主持人（吴信才）：各位专家、各位朋友，很高兴我们能一起探讨数字城市共性支撑技术论坛，接下来半天里面我们将在信息共性和支撑方面进行讨论，每位发言嘉宾给30分钟，我们会留5分钟与大家交流，希望各位专家安排好时间。网格服务是IT界研究的热点，GIS网格技术是GIS今后发展的方向，国家在“十一五”863中也设了重点项目，已经投标了，支持网格的研究。首先由北京大学数字中国研究院方裕副院长为我们介绍网格GIS的研究成果。方教授作为国家遥感中心专家委员、建设部、国土资源部信息化专家委员会成员，在GIS领域有着高深的造诣，是我们的老前辈。有请方教授。

 

方裕：谢谢各位，我今天报告的题目是“网格计算与网格GIS技术”。首先简单回顾一下网格计算的由来与发展，网格计算最早不叫网格计算，在20世纪60年代开始进行研究，如何把多台计算机形成的计算机网络，在网络上运行一个大的计算任务，这个计算任务负载可以由各台计算机分摊，在60年代是一个梦想、是一个畅想，80年代初期，当时计算机技术的发展以及网格基础的发展是当时的开始，这个时候美国有一个题目叫做MEDUSA，当时用的12台GDP机，原来DEC搭了一个初步的系统，由于当时网络带宽很低，传输的能力很弱，另外很多关键技术都没有突破，MEDUSA做了三年的时间后来夭折了。在此后的一段时间里，分布式计算技术上有了一些探讨，写了一些文章，直到20世纪80年代中后期，那个时候网络已经真正进入实用化阶段，当时以局域网为主，计算机软件技术也发展到了一定程度，出现了CLient/Server、CSCW协同计算技术，Client/Server成为了主流的技术，很多大型的应用系统都是由Client/server支持。90年代互联网发展很快，Client/server发展成为Browser/server，现在编辑计算的时候仍然是Client/server的架构，现在Browser/Server已经非常普遍。到了90年代又开始新一轮的分布式计算的研究，这个技术发展得很快，起的名字叫做Grid  computing，追本溯源，Grid  Computing由来已早。

    网格的起源与定义：Grid的三个特点，只关心资源优没有、水平怎么样，并不关心资源来自何方，Grid应用于电网，综合电网就是Grid，我们只要亮灯就可以，深圳供电我不清楚，可能有大亚湾的电，有深圳本地的电、广州的电、虎门的电、江山的电都可以来，但是我们根本不关心电从哪里来，灯亮就可以了，这里面不存在账可不可以查，属于管理层面的事情，应用层面不需要。引申到计算机也是一样，如果实现高度的资源共享，不求有拥有只求实用。计算机包括两的资源：是本机计算还是例如别的资源进行计算我们不管，我们只管结果。数据也可能这个分析使用的数据是本机上的数据也可能是其他机上的数据，所以Grid是借用电力方面，即插即用的方法进行的。

    它的核心理念就是实现三个高度共享：第一、实现计算机资源高度共享；第二、实现数据资源高度共享；第三、实现服务的高度共享。借用互联网将有限多个参与的同构或异构计算机系统整合，形成一个巨大的虚拟计算平台，如同一个巨大的超级计算及，消除信息孤岛和资源孤岛，用户可以在毫无察觉的情况下使用所有参与Grid的资源。

    网格技术的关键首先是要高度耦合，耦合各类技术资源。另外要跨越局域网、广域网，只要你可以加入，当然你要遵循很多规矩。集成，成为一个统一的资源。

    （图）在A和B处创建进程，访问处文件。

    （图）网格实现的层次结构，网格实现的层次结果底层是链路层，上面是连接层，上面是资源层，上面是汇聚层。

    按照应用的类型可以分为几类：计算网格、数据网格、服务网格。

    网格的计算技术相关工作：美国国家技术网格（NTG）、能源部ASCI  Grid  宇航局IDG等。

    （图）国外一些进行的网格工程。

    网格方面的工作开展得比较普及，有些网格已经开始应用。（图）列举一些国际上的网格。

    国内十年以前在国家863计划中列入了通用计算，研究网格计算一些基本技术问题，也出了一个东西，主要参考国外著名的网格原形做的织女星网格。也开始构建中国的教育科研网络。

