信息化和经济全球化已成为当今人类社会发展的总趋势,信息化程度和水平已成为衡量一个国家、地区,乃至一个城市经济社会发展和综合实力的重要指标。城市是一个地区的经济、文化、信息和政治的中心,是人类文明的辐射源和聚集地,因此城市的信息化成为全球信息化的核心。数字城市是人类认识物质城市的又一次飞跃,不仅给城市带来新的发展机遇和活力,也为城市、社会、经济、人口等全面、健康、和谐、可持续发展提供了重要的支持。数字城市概念一经提出,迅速成为城市信息化建设的旗帜。1999年11月在我国北京举办首届数字地球研讨会和2000年5月在北京举办“21世纪数字城市论坛”后,各地掀起了数字城市建设的热潮。其中最为活跃的是城市规划和国土资源部门,纷纷以数字城市建设为目标开展城市基础地理信息系统建设,并以此为基础开展各种应用,建立各种专业的城市管理信息系统。然而,数字城市的内涵是什么?包括那些内容?作为数字城市基础的空间数据基础设施如何建设?城市空间数据如何进行组织、管理和共享?城市空间数据基础设施在城市各行各业如何应用?尽管目前已有不少关于这方面的研究,但是并未形成完整的框架体系和统一的理论基础,其建设和应用尚处在起步阶段。本研究结合数字武汉空间数据基础设施的建设和应用,对上述问题进行了系统的研究。 1 研究的主要内容 本研究针对目前数字城市空间数据基础设施建设中存在和需要解决的问题,重点对以下问题进行了研究: (1) 对数字城市的起源、概念与内涵,以及数字城市的内容与框架进行了研究。数字城市总体上由基础层、管理层和应用层三部分组成。其核心思想是最大限度地利用信息资源,核心技术是3S和虚拟现实、宽带网络等,主题是数据、软件、硬件、模型和服务,本质是基于网络的计算机信息系统。 (2) 数字城市空间数据基础设施建设是数字城市建设的基础工程,本文研究了数字城市空间数据基础设施的定义、主要任务及体系构成,研究了数字城市空间数据基础设施理论框架,研究了数字城市空间数据基础设施建设的数据分类、关键技术、工作标准、管理运行机制以及共享服务模式。 (3) 分析了数字城市空间数据基础设施的数据来源与特征、尺度与精度,以及不同尺度和精度条件下城市空间数据的协调。 (4) 研究了数字城市多源、多尺度数据的处理与集成问题,包括多源数据的收集与处理、基于文件方式的空间数据组织与集成、基于数据库方式的空间数据组织与集成,比较了几种常用数据组织方法的优缺点。 (5) 研究了数据库环境下遥感影像数据建库问题,包括数据模型、数据存储、空间索引、数据的维护与管理,探索了遥感影像的压缩、分块和数据库设置等问题。 (6) 研究了数字城市空间数据的管理、维护与更新机制,重点研究了基于城市管理的数据维护与更新方法、数据库系统中数据更新的技术实现以及数据的日常管理与维护等。