张浩1 叶露露2
1.身份证号码：412928197811231634 河南景明园林工程有限公司 河南省 457500
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摘要：数字城市的核心是真实城市及其时空变化在虚拟三维空间的数字化重现与认识。构建数字城市的核心支撑技术包括：遥感技术、全球定位系统技术、城市地理信息系统技术、可视化与虚拟现实技术。数字城市将广泛应用于城市规划、建设、管理与运行。
关键词：数字城市；核心技术；应用探讨
前言：
数字城市有助于丰富政府办公自动化内容，提高办事效率和管理能力。数字城市的建设作为推动城市信息化进程的重要内容之一，被各级政府列入到了议事日程。数字城市的建设需要有数字测绘提供可靠的基础空间信息做保证，本文介绍了数字城市的概论、数字城市建设的要点、技术开发策略等相关问题。
1、数字城市的概论
数字城市就是嵌入海量的地理数据，用数字形式将城市、城市的活动以及整个环境的时空变化装入计算机，实现网上流通。它是以计算机技术、多媒体技术和大规模的存储技术为基础，对城市进行多时空、多尺度、多分辨率和多种类的三维可视化描述，并利用它作为改造自然环境和推动社会经济发展的有效工具，利用数字化手段来处理城市的自然、社会活动等诸多方面的问题，这将有利于我们利用空间地理信息去探索发现与发展城市的有效空间，数字城市建设可以为领导和政府部门的宏观管理和决策提供多要素、多层次、多时态的空间信息，最大限度的为人类生存和可持续发展服务。通过信息技术、电子控制技术、通讯技术和计算机处理技术的多方融合，将实现更有效的城市管理与服务，尤其在城市规划、市政建设、土地资源开发、交通整治、环境保护和灾害防治等方面发挥重要作用。
2、构建数字城市的核心支撑技术
2.1 遥感技术航天航空遥感具有信息丰富、影像直观、现实性好及更新速度快等特点。根据遥感信息，可以制作数字正射影像，建立地面数字高程模型，自动识别地面目标及其性质等。它们将是数字城市的几何空间信息和部分属性信息获取与更新的主要手段。目前，航天遥感影像的长线阵CCD成像扫描仪可达到1～2m的空间分辨率，使我们可以看到城市中的建筑，道路上的车辆等。成像光谱仪的光谱细分可达到5～6nm水平，能自动程度较高地区分和识别地面目标的性质和组成成分。卫星遥感覆盖全球的重访周期现在可达15～25d，将来利用小卫星群，其周期可缩短至2～3d，保证信息的现实性。多波段、多极化方式的雷达卫星，可以克服雨雾、黑夜的影响，实现全天候、全天时的对地观测。
2.2 全球定位系统技术数字城市所描述的许多地表自然形态、人工要素（如城市地籍）等，要求具有0.1m甚至更高的空间分辨率。1m空间分辨率的航天遥感影像，虽然更新速度快，但不能完全满足数字城市的精度要求。全球定位系统具有自动化程度高、定位精确、快速等特点目前，全球定位系统的绝对定位精度可达米级，相对定位精度可达10.6～10.7甚至更高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着动态GPS定位精度提高，数字城市中的大地控制、城市地籍、地下管线等的空间形态与位置信息将主要依靠全球定位系统技术。GPS航空摄影测量技术，是将全球定位系统动态定位技术引入航空摄影测量的技术，它能大大减少外业、降低成本、缩短工期。
2.3城市地理信息系统技术城市中的人工建筑物、构筑物密集，空间几何结构复杂，社会政治、经济信息量大，特别是现代城市的建设与发展，随时间变化的速度快。针对城市问题的城市地理信息系统，具有信息输入、处理、传输、查询、分析和输出等能力。目前，城市地理信息系统细分有城市基础信息系统和城市规划、城市管网等专题信息系统。维数方面目前主要是2维和2.5维，今后将逐步发展三维和四维城市地理信息系统。
