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GIS应用于数字城市的理论与实践 张 超 中国地理学会数量地理专业委员会主任 全国高校计量地理与GIS教学研究会主任 华 东 师 范 大 学 终 身 教 授 一、数字地球、数字城市与数字上海二、地理信息系统技术三、数字上海地理信息系统平台建设四、地理信息系统的应用实践五、结 语 (一)数字地球 1、数字地球的定义 Al Gore在其1998年的报告中指出:数字地球是指一个以地理坐标(经纬网)为依据的、具有多分辨率海量数据的、立体显示地球的技术系统。 数字地球的概念,可以归纳为以下三个方面: (1)数字地球指数字化的三维显示的虚拟地球,或指信息化的地球,包括数字化、网络化、智能化与可视化的地球技术系统。 (2)实施数字地球计划,需要有政府、企业和学术界共同齐心协力参加。实施数字地球计划是社会的行为,需要全社会来关心和支持。 (3)数字地球是一次新的技术革命,将改变人类的生产和生活方式,进一步促进科学技术、经济发展和推动社会的进步。 2、数字地球产生的背景 (1)科学背景:地球表层系统科学的发展,地球表层系统是复杂巨系统。地理信息的内容是丰富的,数据量是巨大的,地理信息技术已经发展到较高的水平。地理信息科学的发展,地理概念空间表达、地理空间认知、信息时代的地理学的发展,为国家空间信息基础设施和数字地球的诞生奠定了理论基础。 (2)技术背景:遥感、遥测、全球定位系统及地理信息系统等空间信息科学技术已成为研究自然、社会、经济的重要手段。 (3)社会背景:人类科学技术的发展和社会经济进步除了产生巨大的财富外,也产生了人类面临的社会可持续发展问题。在资源短缺、环境恶化、人口膨胀以及经济的可持续发展和经济全球化背景下,社会发展对于全球信息的需求更加迫切。 (4)政治背景 (二)数字城市 1、数字城市的定义 数字城市是指城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活活动中,利用数字化信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用。 我们认为数字城市是以地理信息系统(GIS)为核心技术,运用全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务与城市规划、建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和利用体系。 2、数字地球与数字城市的关系 数字城市源于数字地球,城市作为信息产生、应用、辐射最重要的枢纽,又是维系数字地球框架的重要节点。数字城市是一个不断发展和演绎的理念,广义的数字城市是指城市信息化,它涉及城市信息化的方方面面;狭义的数字城市是指空间信息为基础的城市地理信息系统。 (三)数字上海 1、广义上讲,“数字上海”即上海城市信息化,涉及到城市信息化建设的方方面面,不仅包括各种信息化基础设施的建设,还将涉及信息化过程中所产生的社会经济关系和文化伦理观念的变化与调整。如整合城市信息资源,实现城市经济信息化,建立城市电子政府、电子商务企业、电子社区,发展信息家电、远程教育、网上医疗等。都可以作为“数字城市”的组成部分。广义上的“数字城市”着眼于描绘城市信息化的未来。 2、狭义上讲,“数字上海”就是以信息高速公路为基础,采用地理信息系统、遥感、全球定位系统、海量数据存储、虚拟现实、网络、多媒体等技术、对上海市广泛而丰富的信息资源进行统一、有效地管理和整合,通过所提供的虚拟现实界面、便捷的交互、共享以及丰富的辅助决策和管理功能,逐步达到上海现实社会的虚拟再现。 3、需求和意义 上海是一个现代的国际大都市。城市规划、建设、管理与服务追求的目标是高起点的规划、高标准的建设、高效率的管理和高质量的服务。在城市规划管理、规划设计、市政建设、住宅产业发展、土地监测管理、环境监测评价、地质灾害防治与城市可持续发展战略研究制定的众多方面,都需要完整、准确和全面的关于城市及其周边环境的动态空间信息的支持。同时,城市空间数据所蕴含的丰富信息,可为城市特殊行业和广大企业所利用从而产生积极的社会效益和经济效益。此外,面向社会公众提供开放性的空间信息服务,对于改善和提高人们的生活质量与效率也将具有重要意义。 4、机遇与挑战 21世纪上海城市的发展将为“数字上海”的发展提供十分广阔的舞台,同时也为上海城市空间数据获取、管理和应用带来新的挑战。 二、地理信息系统技术 (一)“数字上海”的关键技术——地理信息系统 2、GIS的重要数据源——遥感信息 遥感是运用现代光学、电子学探测仪器,不与目标物相接触,从远
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