城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展前沿（第二講）課件.ppt

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1、第八章城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展前沿(第二講)教學內(nèi)容：8.3數(shù)字城市的關鍵技術8.5虛擬現(xiàn)實技術教學時間：2課時教學方法：講授法多媒體教學法協(xié)作學習法教學目的：1、讓學生熟悉和掌握數(shù)字城市的關鍵技術；2、讓學生理解和掌握虛擬現(xiàn)實技術的概念以及虛擬現(xiàn)實建模語言以及虛擬仿真技術教學重點：數(shù)字城市的關鍵技術教學難點：虛擬現(xiàn)實建模語言本次課教學所涉及的學術前沿：虛擬現(xiàn)實技術虛擬仿真技術8.3數(shù)字城市的關鍵技術1、高分辨率對地觀測技術“數(shù)字城市”的建設,需要大比例尺、高精度的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)將主要來自對地觀測技術的發(fā)展。目前對地觀測技術將逐步實現(xiàn)多時相、多角

2、度和高分辨率化(王宏偉、羅成章、陳燕中等,1999)。2、海量數(shù)據(jù)存儲和互操作“數(shù)字城市”的數(shù)據(jù)是海量的,因此,建設“數(shù)字城市”需要海量的存儲技術。這些數(shù)據(jù)存放在不同系統(tǒng)、不同數(shù)據(jù)庫中,其數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)格式也不盡相同。實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的共享、動態(tài)調(diào)用需要互操作技術?；ゲ僮靼▋蓪雍x:狹義上說,它是在保持信息不丟失的前提下,從一個系統(tǒng)到另一個系統(tǒng)的信息交換能力;從廣義上講,它是指不同應用(包括軟、硬件)之間能夠動態(tài)地相互調(diào)用,并且不同數(shù)據(jù)集之間有一個穩(wěn)定的接口。OGC(OpenGISConsortium)提出的OpenGIS是異構系統(tǒng)之間進行互運算

3、、互操作的規(guī)范(簡逢敏,2000)。3、計算機寬帶網(wǎng)絡通過計算機網(wǎng)絡能夠實現(xiàn)不同用戶對網(wǎng)絡資源的共享,把分布在廣泛區(qū)域中的眾多信息處理系統(tǒng)有機地連在一起,構成一個規(guī)模更大、功能更強、可靠性更高的綜合信息處理系統(tǒng)?！皵?shù)字城市”的數(shù)據(jù)分布在不同的數(shù)據(jù)庫中,由不同的部門負責構建和管理,只有通過高速網(wǎng)絡才能真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫操作。要傳輸海量數(shù)據(jù),進行科學計算,寬帶網(wǎng)絡便成為“數(shù)字城市”是否能走向實用的關鍵。4、可視化、虛擬現(xiàn)實技術可視化是實現(xiàn)“數(shù)字城市”與人交互的窗口和工具,沒有可視化技術,計算機的一堆數(shù)字是無任何意義的(李德仁,1999)。通過數(shù)據(jù)可

4、視化技術,為分析和查詢數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)展現(xiàn)了新的視野,有助于發(fā)現(xiàn)隱藏在其中的信息,為決策支持、宏觀管理提供更加有力的依據(jù)。虛擬現(xiàn)實技術是近年來出現(xiàn)的高新技術,它綜合集成了計算機圖形學、人機交互技術、傳感與測量技術、仿真、人工智能、微電子等科學技術,生成一個逼真的,具有視覺、聽覺、觸覺等效果的可交互的動態(tài)世界,人們可以對虛擬的實體進行操作,它為人類觀察自然、欣賞景觀、了解實體提供了身臨其境的感覺。5、數(shù)據(jù)挖掘(DataMining,DM)利用數(shù)據(jù)挖掘技術,我們就能更好地認識和分析所觀測到的海量數(shù)據(jù);對獲取的城市空間數(shù)據(jù)進行處理,從中挖掘出城市信息機理

5、知識,進而認識城市系統(tǒng)的演化規(guī)律。數(shù)據(jù)挖掘將人工智能、統(tǒng)計、計算機及數(shù)據(jù)庫等技術緊密結合,其方法和技術可以分為六大類:1.歸納學習方法;2.仿生物技術;3.公式發(fā)現(xiàn);4.統(tǒng)計分析方法;5.模糊數(shù)學方法;6.可視化技術?？臻g數(shù)據(jù)挖掘是指從空間數(shù)據(jù)庫中提取出用戶感興趣的空間模式與特征,空間與非空間的普遍關系及其他一些隱含在數(shù)據(jù)庫中的普遍的數(shù)據(jù)特征(劉宇、曲波、朱仲英等,2000)。利用空間數(shù)據(jù)挖掘技術,提高“數(shù)字城市”的智能化水平,使“數(shù)字城市”真正成為智能化的空間咨詢和決策支持系統(tǒng)。6、地理信息系統(tǒng)(GeographicInformationSy

6、stem,GIS）地理信息系統(tǒng)技術是“數(shù)字城市”數(shù)據(jù)庫管理的基礎技術(簡逢敏,2000)。另外,地理信息系統(tǒng)的空間信息表達和直觀表現(xiàn)能力,在處理城市復雜系統(tǒng)問題時,能幫助人們更好地建立大局觀和模擬直接感受(賴明,1999)。目前,地理信息系統(tǒng)正從二維向多維動態(tài)以及網(wǎng)絡方向發(fā)展。7、決策支持系統(tǒng)(DecisionSupportSystem，DSS）“數(shù)字城市”的目的之一就是要利用現(xiàn)有的各種數(shù)據(jù)、信息,在綜合、全面地分析后,為城市的規(guī)劃管理和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。決策支持系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)庫、人機交互進行多模型的有機組合,輔助決策者實現(xiàn)科學決策的綜合集

7、成系統(tǒng)(陳文偉,2000)。目前,決策支持系統(tǒng)正在向智能決策支持系統(tǒng)、分布決策支持系統(tǒng)、群決策支持系統(tǒng)、高層決策支持系統(tǒng)、以及綜合決策支持系統(tǒng)方向發(fā)展。與一般決策支持系統(tǒng)不同,數(shù)字城市所需的決策支持系統(tǒng)是空間決策支持系統(tǒng)。空間決策支持系統(tǒng)是面向空間問題領域的決策支持系統(tǒng)(黃躍進、反偉勝、朱云龍,2000),它支持復雜的、結構性較差(如半結構化或非結構化)的空間問題并對此進行求解(王橋、吳紀桃,1999)。8、系統(tǒng)集成(SystemIntegration,SI)“數(shù)字城市”的數(shù)據(jù)、計算和應用具有分布式的特點,因此它需要多數(shù)據(jù)庫、多平臺、多技術的集

8、成。采用集成平臺作為“數(shù)字城市”的框架結構具有很多優(yōu)點:首先集成平臺所具有的協(xié)調(diào)和反饋機制可以使整個系統(tǒng)形成一個有機的整體,完成單獨部件不能完成的功能