【正文】 智能識別海量數(shù)據(jù)的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虛擬現(xiàn)實又可直接參與城市管理和服務(wù)的一項綜合工程。廣義的數(shù)字城市是指綜合運(yùn)用GIS、遙感、遙測、寬帶網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)，對城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行信息自動采集、動態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)；它具有城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會等復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬仿真、優(yōu)化決策支持和可視化表現(xiàn)等強(qiáng)大功能。因此，對于自己所居住的地方理所當(dāng)然的要進(jìn)行更深層次得了解，并不是一個2D GIS系統(tǒng)所能解決的。傳統(tǒng)GIS系統(tǒng)都是二維的，二維的信息系統(tǒng)雖然可以表達(dá)出比以前紙上表達(dá)更多的信息，而且能更為具有只能和更豐富的表達(dá)的逐漸的平面的GIS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們對于大信息量的描述。為了滿足這些更先進(jìn)的功能，GIS（地理信息系統(tǒng)）也應(yīng)運(yùn)而生。關(guān)鍵詞：數(shù)字城市，數(shù)據(jù)組織，模型建立技術(shù)，可視化Abstract第1章 緒論第1節(jié) 數(shù)字城市的概念在過去的一個世紀(jì)中，GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）的產(chǎn)生改變了人們以往的通信生活，由此在人們的日常生活和工作中都深深的受到了GPS的出現(xiàn)而帶來的便。第五部分結(jié)論與展望。本部分針對可以應(yīng)用于數(shù)字城市三維建模的常用方法來進(jìn)行討論，將各種方法進(jìn)行對比，比較。闡述了數(shù)字城市的定義，進(jìn)行一個國內(nèi)國外的數(shù)字城市的一個綜合性的研究，主要考慮到國內(nèi)國外數(shù)字城市的起源、發(fā)展，其中主要是通過對國內(nèi)和國外的數(shù)字城市的比較來說明數(shù)字城市在中國的發(fā)展現(xiàn)狀，以及以后的發(fā)展方向第二部分?jǐn)?shù)字城市空間數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建過程。在電腦上虛擬出城市模型，也是科技發(fā)展和人類不斷探索出新的必然結(jié)果。對于自己所創(chuàng)造的東西，人類會跟在沒了解自然界的奧秘一樣，相處許多辦法來解釋自己所創(chuàng)造的奇跡。人類從遠(yuǎn)古走到現(xiàn)代，逐步脫離了刀耕火種，茹毛飲血的生活方式，現(xiàn)在的生活是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)互相分工的結(jié)果。在這種分工下，人類逐漸建立了只有人——這種智能生物才能創(chuàng)造出來的精神和物質(zhì)相結(jié)合的文明的容器——城市。人類建立城市多少年，對城市的理解也隨著時間的流逝在不斷增加。世界上第一個研制出地理信息系統(tǒng)（GIS）的是加拿大，第一個提出建立數(shù)字地球的國家是美國，至此，人類開始充分的進(jìn)入到了數(shù)字時代，通過對現(xiàn)實景物的虛擬建模，達(dá)到和現(xiàn)實真是場景的數(shù)字再現(xiàn)。本章介紹城市空間的數(shù)據(jù)模型，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行定義，對城市空間數(shù)據(jù)模型進(jìn)行組織，構(gòu)建一個高效存儲質(zhì)量好的數(shù)據(jù)組織模型。在這些方法中，主要是地形和地物的建模方法的不同，兩者分開建模，然后進(jìn)行一個拼接，在兩者的數(shù)據(jù)組織上要完成能夠相互結(jié)合。處于文末，總結(jié)在對數(shù)字城市的可視化實現(xiàn)研究的經(jīng)驗和所要討論的問題的方法。在測繪這個行業(yè)中，GPS的產(chǎn)生無疑帶來了了一次前所未有，劃時代的變革。20世紀(jì)60年代，世界上的第一個GIS系統(tǒng)誕生于加拿大。在現(xiàn)實世界中，人們看到的一切都是具有三維立體感的，且不說東西的巨大，甚者連細(xì)小的原子也有自身所有的立體模型。 為了能在數(shù)字時代更好的突出自己的優(yōu)勢，并且在國民經(jīng)濟(jì)，世界經(jīng)濟(jì)中占領(lǐng)新的制高點，1998年1月31日美國副總統(tǒng)戈爾在美國加利福尼亞科學(xué)中心發(fā)表的題為“數(shù)字地球：21世紀(jì)認(rèn)識地球的方式”，首次提出了數(shù)字地球的概念：一種能嵌入巨量的地理信息、對我們星球所做的多分辨率、三維的描述方式。狹義的數(shù)字城市是指利用“數(shù)字地球”理論，基于3S（GIS、GPS、RS）技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)、管理；服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾；服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。因此，無論從科學(xué)的概念上，還是從管理的意義上，數(shù)字城市均可視作是人類發(fā)展的臺階式進(jìn)化，其中既包含著生產(chǎn)方式、生活方式、文化方式和人際關(guān)系的社會經(jīng)濟(jì)變革，也包含著政府決策、政府管理、政府服務(wù)和廉正建設(shè)的革命性進(jìn)展。在美國研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要有MIT,Stanford大學(xué)，Washington大學(xué)，North Carolia大學(xué)，NASA，NPS大學(xué)等著名的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，研究的方向幾乎涵蓋了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的整個領(lǐng)域。