【正文】 接技術(shù)。目前國(guó)外己經(jīng)有比較成熟的數(shù)字城市三維可視化建模軟件產(chǎn)品，如MultiGenCreator, Equipe等。根據(jù)方面，也可以把數(shù)字城市虛擬技術(shù)叫虛擬可視化技術(shù)。在城市“自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)的范疇中，它能夠有效獲取、分類存儲(chǔ)、自動(dòng)處理和智能識(shí)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(shí)又可直接參與城市管理和服務(wù)的一項(xiàng)綜合工程。因此，對(duì)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(gè)2D GIS系統(tǒng)所能解決的。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。第五部分結(jié)論與展望。闡述了數(shù)字城市的定義，進(jìn)行一個(gè)國(guó)內(nèi)國(guó)外的數(shù)字城市的一個(gè)綜合性的研究，主要考慮到國(guó)內(nèi)國(guó)外數(shù)字城市的起源、發(fā)展，其中主要是通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)和國(guó)外的數(shù)字城市的比較來(lái)說(shuō)明數(shù)字城市在中國(guó)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(guò)程。對(duì)于自己所創(chuàng)造的東西，人類會(huì)跟在沒(méi)了解自然界的奧秘一樣，相處許多辦法來(lái)解釋自己所創(chuàng)造的奇跡。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(lái)的精神和物質(zhì)相結(jié)合的文明的容器——城市。世界上第一個(gè)研制出地理信息系統(tǒng)（GIS）的是加拿大，第一個(gè)提出建立數(shù)字地球的國(guó)家是美國(guó)，至此，人類開(kāi)始充分的進(jìn)入到了數(shù)字時(shí)代，通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)景物的虛擬建模，達(dá)到和現(xiàn)實(shí)真是場(chǎng)景的數(shù)字再現(xiàn)。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(kāi)建模，然后進(jìn)行一個(gè)拼接，在兩者的數(shù)據(jù)組織上要完成能夠相互結(jié)合。在測(cè)繪這個(gè)行業(yè)中，GPS的產(chǎn)生無(wú)疑帶來(lái)了了一次前所未有，劃時(shí)代的變革。在現(xiàn)實(shí)世界中，人們看到的一切都是具有三維立體感的，且不說(shuō)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。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(huì)的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。在美國(guó)研究虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)技術(shù)的整個(gè)領(lǐng)域。1990年Bath大學(xué)的CASA研究組利用測(cè)量信息創(chuàng)建了細(xì)節(jié)更加豐富的英格蘭Bath城市模型。新加坡提出“數(shù)字城市”的沒(méi)想，準(zhǔn)備環(huán)繞240平方英里的島嶼，鋪設(shè)一條光纜，為國(guó)民提供一個(gè)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)和異步數(shù)字用戶專線。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。2005年5月13日，中國(guó)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(guó)測(cè)繪局長(zhǎng)會(huì)議上報(bào)告稱，全國(guó)已經(jīng)有30個(gè)城市開(kāi)始進(jìn)行數(shù)字城市地理空間框架試點(diǎn)建設(shè)。PC的產(chǎn)生使得全世界人們的生活變得更為方便。由于在普通計(jì)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(chǔ)（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(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)寬帶數(shù)據(jù)是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，像這樣的高速鏈接庫(kù)才可能將數(shù)字城市信息存儲(chǔ)起來(lái)。 總體來(lái)說(shuō)，與二維GIS相比，三維GIS對(duì)客觀世界的表達(dá)能給人以更真實(shí)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(duì)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(duì)空間對(duì)象進(jìn)行三維空間分析和操作也是三維GIS特有的功能。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?？臻g數(shù)據(jù)模型的發(fā)展和空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄被組織為數(shù)的集合。一個(gè)實(shí)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。對(duì)象是指現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體和現(xiàn)象，是系統(tǒng)構(gòu)成的基本單位。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（如Jasmine），由于直接采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，可以采用面向空間數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，但其應(yīng)用領(lǐng)域還不夠廣泛。2） 空間對(duì)象的矢量數(shù)據(jù)：（1） 0維矢量：0維矢量維空間中的一個(gè)點(diǎn)（point）。