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一、"數(shù)字城市"的體系結(jié)構(gòu)
"數(shù)字城市"雖然不只含有一個系統(tǒng)，但從廣義上說仍屬于計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)所支持的系統(tǒng)群集。因而它具有計算機(jī)信息系統(tǒng)的基本特征，有比較嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)。"數(shù)字城市"的一個參考邏輯結(jié)構(gòu)如圖所示：
二、寬帶網(wǎng)絡(luò)
"數(shù)字城市"涉及到大量圖形、影像、視頻等多媒體數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量非常大，目前的因特網(wǎng)難以勝任，必須使用寬帶網(wǎng)絡(luò)。城市寬帶網(wǎng)技術(shù)發(fā)展很快，據(jù)報道，國內(nèi)已有城市開始建立每秒10G的寬帶網(wǎng)絡(luò)。這種寬帶網(wǎng)絡(luò)可以滿足"數(shù)字城市"的需要。但是，要特別注意網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)與接口問題。中國城市的寬帶網(wǎng)建設(shè)可能會以企業(yè)為主，中國電訊放開經(jīng)營以后，一些有實力的企業(yè)都盯住城市寬帶網(wǎng)建設(shè)，這樣形成競爭的局面是一件好事，不過它可能會形成美國那樣多家公司的通訊電纜都通到一個小區(qū)，小區(qū)用戶可以任意選擇一家的電話或因特網(wǎng)。如果協(xié)調(diào)得好，這也未嘗不可，但是如果協(xié)調(diào)不好，它不僅造成電纜資源的浪費，甚至相互封閉，互不聯(lián)通，或通過"很遠(yuǎn)"的路徑聯(lián)通，造成許多不便。所以建立"數(shù)字城市"首先要把網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃和高效聯(lián)通的問題協(xié)調(diào)好，千萬不能造成相互割據(jù)的局面。
三、海量存貯
除了網(wǎng)絡(luò)外，計算機(jī)服務(wù)器與存貯設(shè)備是一個至關(guān)重要的問題。由于"數(shù)字城市"涉及地理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，一個大中型城市的數(shù)據(jù)可能以TB計算。當(dāng)前計算機(jī)的硬件已經(jīng)能夠滿足這些要求，多CPU高性能服務(wù)器的價格大幅降低，上千GB的Raid硬盤也相當(dāng)便宜。"數(shù)字城市"的數(shù)據(jù)存貯可能是采用多服務(wù)器，分布式管理，如何將它們有效連接和協(xié)調(diào)管理是"數(shù)字城市"建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。
四、聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫
這里提出的聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫（Federated DataBase）的概念有別于分布式數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫。分布式數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫一般是指同種同類數(shù)據(jù)的組織管理。這里的邦聯(lián)數(shù)據(jù)庫除了包含分布式的概念以外，它還指異構(gòu)數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)的多比例尺數(shù)據(jù)庫。異構(gòu)數(shù)據(jù)有兩個概念，一個是同一種類型的數(shù)據(jù)，使用不同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理，如矢量圖形數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù)，不同的部門采用不同的系統(tǒng)管理，它們的數(shù)據(jù)類型相同，只是數(shù)據(jù)的物理存貯結(jié)構(gòu)不同，形成異構(gòu)數(shù)據(jù)；另一個概念是數(shù)據(jù)的類型也不相同，如DEM數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)，它們與矢量圖形數(shù)據(jù)的類型不同。
"數(shù)字城市"中的數(shù)據(jù)一般包含五種類型：二維矢量圖形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、屬性表格數(shù)據(jù)、城市三維圖形與紋理數(shù)據(jù)。由于城市各部門的應(yīng)用不同，它們可能還是多比例尺的和分布式的。所以，"數(shù)字城市"需要用到"邦聯(lián)數(shù)據(jù)庫"的概念。
五、數(shù)據(jù)共享與互操作
數(shù)據(jù)共享是"數(shù)字城市"建設(shè)需要解決的核心問題，除了政策和行政協(xié)調(diào)方面需要解決的問題外，技術(shù)上仍有大量的問題需要解決。數(shù)據(jù)共享有多種方法，其中最簡單的方法是通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，不同的部門分別建立不同的系統(tǒng)，當(dāng)要進(jìn)行數(shù)據(jù)集成或綜合應(yīng)用時，先將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為本系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)格式再進(jìn)行應(yīng)用。我國已經(jīng)頒布了"地球空間數(shù)據(jù)交換格式標(biāo)準(zhǔn)"，使用該標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。但是這種數(shù)據(jù)共享方法是低級的，它是間接的延時的共享，不是直接的實時共享。建立"數(shù)字城市"應(yīng)該追求直接的實時的數(shù)據(jù)共享，就是說用戶可以任意調(diào)入"數(shù)字城市"各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行查詢和分析，實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)類型、不同系統(tǒng)之間的互操作。當(dāng)然這是一個很難的課題。美國OGC聯(lián)盟推出的Open GIS，開始了這方面的探索。國際攝影測量與遙感協(xié)會成立了"邦聯(lián)數(shù)據(jù)庫與互操作"工作組，其宗旨就是協(xié)調(diào)國際間該方面的討論與研究。本文作者作為該工作組組長，正在組織"邦聯(lián)數(shù)據(jù)庫與互操作"的研討工作，歡迎有興趣的學(xué)者加盟和參與該工作組。
六、可視化與虛擬現(xiàn)實
"數(shù)字城市"的基礎(chǔ)之一是地理空間數(shù)據(jù)，這就為空間數(shù)據(jù)的可視化提供了一個展示豐富多彩的現(xiàn)實世界的一個機(jī)會。"數(shù)字城市"的空間數(shù)據(jù)包括二維數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)。二維數(shù)據(jù)的可視化問題已基本解決，剩余的問題屬于藝術(shù)加工的范疇，三維數(shù)據(jù)的可視化或者說虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前仍是一個難點。如何高效逼真地顯示我們的"數(shù)字城市"是我們需要盡快解決的一個問題。
七、超鏈接技術(shù)
因特網(wǎng)得益于萬維網(wǎng)的超鏈技術(shù)，它將世界各地的網(wǎng)站通過IP地址超鏈接起來，使我們忽略了空間距離。"數(shù)字城市"將來也有很多的系統(tǒng)，或者說很多網(wǎng)站，需要把它們超鏈接起來。從硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上說，超文本鏈接的問題已經(jīng)解決，但是"數(shù)字城市"涉及到圖形、圖象等數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)沒有超文本鏈接那么簡單。這里需要涉及到前面所說的許多技術(shù)，特別是互操作技術(shù)。當(dāng)前我們已經(jīng)進(jìn)行了一系列研究工作，實現(xiàn)"數(shù)字城市"各系統(tǒng)之間的超鏈接已為期不遠(yuǎn)。
(責(zé)任編輯：瑋鋒)
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