“数字城市”的理论与实践

摘要

本文以“数字上海”建设为例，研究探讨了构建“数字城市”的理论基础、关键技术和建设实践。整个论文共分五个章节，第一章从“数字城市”的产生背景、基本概念和国内外“数字城市”的发展现状以及建设“数字城市”的重要意义等方面阐述了建设“数字城市”的理论基础；第二章根据目前的技术发展现状，列举了全球定位系统、遥感、地理信息系统、元数据与海量数据处理、数据仓库与数据挖掘、数据融合与虚拟现实和互操作与超链接等支撑“数字城市”的关键技术；第三章按照笔者对“数字城市”概念的理解，结合上海既有的设施基础、技术条件、管理体制和信息化水平，提出了构建“数字上海”的基本框架；第四章以上海市数字化地形图数据库、数字化遥感图数据库、基础地理要素编码标准和人口资源地理数据库的建设为实例，详尽地描述了“数字上海”的基础性工程——上海城市地理信息系统基础数据平台的建设实践；第五章从上海城建地理空间信息元数据标准的制定、元数据库的设计、元数据操作工具的开发和元数据库的建立等方面，深入地描述了“数字上海”的信息共享工具之一——上海城建地理空间信息元数据库的建设实践。通过以上章节对“数字城市”其理论、技术和实践的研究探讨，从而为“数字上海”的建设提供了总体思路、结构框架、实现途径和示范经验。 本论文的创新之处在于：第一，首次提出了由组织机构、政策法规、标准规范、信息基础设施、空间数据基础设施和重点应用工程六大部分组成的“数字上海”的基本框架，并对其中每个部分的地位、作用及相互关系作了系统地描述，同时还从这六个方面进一步提出了现阶段实施“数字上海”的具体建议。第二，根据上海市数字化地形图生产及建库的发展历程，对数据库的建设基础进行了总结，对实现数据库的技术关键及解决方案作了分析与归纳，并从理论上确立了该数据库在“数字上海”建设中的地位和作用。第三，通过上海市数字化遥感图数据库的建设实践，对获取遥感数据的流程进行了规范，对处理遥感数据的方法作了提炼，并提出了适合特大型城市的分散存储与集中管理相结合的建库策略。第四，在上海市基础地理要素编码标准的研究与编制中，创造性地提出了基于要素地理位置加网格计算的城市基础地理要素编码规则及编码生成的技术方法，克服了传统编码方法在唯一性、扩展性和稳定性方面存在的缺陷与不足。第五，通过确定人口地理统计单元系列和设立人口常用信息统计指标，解决了人口资源地理数据库的建设难点，开创了本市将人口普查的调查数据与城市的各类地理区域相结合的先例。第六，在上海城建地理空间信息元数据库的建设中，针对元数据标准的制定、元数据库的设计、元数据操作工具的开发和元数据库的建立，提出了一整套的建设思路和解决方案。此外，“数字上海”建设实践的成果为“数字上海”提供了统一的空间地理框架和丰富的基础信息资源，也为上海城建地理空间信息的共享交换提供了实用的工具，并为本市地理信息系统的开发利用创造了极其有利的条件，从而为“数字上海”打下了坚实的应用基础，迈出了建设“数字上海”的重要一步。 “数字城市”是人类为自己未来的社会发展及生存方式所描绘的前景和蓝图。当前“数字城市”的建设正方兴未艾，而“数字上海”的建设才刚刚起步。构建“数字上海”尚有许多事要做，还有很漫长的路要走，实现这一战略目标任重而道远。

目录

文摘

英文文摘

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引言

第一章“数字城市”概述

第二章“数字城市”的关键技术

第三章“数字上海”的基本框架

第四章上海城市地理信息系统基础数据平台建设

4.1上海市数字化地形图数据库的建设

4.2上海市数字化遥感图数据库的建设

4.3上海市基础地理要素编码标准的制定

4.4上海市人口资源地理数据库的建设

第五章上海城建地理空间信息元数据库建设

5.1上海城建地理空间信息元数据标准的制定

5.2上海城建地理空间信息元数据库的设计

5.3上海城建地理空间信息元数据操作工具的开发

5.4上海城建地理空间信息元数据库的建立

结束语

附录1 上海城建地理空间信息元数据标准草案

附录2上海城建领域地理空间数据分类与编码表

参考文献

致谢