北京怀柔、平谷等区进行试点的全国产化空间地理信息系统是我国首个具有完全自主知识产权的电子政务GIS系统。该系统的成功完成，表明在我国政务GIS建设中，首次完整实现了中科红旗Linux操作系统、人大金仓数据库、北京超图SuperMap IS Java等系列国产软件产品在一起良好稳定的运行，彻底突破了长久以来电子政务GIS系统被国外产品一统天下的重要瓶颈，有效保障了电子政务信息化安全，迈出了我国电子政务全国产化道路上具有里程碑价值的一大步。

探索具有普适性的有效解决区县及中小型城市在空间数据存储、管理、共享和发布以及支撑相关应用系统建设等核心问题的全国产化软件解决方案，提交面向区县和中小城市的全国产化GIS系统解决方案，为我国区县单位信息化建设的推进探索更具推广性的解决方案。

五、结语

全球著名的Google Earth已经将部分地区亚米级的遥感影像向用户开放，有迹象表明，在今后一个较短的时间内将会有更高分辨率的遥感影像陆续获得并向用户开放，这些高分辨率的影像已能满足大部分城市的主要应用需求；建设部在“十一五”项目中安排了“城市空间与保护规划新型遥感应用技术研究与示范”专项课题，专门研究新型遥感技术在城市的应用；因此作为数据获取重要手段的遥感技术的飞速发展，包括准实时航空摄影测量应用系统、立体雷达影像、高分辨率卫星影像等，都将影响城市数字化的进程。

参考文献：

[1]吴翼麟、孔祥元等，特种精密工程测量[M].北京：测绘出版社，1992.

[2]马世峰、段定乾等，经纬仪工业测量系统在塔架坐标精密定位中的应用[J].特种工程设计与研究学报，1999，1