數(shù)字城市在國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)中的作用

羅衛(wèi)國 張建梅

【關(guān)鍵詞】數(shù)字城市;國土規(guī)劃;城鎮(zhèn)建設(shè);技術(shù)支撐

對于數(shù)字城市來說，我們可以用數(shù)字地球講解這一個名詞的意義。數(shù)字地球是對真實的現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)字化的展現(xiàn)和認(rèn)知，它的最核心要點是用數(shù)字化的手段來處理地球的自然以及社會方面的問題，并且最大限度地利用每一份資源，讓生活在地球上的每一個人更為方便地去了解到自己所生存的地球相關(guān)信息，它的特點是可以將許多的地理數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)和相關(guān)的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行模型建立，從而形成虛擬地球。而對于這項技術(shù)來說，它是以大數(shù)據(jù)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)，通過高速的網(wǎng)絡(luò)寬帶進(jìn)行信息傳輸，并且在服務(wù)器中進(jìn)行各類信息的處理、篩選以及演算，從而以此為工具改善人類的生活與質(zhì)量。本篇文章將以數(shù)字城市在國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)中的作用進(jìn)行探討。

（一）數(shù)字城市

數(shù)字城市這個觀念和理念最早是美國小說家在1984年所出版的《精神人》中所提出的賽博空間，并且將這個名詞定義為：從計算機(jī)而生成，并且連接世界所有人、計算機(jī)以及各類不同信息源的全球網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)的虛擬空間技術(shù)。

而對于賽博空間來說，它是一個具有獨特性的多維性空間，它的數(shù)據(jù)以及信息的處理都是由計算機(jī)完成，而在賽博空間里。現(xiàn)實中的物理已經(jīng)沒有任何的意義，而是依靠另外兩種形式體現(xiàn)出來的：一種是通過時間或成本來表達(dá)距離，另一種就是心理的區(qū)別，從而讓人們從感知和意識上去靠近主觀上的度量。再則是整體之間的距離，賽博空間不需要受到地球引力的影響，對于它來說，地球引力的方向、大小以及時間可以任意定義并且修改，所以賽博空間具有三維的矢量單位長度和方向位置，并且可以相互轉(zhuǎn)換，不受影響。

數(shù)字城市主要是通過采掘數(shù)據(jù)信息，在虛擬現(xiàn)實模擬語言的軟件幫助之下，可以幫助訪問網(wǎng)絡(luò)的人去創(chuàng)造自己讀書的空間，并且這些空間可以得到更為容易的維護(hù)和內(nèi)容上的幫助。再通過互聯(lián)網(wǎng)上獨有的IP地址進(jìn)行連接，讓不同的網(wǎng)上數(shù)字城市進(jìn)行共享。而具體的模式上可以細(xì)分為三類，首先是一種以文本形式所提供的信息源，這類數(shù)字城市有點類似于html主頁，它可以為不同的用戶去提供更為直觀和可視的相關(guān)理念。二則是它的維護(hù)站點，可以通過對城市以及風(fēng)景畫進(jìn)行分期和采用，用戶可以通過點擊圖片中的不同成分，從而進(jìn)入不同的站點。最后則是三維數(shù)字城市的空間，在這個三維的空間之中，空間的次序和視覺理解都變得十分容易。類似于3D影像技術(shù)，所以通過這類空間的呈現(xiàn)可以為用戶提供一個網(wǎng)絡(luò)上的城市生動空間，而這則是目前所研究的重點以及方向。

（二）數(shù)字城市的框架

數(shù)字城市，它是以計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)以及相應(yīng)的存儲技術(shù)為應(yīng)用基礎(chǔ)，并且以高速的寬帶網(wǎng)絡(luò)作為連接，從而將一個不同比例尺的空間數(shù)據(jù)作為框架，將一個具有人文自然，社會經(jīng)濟(jì)有關(guān)的信息進(jìn)行數(shù)字化的呈現(xiàn)。通過網(wǎng)絡(luò)平臺可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高速流轉(zhuǎn)，對各行業(yè)的發(fā)展可以起到極大的促進(jìn)作用。

