走近“数字蓬莱”

姜荣勋 李杰 林均玲

摘要：针对“数字城市”概念提出建设“数字蓬莱”的必要性和可行性，蓬莱作为一座县级城市现在已经在这方面做出可喜的第一步。

关键词：数字城市 三维仿真 GIS

1 问题由来

“数字城市”是在1998年1月，由美国副总统戈尔（A.Gore）提出的"数字地球"概念发展而来的，从概念的提出到相关的学术讨论、技术研究论证，现在已经得到广泛的应用，已经成为世界各国信息化建设水平高低的重要标志。

城市三维仿真建模技术，是利用地理信息系统（GIS）技术与虚拟现实技术，提取现实生活中涉及到的地理特征数据和属性数据，在计算机中予以重现，建立城市仿真工程，也就是建立一个基础地理信息框架，这是二维城市地理信息系统的延伸，是城市信息化发展的必然方向和最终目标，也是人类进步和文明发展的重要标志。城市三维地理信息系统建设是“数字城市”的基础，城市三维仿真模型是城市三维地理信息系统的基础部分，是“数字城市”的基础框架，我们附近的许多城市已经或正在做这方面的工作，例如：“数字青岛”三年前就开始建设；“数字威海”项目已经完成并且正应用于实际工作中；烟台规划信息中心的“城市新区三维辅助规划系统”现在也基本建成；烟台开发区的辅助规划决策系统经过一年的工作也即将投入使用，莱州、龙口也在准备开始投入建设。在“数字地球”、“数字中国”、“数字山东”的大背景下，建设“数字蓬莱”已是大势所趋，而建设“城市三维仿真模型”就是为“数字蓬莱”搭建一个基础框架。如果我们不及时在此项工作上下大力气奋起直追，迎头赶上，我们将跟不上时代的步伐，制约城市的信息化建设。

2 蓬莱城市三维仿真模型建设

在规划局的大力支持下，蓬莱城市三维仿真模型建设已经进入了单体模型建设阶段，到目前为止，他们累计拍摄照片300余张，制作单体模型150多个，范围含盖北关路以北的大部分区域以及钟楼北路两侧，做好了模型集成的准备工作。系统建成后将达到以下目标：

2.1 适应蓬莱经济社会快速发展的需要

自改革开放来，我国经济得到长足发展，取得了令人瞩目的成就。2001年11月11日中国正式加入世界贸易组织（WTO），中国经济和世界经济至此溶为一体。这给中国带来了巨大发展机遇，同时也不可避免的要面对各种挑战。高速发展的经济必然要求高效率的政府行为和良好的外部环境与之相匹配、相适应。利用计算机技术、办公自动化技术以及以3S技术（地理信息系统技术（GIS）、全球定位技术（GPS）和遥感技术（RS））为代表的先进测绘技术等，推动蓬莱各部门管理的科学化与现代化，可以为蓬莱经济跨越发展打造良好的投资环境。

2.2 满足上级业务主管部门管理要求的需要

“十五”计划期间，信息化工作将是各级政府、各职能部门的主要工作内容之一。各级地方政府正在广泛运用高科技，建设数字城市、智能化小区、信息化农业、智能交通系统等，以提高管理水平，改善软环境。包括规划、国土、建设、房管等在内的各部门的信息化工作开展的如火如荼。在这样的形势下，蓬莱积极开展信息化工作成为必然趋势。尽早着手此项工作，一方面可以提升蓬来规划管理的数字化、信息化水平，另一方面技术上走在全国县级市信息化工作前列，成为学习的楷模、表率。反之，两、三年后在国家政府和行业主管部门的行政要求下再着手此工作，则工作显得被动，成本加大，严重影响蓬莱市的信息化进程。

2.3 为认识物质城市打开了新的视野，并提供了全新的城市规划、建设和管理的调控手段

如果成功建设蓬莱老城区25平方公里的精细三维城市模型和50平方公里的三维数字高程模型。城市规划师在有准确坐标、时间和对象属性的三维虚拟城市环境中进行规划、决策和管理，就像走在现实的城市街道上或乘坐直升机观察规划、设计城市空间布置、综合配置城市资源、改善交通系统活动一样。