這種技術(shù)最早可以追溯到二十世紀(jì)八十年代初，Skidmore Owens和Merrill(SOM)在三維城市模擬上有所表現(xiàn)。1990年Bath大學(xué)的CASA研究組利用測量信息創(chuàng)建了細(xì)節(jié)更加豐富的英格蘭Bath城市模型。ESRI公司的遙感圖像處理軟件ERDAS也擴(kuò)展了這方面的功能。新加坡提出“數(shù)字城市”的沒想，準(zhǔn)備環(huán)繞240平方英里的島嶼，鋪設(shè)一條光纜，為國民提供一個綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)和異步數(shù)字用戶專線。歐洲國家也開始構(gòu)建歐洲數(shù)字城市(Europe Digital City EDC )。這一戰(zhàn)略思想，決非偶然，有著深遠(yuǎn)的政治意義和經(jīng)濟(jì)背景。也就是說，數(shù)字城市將是新一代的全球各個國家爭相占領(lǐng)的科技高峰，在這個新的領(lǐng)域內(nèi)，能在技術(shù)方面占領(lǐng)優(yōu)勢將會為本國的各方面的發(fā)展提供強(qiáng)大的動力。2005年5月13日，中國在北京舉行了首次21世紀(jì)數(shù)字城市論壇，08年1月11日在全國測繪局長會議上報告稱，全國已經(jīng)有30個城市開始進(jìn)行數(shù)字城市地理空間框架試點建設(shè)。而除此之外，中國已經(jīng)有30多個城市在積極進(jìn)行數(shù)字城市的開發(fā)。PC的產(chǎn)生使得全世界人們的生活變得更為方便。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。由于在普通計算機(jī)中進(jìn)行數(shù)字城市的海量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存儲（比如：大量二維矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、屬性表格數(shù)據(jù)、城市三維圖形與紋理數(shù)據(jù)等多媒體數(shù)據(jù)）是不可能的，所以在這種情況下，就可以尋求諸如網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)數(shù)據(jù)庫的存儲，因為網(wǎng)絡(luò)寬帶數(shù)據(jù)是分布式數(shù)據(jù)庫存儲，像這樣的高速鏈接庫才可能將數(shù)字城市信息存儲起來。另外在使用數(shù)據(jù)時又要講這些數(shù)據(jù)解壓，復(fù)原，這也要求要有好的存儲數(shù)據(jù)的方法，所以，在數(shù)據(jù)組織這塊也是相當(dāng)重要的。 總體來說，與二維GIS相比，三維GIS對客觀世界的表達(dá)能給人以更真實的感受，它以立體造型技術(shù)給用戶展現(xiàn)地理空間現(xiàn)象，不僅能夠表達(dá)空間對象間的平面關(guān)系，而且能描述和表達(dá)它們之間的立體關(guān)系:另外對空間對象進(jìn)行三維空間分析和操作也是三維GIS特有的功能。虛擬現(xiàn)實是一種基于可計算信息的沉浸式交互環(huán)境，具體講，就是采用以計算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然方式與虛擬環(huán)境中的對象交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實環(huán)境的感受和體驗。第4節(jié) 本文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線本文以數(shù)字城市為研究主題，但主要研究的是在數(shù)字城市原型系統(tǒng)中數(shù)字城市數(shù)據(jù)建模和可視化的方法。第2章 數(shù)字城市空間表達(dá)模型構(gòu)建過程第1節(jié) 城市空間概念數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型（data model）是描述數(shù)據(jù)庫的概念集合，包括精確描述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)關(guān)系、數(shù)據(jù)語義級完整性約束條件的概念?？臻g數(shù)據(jù)模型的發(fā)展和空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。 傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)模型在3種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型中，層次數(shù)據(jù)模型和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型也成為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型，關(guān)系數(shù)據(jù)模型也成為面向操作的邏輯數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫中的記錄被組織為數(shù)的集合。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫模型類似于層次數(shù)據(jù)模型，也是用記錄和系來表示數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。一個實體有若干關(guān)系構(gòu)成，而關(guān)系表的集合就是構(gòu)成關(guān)系的模型。圖21中的區(qū)域地理要素可以用以下4個關(guān)系表（表21~表24）來表述表211 關(guān)系1：邊界關(guān)系（）面域（多邊形）邊 界邊界長/mP1L14123P1L24000P1L34123P1L42000P2L53041P2L64610P2L24000表212 關(guān)系2：邊界節(jié)點關(guān)系（）邊 界起端點（）終端點（）L1N1N2L2N2N3L3N3N4L4N4N1L5N2N5L6N5N3表213 關(guān)