3、数字城市在城市建设中的应用与展望
3.1数字城市与城市规划城市规划涉及城市构件及其社会政治、经济等因素在三维空间中的分布信息、在时间上的演变信息。对于这些时空信息和属性信息的获取，传统手段主要依靠纸质地形图和有限统计资料获取城市构件及其社会政治、经济要素。而纸质地形图所负载的时空信息为模拟信息，存在信息容量、质量和现势性方面的极大局限性与缺陷而不能进行信息处理与分析。数字城市以其各类信息的数字化和大容量的数据存储设备、高速宽带的信息传输系统、高效率智能化的处理系统，为科学地规划设计现代化、智能化城市提供了丰富的信息和技术手段。在城市空间信息方面，空间分辨率从初期的80m，逐步提高到5.8m和2m的遥感影像，现已积累了20多年资料，是十分丰富而又珍贵的信息资源。可以用于研究城市在空间方面随时间的外延、变迁，研究城市的建设、发展及其对生态、自然的影响。
3.2 数字城市与城市管理现代城市已今非昔比，人口不断增长，建筑面积和各种城市基础设施大幅增加。仅以北京为例，现有常住人口1045万，已规划的市区面积1060km2，近40年新增建筑面积接近2亿m2，各种地下管线的干线长度累计超过10000km，近年平均增长速度为400km/a。如此庞大的城市体系，如此快速的增长与变化，传统的管理手段和人工作业方式，在现时性、准确性、科学性和效率方面都已不能适应目前需要，更不能满足未来的发展需求。数字城市将通过航天遥感，在3～5d内对城市的景观进行影像更新，结合全球定位系统，可快速、精确更新城市的空间信息，利用城市地理信息系统，便能及时、迅速查询所需的城市信息，了解城市的建设状况，是否有违规建设行为，可提高管理的科学性和工作效率。基于数字城市的城市资源系统，反映城市的水资源、电力资源等的数量、分布与利用状况，解决资源利用的合理性，调剂和调配资源，使之最大限度地满足人们的需要和发挥经济效率。城市管理办公自动化是城市现代化的一个重要标志，也是构建并实现数字城市的标志之一。
3.3 数字城市与城市交通、城市环境城市智能交通系统将基于数字城市，通过全球定位系统技术、无线电通讯技术、互连网技术、虚拟现实技术的有机结合，利用城市交通地理信息系统的数据库操作技术和空间分析技术，建立整个城市的实时数字交通信息用户服务体系，实现全数字化交通信息的实时发布、存储与检索，为城市交通管理、车辆的人工与自动导航、客货运输调度、居民出行等提供有效的技术支持。基于数字城市的交通网络分析，能够实时地根据用户需求，对交通网络的空间、时序和属性特征进行描述，辅助车辆路线选择、区位分配分析、最优路径分析等。数字城市提供道路交通调查资料、路网现状、交通时空分布规律等，用于辅助城市交通规划与设计。
结语：
数字城市是信息社会的科技进步与城市发展的必然产物。迎接数字城市挑战，构建数字城市并充分利用和发挥其对城市的作用，需要政府加大构建数字城市的经济支持力度，并首先建设城市空间数据基础设施，需要科技界相关专业积极开展数字城市的技术研究与科技攻关，社会力量推进城市地理信息产业发展，城市决策、规划、设计和管理人员建立基于数字城市的思维模式与工作方式，高等学校相关专业开展数字城市技术及其应用的教育与培训。
参考文献：
[1]王丹，李成名。数字城市与城市信息系统建设[J]。地理信息世界，2004，2（5）：23-27
[2]赖明。数字城市的理论与实践[M]。北京：世界图书出版公司，2012
论文作者:张浩1,叶露露2
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：城市论文; 数字论文; 技术论文; 信息论文; 空间论文; 遥感论文; 地理信息系统论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;