首先，數(shù)字城市技術(shù)的框架可以由省市級信息基礎(chǔ)設(shè)施對信息進(jìn)行采集和收取。空間數(shù)據(jù)設(shè)備作為基礎(chǔ)，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集和儲存任務(wù)。就系統(tǒng)而言，主要是遵循逐級遞增的原則，即數(shù)字城市的框架是由大量的城市組成，在收集到每個城市的數(shù)據(jù)信息后需要進(jìn)行匯總，傳輸至省級的空間數(shù)據(jù)設(shè)備進(jìn)一步采掘分析，再傳輸至國家級空間數(shù)據(jù)設(shè)備。每個級別都有對應(yīng)的權(quán)限和防護(hù)等級，而為了避免信息共享之中所出現(xiàn)的一些重復(fù)或遺漏的問題，在實施數(shù)字城市時，應(yīng)該制定相應(yīng)的法規(guī)、操作規(guī)范以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且根據(jù)不同省市自身的特點和優(yōu)點，創(chuàng)造出更為符合當(dāng)?shù)靥厣臄?shù)字城市。

（一）信息傳輸技術(shù)

首先對于數(shù)字城市來說，它所需要的最基本的技術(shù)是信息傳輸和計算機(jī)高速網(wǎng)的技術(shù)。在目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)飛速發(fā)展的時代，各類各樣的高速信息網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)層出不窮，其中就包括了衛(wèi)星數(shù)據(jù)中繼技術(shù)、調(diào)頻副載波技術(shù)等技術(shù)手段。并且這些技術(shù)方法為數(shù)字城市的建立和創(chuàng)造提供了一定的軟件以及硬件上的幫助。所以目前對于數(shù)字城市的發(fā)展趨勢來說，信息的傳輸技術(shù)可以向大容量化發(fā)展，也可以接入寬帶化和無線化的發(fā)展，通過移動通信設(shè)備從而實現(xiàn)更為便捷的信息傳遞。但是由于出資城市中的影像數(shù)據(jù)都是以TB級的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，所以對于數(shù)據(jù)的壓縮解壓等問題仍需要更進(jìn)一步研究和解決。

（二）影像技術(shù)

高清晰、高質(zhì)量的圖片，會對數(shù)字城市的建設(shè)起到更為有力的幫助，而對于這些圖片最為有影響的則是分辨率，而分辨率又包括了空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率。空間分辨率是指，我們能在影像中所能看到地面最小的目標(biāo)，并且由像素單元在地面的大小來表示，這項技術(shù)在剛出來時，其最大的分辨度為80米上下。隨著技術(shù)的發(fā)展，不斷提升到了10米。而隨著網(wǎng)路信息技術(shù)和電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段應(yīng)用于國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)的影像技術(shù)所能夠達(dá)到的分辨度達(dá)到了1米范圍。光譜分辨率則是成像的波段范圍，波段越多，分得越細(xì)，光譜的分辨率就越高。現(xiàn)在可以達(dá)到6～7納米，并且有400個波段。

（三）可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)

可視化技術(shù)是通過人機(jī)交換，讓用戶可以在自己所生成的環(huán)境中提供窗口和工具。當(dāng)用戶使用技術(shù)構(gòu)建出模型后，可以產(chǎn)生極為真實的感受。對國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)工作而言，采用可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以有效提高相關(guān)工作質(zhì)量，同時規(guī)劃出的國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)方案可以以立體的形式呈現(xiàn)在工作人員面前。所以虛擬現(xiàn)實技術(shù)是數(shù)字城市的重要體現(xiàn)形式，在目前的區(qū)域性技術(shù)支持之下，人們通過對不同地圖的分析和理解，從而創(chuàng)造出具有思維性和未來前景的城市規(guī)劃圖。通過3D建模對這些規(guī)劃圖進(jìn)行建立，相關(guān)工作人員可以從宏觀的角度分析所規(guī)劃方案中還存在的缺陷，并可以直接在模型上進(jìn)行改動。3D建模技術(shù)的加持，可以切實提高國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)的效率。

（一）土地利用調(diào)查

通過使用精密度高的影像技術(shù)落實相關(guān)工作，可以對全市范圍內(nèi)土地的實際使用情況進(jìn)行檢測，同時結(jié)合大數(shù)據(jù)軟件進(jìn)行分析，研判城市土地整體的利用率。為了保障檢測效果，還可以結(jié)合城市各類土地資源的特征，選擇多種影像技術(shù)協(xié)同展開檢測，以保障最終得到的檢測結(jié)果真實有效，可以對后續(xù)國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)提供可靠的數(shù)據(jù)參考。和常規(guī)檢測模式相比，通過建設(shè)數(shù)字城市，借助現(xiàn)代化影像技術(shù)檢測得到的數(shù)據(jù)更有參考價值。

（二）土地交易系統(tǒng)

