实施数字北京的技术思想及方法

适普空间信息有限公司总经理 杨世忠

    随着“数字地球”概念在全球范围内引起的广泛讨论，人们对于“数字地球”所需关键技术的认识已越来越深刻。“数字地球”意味着地球上的所有资料都将按照地球表面的实际三维坐标，有序地存入计算机，使人们有可能以虚拟现实的方式来重新认识地球，帮助人们对灾害及突发事件作出及时反应。在以信息为基础的现代社会，“数字地球”将成为人们改造自然和发展经济的崭新技术手段。“数字地球”是一个庞大复杂的系统，“数字城市”作为“数字地球”重要的基础部分，它的研究和建设必将推动和加快全球数字化的进程。

    现探讨以下几个问题：实施“数字北京”的技术思想和方法；整个技术思想从其理论基础和技术方法以及几点思考。

    整个“数字北京”的理论基础分为几块：1、是地理信息模型的建立； 2、地理信息的表示方法 ；3、空间座落的模式和质量的体系。

    从地理学角度来谈，地理信息模型建立将地理对象的层次分为9块：现实世界、概念世界、地理空间世界、尺度世界、项目世界、点世界、集合世界、地理要素世界。这9个层次有8个接口：认识接口、GIS的学科接口、局域的集合接口、城体接口、空间参照系的接口，集合阶段的接口、要素阶段的接口、项目阶段的接口。在此基础上，我们就能建立一个比较完备的地理信息模型。

    地理信息的表示方法分为集合要素的表示、地理信息的组织方式、地理信息的图层表示以及图层的集合平面图。

    空间数据的来源和产生对数据生产者和用户都是一个非常重要的因素，它是数据生产者描述现实世界的主要手段，也是用户决定他们最终能否达到应用目的的依据，因此空间数据数据的精度和时效性等问题是建设“数字地球”进程中的重要考虑因素。随着3S技术（遥感RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS）等技术的不断发展，空间数据的获取越来越容易，数据质量也越来越高。同时三维可视化技术在地理信息系统中的应用和实现，使得建立“数字地球”、“数字城市”的进程大大加快。这里我们提出了以航空影像、卫星影像，以及GPS等为前端数据采集与处理，以三维可视地理信息系统为综合数据管理、空间分析与用户决策支持，建立“数字城市”的模型与实现方法。空间数据的模式分为：空间参照系、时间参照系、时空参照系和属性参照系。理论基础上比较重要的是质量体系，分为数字级的完备性、数字逻辑的一致性、位置的精度和时间的精度、专题的精度以及数字的实时性和唯一性。

    从目前的发展来看，我们自己的民族软件已完全能解决实施“数字北京”的所有问题。在这几个方面我们都有比较成熟的技术和产品：1、从多元数据的获取方法；2、综合处理的方法；3、数据融合的方法；4、管理的手段及方法；5、对整个数据的分析方法。

    从摄影测量和“数字北京”建设的关系来分析目前建设“数字北京”的过程中所需要的数据源。

    我们建立“数字城市”模型不是让大家看我们这个城市有多美好，最重要的是在所建立的“数字北京”的基础上进行有效的评估与分析。

    几点思考：1、1m分辨率的遥感影像是数字地球的重要组成部分；2、快速更新是数据时效性的保障，用成熟的手段对拥有的数据进行快速的更新；3、信息的配准、融合是变化监测的手段；4、采用民族软件实现“数字北京”的重要意义：一、我们的民族软件已经据有成熟的技术和国际化的软件产品，二、确保国家信息数据的安全，三、促进民族软件工业的迅速发展。