规划决策者、规划设计者、城市建设管理者以及公众，在城市规划中扮演不同的角色，有效的合作是保证城市规划最终成功的前提。三维城市重建技术为这种合作提供了理想的桥梁，运用三维技术能够使政府规划部门、项目开发商、工程人员及公众从多种角度，实时互动真实地看到规划效果，更好地理解规划师的设计意图，评估景观设计影响。这样决策者的宏观决策将成为城市规划更有机的组成部分，公众的参与也能真正得以实现。这无疑将为调控城市、预测城市、监管城市提供革命性的手段，同时，这种手段是一种可持续、适应城市变化的手段，从而为城市可持续发展的改善和调控提供了有力的工具。这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不能达到的。

2.4 有利于提高规划方案设计修改的速度和质量

运用三维城市系统，设计者可以很轻松的进行修改，改变建筑高度或改变建筑外立面的材质、颜色，改变绿化密度……所见即所得，只要修改系统中的参数即可，而不需要象传统三维动画那样，每做一次修改都需要对场景进行一次渲染。这样不同的方案、不同的规划设计意图通过三维城市系统实时的反映出来，用户可以作出很全面的对比，并且可以很快捷、方便的随着方案的变化而作出调整，辅助用户作出决定。从而大大加快了方案设计的速度和质量，提高了方案设计和修正的效率，也节省了大量的资金。

2.5 有利于提高政府规划决策的精确性与科学性

由于80％的信息与地理数据相关，只有把这些信息分布到空间上，才能真正发现现象产生的机理，揭示事物发展变化的规律，为政府职能部门的规划决策提供精确可信的依据。建模项目通过基础地理数据的质量检查、自动入库，确保了规划决策所需要的空间数据的高精度，也就在一定程度上增强了规划成果的精确性和科学性。

2.6 有利于扩大影响，增强招商引资的吸引力

蓬莱作为正在迅速发展中的沿海城市，外商投资、国际合作业务逐步增多，如何通过先进的技术手段将蓬莱的外在形象最佳的展现在投资者面前，彰显城市魅力，是给投资者留下很好的第一印象、并进一步打动投资者的前提因素之一。通过开发构建蓬莱的空间地理基础框架，以平面、三维仿真等多种形式借助触摸屏、网络、参观介绍等多种手段发布有关蓬莱的基本信息，有利于扩大影响，增强招商引资的吸引力。

2.7 为建设“数字蓬莱”做好基础

在此空间地理基础框架的基础上可挂接土地、房产、林业、水利、矿产、交通、公安户籍等信息，很轻易的建成其它管理信息系统，提高城市的整体管理水平。

3 结束语

蓬莱三维城市仿真模型的建设，有利于土地利用、城市规划建设以及其它各类资源管理、充分挖掘资源的利用潜力，有利于提高职能部门的办事效率、改善政府形象，能够进一步确保规划管理日常业务的高效有序的实施，有利于提高政府规划决策的精确性与科学性，并且能够带来显著的社会效益和经济效益。

当然，“数字蓬莱”建设需要投入大量的人力和物力，尤其是资金的一次性投入巨大，而见效比较缓慢，先期的城市三维仿真建模也是缓解资金压力的一种有效方法，我们坚信，政府高瞻远瞩，有决心早日实现“数字蓬莱”，测绘职工也一定有信心和勇气早日建成城市三维仿真模型，使其早日服务蓬莱社会。

参考文献：

[1]吴立新.数字地球，数字中国与数字矿区.矿山测量.2000，第三期.

[2]杨必胜，李清泉，梅宝燕.三维城市模型的可视化研究.测绘学报，2000，第二期.

[3]路兴昌，薄立群.信息城市中虚拟可视化的研究.测绘学报，2002，第三期.

[4]李德仁.数字地球与“3S”技术.中国测绘，2003，第二期.