5　 角點(diǎn)（Vertex）或中間點(diǎn)：表示線段或弧段的內(nèi)部點(diǎn)。（3） 二維矢量：二維矢量表示空間的一個(gè)面要素，在二維歐式平面上是指由一組閉合弧段所包圍的空間區(qū)域。3　 凹凸性：用于二維矢量的形態(tài)描述。3　 體積：三維實(shí)體在三維歐式空間中所占的總的空間數(shù)。此時(shí)，0維矢量就是表象為具有一定數(shù)值的柵格單元，一維矢量就是表現(xiàn)為按現(xiàn)行特征相連接的一組相鄰單元，二維矢量則表現(xiàn)為按二維形狀特征連續(xù)分布的一組單元。例如節(jié)點(diǎn)與弧段的關(guān)聯(lián)關(guān)系A(chǔ)與e、a、c；多邊形與弧段的關(guān)聯(lián)關(guān)系與e、c、f。分析點(diǎn)、線、面三種類型的數(shù)據(jù)，得出其可能存在的空間關(guān)系右以下幾種。5　 線—面關(guān)系：線和面得關(guān)系表現(xiàn)為線是否通過(guò)面或和面關(guān)聯(lián)或包含在面之內(nèi)。對(duì)于空間數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，主要就是能夠構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)的、完整的、精確的表達(dá)模型，有上述數(shù)據(jù)來(lái)表明，可以很好的滿足這一要求，空間數(shù)據(jù)的定義既是如此?？臻g數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，對(duì)數(shù)據(jù)處理和空間分析具有重要的意義，因?yàn)椋?　 根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或距離，可以確定一種空間實(shí)體相對(duì)于另一種空間實(shí)體的位置關(guān)系。2　 點(diǎn)—線關(guān)系：點(diǎn)和縣的關(guān)系主要表現(xiàn)在點(diǎn)和線的關(guān)聯(lián)關(guān)系上。例如多邊形中包含有多邊形。這些關(guān)系就是指它們之間的鄰接關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系和包含關(guān)系。4　 空間拓?fù)潢P(guān)系：即是說(shuō)對(duì)三維空間中的實(shí)體表達(dá)的相鄰或相互之間的邏輯關(guān)系。4　 走向、傾角和傾向：在描述地形、地層的特征要素時(shí)常使用這些參數(shù)。在三維歐式空間中二維矢量為空間曲面。在二維（式221）和三維（式222）歐式空間中用有序坐標(biāo)對(duì)表示，即： （221） （222）此外，一維矢量有折線和曲線之分。在數(shù)學(xué)上點(diǎn)沒(méi)有大小、方向。因此，人們努力的尋求對(duì)RDBMS進(jìn)行擴(kuò)展，引入面向?qū)ο蟮乃枷耄怪軌蛴行У毓芾砜臻g數(shù)據(jù)，進(jìn)而發(fā)展了對(duì)象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，如Oracle 9i.第2節(jié) 城市空間對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義在數(shù)字城市空間中，需要表達(dá)的無(wú)非就是人們都已經(jīng)習(xí)慣的環(huán)境中熟悉的建筑物群，以及城市中各種設(shè)施和地形地貌。屬性是一些數(shù)據(jù)項(xiàng)，用來(lái)描述對(duì)象的靜態(tài)特征；服務(wù)是一個(gè)操作序列，用來(lái)描述對(duì)像的動(dòng)態(tài)特征（行為），每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)唯一的標(biāo)志號(hào)（ID）作為識(shí)別標(biāo)志。關(guān)系模型具有以下基本特征：（1）、描述的一致性：目標(biāo)之間既不用指針也不用ID碼來(lái)聯(lián)系，而是數(shù)據(jù)本身通過(guò)公共值的隱含來(lái)表達(dá)其間的關(guān)系；（2）、操作的簡(jiǎn)單性：用關(guān)系代數(shù)和關(guān)系運(yùn)算來(lái)操作數(shù)據(jù)。層次數(shù)據(jù)模型是一種描述該區(qū)域地理特征的倒掛樹(shù)形結(jié)構(gòu)（根在上，枝葉在下），如圖22所示。而面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型技術(shù)隊(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，成為第三代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要標(biāo)志，進(jìn)而也促進(jìn)了新的GIS面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型（objectoriented data model）的發(fā)展。最終，將要提出一個(gè)數(shù)字城市原型系統(tǒng)，其模型整體框架如下圖：GPS、RS數(shù)據(jù)輸入數(shù)字高程模型DEM三維工作模型三維城市模型3DS模型數(shù)字正射影像圖二維工作區(qū)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，模型轉(zhuǎn)換屬性修改，紋理映射二維分析，規(guī)劃指標(biāo)三維建模，可視化輸出，信息查詢 原型系統(tǒng)總規(guī)劃圖 而本文最主要的就是實(shí)現(xiàn)其中的三維建模方法和可視化輸出的功能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。數(shù)字城市中的數(shù)據(jù)，包括矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、表格、圖像等數(shù)據(jù)，所需要的數(shù)據(jù)都是一個(gè)很大的集合，我們都俗稱“海量數(shù)據(jù)”。在數(shù)字城市建設(shè)中這項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是很重要的。中國(guó)關(guān)于數(shù)字城市建設(shè)的成果也有很多，比如成都市的數(shù)字城市建設(shè)，已經(jīng)可以滿足人們?cè)诰W(wǎng)上查詢交通，商業(yè)街，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，旅游網(wǎng)點(diǎn)等信息，重慶市現(xiàn)在也在做著這方面的工作，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)能形