數(shù)字城市可以更為方便和便利地去實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的土地交易和相關(guān)系統(tǒng)的建立。而這項系統(tǒng)又包括了信息查詢、交易信息系統(tǒng)以及安全系統(tǒng)等一系列系統(tǒng)的結(jié)合體。該系統(tǒng)可以將數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)信息和有關(guān)價格進(jìn)行提取和篩選，以方便土地交易公開透明，從而為競拍方提供一個合理公平的競價方式和相關(guān)信息。

（一）搭建城鎮(zhèn)管理系統(tǒng)

在建設(shè)數(shù)字城市，開展國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)工作的過程中需要不斷完善管理系統(tǒng)。針對國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)的具體需求，系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)包含城市綜合服務(wù)系統(tǒng)、基礎(chǔ)資源信息管理系統(tǒng)、安全管理應(yīng)急指揮系統(tǒng)、規(guī)劃環(huán)境形象建設(shè)管理系統(tǒng)四大系統(tǒng)。每一個系統(tǒng)都具有一定針對性的作用，以滿足國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)的各項需求。其中，各個系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)細(xì)化分支，明確各項國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)任務(wù)所歸屬的系統(tǒng)。

（1）城市綜合服務(wù)系統(tǒng)

系統(tǒng)中應(yīng)該包括城市的商務(wù)金融信息，城市的工商信息，包括企事業(yè)單位等管理系統(tǒng)，并且城市的稅務(wù)系統(tǒng)也應(yīng)該納入到合理的監(jiān)管之內(nèi)。相關(guān)的保障福利管理系統(tǒng)也應(yīng)該完善。

（2）基礎(chǔ)資源信息管理系統(tǒng)

基礎(chǔ)資源信息管理系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)該全面采集城市本地的土地資源利用率和地籍的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)不同土地類型和未來發(fā)展規(guī)范方案進(jìn)行合理建立和完善，將各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理、歸檔。

（3）安全管理應(yīng)急指揮系統(tǒng)

作為最重要的安全管理系統(tǒng)來說，安全管理應(yīng)急指揮系統(tǒng)對于城市的居民也有十分重要的作用。并且城市也應(yīng)該具有重大隱患和重大危險資源的信息管理系統(tǒng)，以保障相應(yīng)危機(jī)出現(xiàn)的時候可以立即作出反應(yīng)和采取行動。

（4）規(guī)劃環(huán)境形象建設(shè)管理系統(tǒng)

規(guī)劃環(huán)境形象建設(shè)管理系統(tǒng)中，應(yīng)該包括城市的合理規(guī)劃，以及城市優(yōu)化的相應(yīng)管理系統(tǒng)。用戶可以根據(jù)系統(tǒng)主頁面所顯示的部門，點擊進(jìn)入相應(yīng)的內(nèi)容，查找自己想要獲取的信息，并進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)的辦理，這是目前數(shù)字中國的一個組成部分。

就我國各個城市的實際情況來看，城市由不同的規(guī)模可以分為不同的等級，但是實際的應(yīng)用應(yīng)該包括城市管理、土地管理、地籍管理和相應(yīng)的民生日常生活等各類不同管理系統(tǒng)。而根據(jù)上述管理系統(tǒng)來說，它們目前的實現(xiàn)和應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到了一定水平，通過不同層次和不同比例的圖表，進(jìn)行地理位置或者有關(guān)信息的篩選和可視化表示。而在這類系統(tǒng)之中。就應(yīng)該包含不同比例尺為基礎(chǔ)的電子地圖，并且專業(yè)地使用這些地圖，通過對電子地圖和相關(guān)地理信息的生成去完成數(shù)字表格的制作，以方便日后的查詢和查找。

數(shù)字地球和數(shù)字城市，它包含了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以及人類發(fā)展的必然趨勢，并且是一種推進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和設(shè)備進(jìn)步的新型、有利方式。我國各個城市在實際開展國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)工作的過程中，數(shù)字城市是未來發(fā)展的必然趨勢，可以有效推動國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)的效率和質(zhì)量。但是數(shù)字城市需要長時間才能夠建設(shè)完成，現(xiàn)階段部分技術(shù)還無法滿足數(shù)字城市建設(shè)的需求。為了有效推動國土規(guī)劃與城鎮(zhèn)建設(shè)工作開展，還是需要加速我國數(shù)字城市研究，為進(jìn)一步推進(jìn)我國數(shù)字城市提供技術(shù)保障。