    刚才我们讲到分布协同，P2P，网格每个接点从地位上来说都是平等的，本身既可以作为看的使用，它可以请求其它网格节点为它提供服务，同时它用Server形式出现，其它的网格也可以向它请求服务，实际上是对等计算。

    不同的计算形态有可能统一到Grid框架里面，所以归纳起来网格计算的核心技术大致包括几个方面：第一、对等计算，涉及到资源管理的问题、涉及到计算任务调度文化、负载平衡技术、容错技术等。第二、信息隐蔽与数据抽象技术，Grid资源组织问题。第三、很重要的就是数据完整性与一致性的技术。核心技术是三个大块，里面分为很多。

    地理系统从软件角度来说是一种应用软件，GIS可以分为三个层面：geographic Information Systen、eographic Information cience  software、eographic Information Service。

    网格GIS技术应用的目标：第一、实现数据资源的高度共享；第二、计算资源的高度共享；第三、实现系统集散工作的负载平衡；第四、系统；第五、向用户提供高度抽象的使用方法。

    GIS总体目标，建立Peer-to-peer的分布式地理信息系统软件平台，实现支持可以在Internet环境下运行的、可以跨地域、跨平台协同工作的GIS集群系统。实现用户可以使用第四代语言来自行组织与定制的地理空间数据计算事务，为空间数据的网格计算体够系统级软件的支持，实现地理的技术共享。

    主要的技术指标分为四个大的部分：第一、面向空间实体及其关系的数据组织与存储；第二、支持空间数据库集群，住么多的数据库我们把它看成统一的数据库来看；第三、支持分布式协同工作机制，扩充一些新型的空间模型、空间关系和空间运算，它的运算架构非常简单，由若干个协同网格节点组成，可以在互联网底下，他们彼此都是平等的，然后协同计算机点可以往外接很多用户端，用户就在最下面的小机器上操作，而把自己的任务提交到协同节点，再根据任务的性质进行分布，然后共同计算，最后汇集计算结果返回。

    关键技术问题：首先是计算任务的组织，里面涉及面向问题的计算任务描述语言的设计及其解译机制；第二、分布方案的自动生成，任务解译分成若干子任务和若干的计算步骤，这些步骤要进行分布，有些留在本机上，有些发布给其它的节点进行，我们把这些子任务叫做计算原语，到任何一台机器都有数据的组织问题、存储问题、操作问题。这么做很重要的一条就是空间数据的完整性和一致性；第四、负载平衡工作。

    第一、面向问题的计算机任务的组织和描述，为此需求提供一个面向时空的查询语言STCQL，这个语言的目的首先提供数据计算任务的组织机制，组织机制就是提供一个语言；另外还要提供任务解译机制，任务组织机制、组织语言，客户利用组织语言设计自己的计算任务。而任务的解译机制是安排在网格节点上，提供词法检查、语法检查、计算原语序列的生成、配合计算任务分布引擎组成原语序列的分布方案。哪些任务在哪个网络节点上，它可以单独使用这个语言也可以切入到程序设计中使用，第二块复杂一些，除了我们常规的以外，因此定义了十七中时空关系和他们的截至集合，定义四大类的关系算制，定义了大量的空间函数。

    数据类型：时空复合体类型，空间体类型，时空体类型等。一个计算任务最后通过解译以后计算任务由若干个并行语句组成，若干个并行语句由并行线索之间组成，各个并行语句可以在不同的机器上运行，而同一个并行语句的不同线索再一个协同节点上计算。

   （图） 典型的分解以后控制流的序列：整个STCQL程序解译以后可以出现几个运行语句。我们基本继承原有的空间关系谓词空间函数，并进行了11类时间关系位词和1类时间关系函数、4类时空关系谓词和13类时空构造函数、1类时空运动构造函数和4类时空聚集的函数。

