中国数字城市发展现状

§7.2　中国数字城市发展现状

7.2.1　中国数字城市的发展阶段和指导思想

发达国家数字城市发展基本上已经完成了城市政府与企业之间的互联网连接，正在开始数字大厦、数字社区、数字城市的建设。而中国数字城市的理论研究和关键技术体系研发基本还处于起步阶段。

中国数字城市建设指导思想:坚持统一领导、统筹规划、先易后难、突出重点、以点带面、分步实施、注重实用的方针，利用15～20年的时间，初步建成具有中国特色的数字城市体系。

7.2.2　全国中等以上城市现有空间数据情况

国家测绘局对全国中等以上城市现有空间数据情况的调查表明:从空间信息的种类和尺度上来看，线划图件是目前城市基本图件的最主要形式，使用的比例尺主要有1∶500、1∶1 000、1∶2 000、1∶5 000、1∶10 000等5种，在一个具体的城市，一般只使用其中的2～3种。从数字线划图建库情况看，已建、正建和未建的城市比例分别为27%、55%、18%。城市DOM和DEM无论是数量还是种类目前都相当少，在被调查的城市中，制作数字正射影像图的不到一半，一般只有一种比例尺，覆盖的城市范围也很有限，制图比例尺基本上为1∶1 000/1∶2 000或1∶5 000/1∶10 000。仅有约的城市建有一定范围的数字高程模型，使用的格网尺寸为525m，格网点高程精度为±0.25～1.2m。

7.2.3　二维数字城市发展情况

二维数字城市是以平面的电子地图为应用基础，尽管业务应用功能健全，但缺乏立体表现能力，许多三维决策及分析功能无法提供，是目前的主流数字城市建设存在的问题。国内目前主推或得到成功应用的二维数字城市模型有两个，一个是北京东城区“万米单元网格”数字城市模式和国家测绘局主导的数字城市框架建设模式，这两种模式侧重点不同，但本质上是一样的，属于广义数字城市范畴。两种模式分别由国家建设部和国家测绘局推动，从2008年开始，在每个省、区设一个以上试点城市。

7.2.4　三维数字城市发展情况

三维数字城市，就是以全三维立体数据及模型为核心的数字城市系统，这个模式目前正在发展中，但全国没有一个进入实用阶段的样板。

三维数字城市拥有高精度真实场景的三维模型，能够提高城市规划和资产管理的水平，提高应急事件的处理能力，可以使公众更多地参与市政管理，并使公众的生活更加丰富多彩。

国内三维数字城市建设在技术上目前存在下列瓶颈:

1.三维模型建立问题:无法快速获得完备的全三维数据，立体建模过程自动化程度低，建设周期过长，人力资源和投入过大。

2.海量数据存贮和应用问题:运行稳定、安全可靠，并支持远程高速数据传输和多人并发访问的数据库系统在现有的网络架构下还没有彻底从技术手段上解决。

3.网络带宽问题:“数字城市”涉及大量图形、影像、视频等多媒体数据，数据量非常大，目前的互联网难以胜任，必须使用宽带网络。城市宽带网技术发展很快，国内已有城市开始建立每秒10G的宽带网络，这种宽带网络可以满足“数字城市”的需要。但是，目前高速宽带网络还没有普及，并且网络的互联与接口也是制约三维数字城市发展的瓶颈。

7.2.5　国内发展数字城市的主要问题

国内在建立广义的数字城市过程中，有一些基本的问题至今还没有得到解决。首先是底层的信息基础比较差，信息平台混乱，没有一套标准的编码，加上航拍和遥感数据不全，这些都给实现真正意义的数字城市造成障碍;在网络层，要解决的是信息孤岛问题，在信息认证和方案控制上还不能实现规范的数据共享，计算机系统的互操作还没有完全实现;在应用层，应用系统也无法把握，最大的问题不是应用系统过于少，而是过于乱，例如水利有一套自己的系统，电力也有自己的系统，城建、交通等都有自己的系统，而且都是在不同的时代建立起来的。另外，智能化小区也是五花八门，要想把它们统一起来，做起来相当困难。

从整体上看，目前中国数字城市建设存在着不配套的问题，需求有了，但各种机制、规范、基础数据采集、共享等都是薄弱环节。完善这些环节不能操之过急，中国各个城市的发展和变化非常快，不断采集和处理空间数据的工作量非常大，这不是有一套好的软件就能够解决的问题。所以，今后中国数字城市重点发展之一是城市数据加工，当用户需要什么类型的数据时，就可以得到标准的、拿来就能用的数据。

数字城市是一项复杂的经济社会系统工程，数字城市不是靠简单的大规模基施建设和技术堆积就能实现的。建设数字城市需要政府、企业和普通市民的通力合作:政府是数字城市的主推动力，没有政府的强有力推动，广义的数字城市是不可能搞起来的;政府可以通过政策、法律和经济调控的手段，保证数字化城市建设的良性循环;企业应当在数字化城市的产业链中明确自身的定位，努力成为国家信息化建设中的可持续推动力。

7.2.6　数字城市的发展趋势

从前面的描述中可以看出，数字城市的建设是一个包罗万象的综合系统，其发展趋势很难用简单的语言准确地描述。但从构成数字城市核心的空间信息技术角度，我们认为其发展趋势为:

(1)由以二维信息与技术为主发展到以三维为核心的信息与技术为主;

(2)数据由中小比例尺、中低精度发展到大比例尺、高精度;

(3)由科研与应用型发展到行业应用型、社会大众化、网络可视化;

(4)由以空间信息为主发展到以空间信息为框架，集成社会信息;

(5)建设周期缩短、成本降低，数据更新间隔缩短。

因此，如何解决三维空间数据的快速获取，并尽最大程度地在三维可视化环境中模拟和再现现实生活，满足各行业专业应用和大众服务需求，将是数字城市建设的核心和重点。以近年来如火如荼的Google Earth三维数字桌面地球为代表的典型应用，可以感受到三维效果的魅力所在。

由于激光雷达测量技术具有快速采集三维空间数据和影像数据的特点，以下章节将从城市三维建模角度，重点讲述基于激光雷达测量技术用于城市三维快速建模的解决方案。