    时空数据计算分布机制的分析原则：第一优先、就地计算；第二优先、资源分布；第三优先、计算能力，如果空间数据资源在几个节上都有根据负载计算能力挑选负载比较轻的节点计算，所以我们实际上我们按照这个三个计算原则进行，这个和传统Gird  Computer，自己的资源有限，CPU负载很高，它可以迁移出去，我们不支持这样的迁移，主要的原因是我们一旦迁移及空间数据的迁移将花费大的计算资源和网络资源，不划算我们就不做。

    分布的依据我们全局目录和资源目录，包括全局节点目录、资源目录、全局计算能力目录，形成完整的全局资源目录。这里面会有一些技术细节分析：比如多符合的选择问题，有可能在我们计算任务里面多步算制，单步算制好办，我们用简单的算法来说，加法是二次预算，乘法是单步运算，实际上对多步运算两个运算对象分布在不同的节点上就存在二次分布的问题，任务的分析是嵌套的。

    系统容错主要考虑两类结点：fail-lilent故障和byzantine故障。

    全局目录的同步主要在资源发生变化的节点加入和退出，节点故障数据库发生变化。

    我们采用的原则是Open  sourec提供的有利条件，有选择地使用并加以适当假造，目前使用开源软件。原语操作序列分布：基于语言的迭代式操作原语序列。（图）软件体系结构。

    我们北大在这方面工作三年，我们已经开发了两代原形，现在“十一五”863计划中把GIS正式列为863重点计划，和很多企业进行科研工作。

    （图）网格GIS应用系统原形概貌；协同网络节点上部署了一个门户；形象的计算流程。

    （图）网格节点的网络配置，网络节点的配置和发布，空间资源目录同步和更新机制。

    （图）EDP序列界面图。

    我的报告就到这里，谢谢大家。

 

主持人（吴信才）：非常感谢方教授的精彩报告。空间基础数据是数字城市的血液，中飞四维和同天视地在城市遥感数据获取方面有着丰富的经验。有请中飞四维（北京）航空遥感技术有限公司的杨华总经理为我们演讲，他的题目是《数字城市空间基础信息数据的构筑》。

 

杨华：尊敬的吴教授，女士们、先生们大家上午好！我来自中飞四维，今天我汇报的题目是“数字城市空间基础信息数据的构筑”，想就航空遥感及其数据处理的最新技术和工业化生产工艺向大家做简要的汇报。

    空间基础信息数据是数字城市基础设施建设的核心组成部分，数据产品的种类正射影像、数字高程模型，数字线划图，数字栅格图。发展趋势是从中小比例尺，从2D地面信息向3D三维的地表信息，现在有现在多比例尺，多分辨率、多时象发展的趋势。

    现在空间基础数据采集主要有三种方式：全野外、航空摄影、卫星影象。全野外经过内页编辑成土，它的特点就是精度高、质量好、成本大、效率低，适于面积较小的数据采集；航空摄影：以航天器为平台，速度快、成本适中、可用于生成多种精度较高的数字产品，在大面积的数据采集、更新中效率最高；卫星影像我们认为成本比较低、效率不错，精度和航空摄影相比会差一些，综合我们认为航空摄影是最适合数字城市建设的空间基础信息数据的采集。

    下面我介绍一下在基于航空摄影测量获取基础数据的新技术、新方法以及由此带来新的数据产品：（图）常规航空摄影采集数据的流程图，现在最新的发展是利用屏差调整点标准化大幅度减少作业的周期，通过引进新系统，使空中摄影高度的自动化，直接利用GPS/IMU数据减少外野的工作量，通过自动空3处理、减少测量的成本，在后期数据处理可以通过影像数据自动处理系统提高数字产品的生产效率。

    （图）这张产品是数据产品的生产过程，现在利用这种工厂可以把自动化的处理，提高生产效率。

    现在我介绍一下相关信技术、新方法、新产生、GPS/IMU技术大家非常熟悉，在非常空中飞行中，可以获得角度信息、和空间信息，通过两千分之一的控制点可以相片地物的准确信息，和传统的工业相比可以大大减少作业区域的控制点，降低、节约人工的成本；

    第二、UCD、UCK数字航空影像，我们现在以UCD为例，我们公司引进UCD相机，这个系统成功解决了多镜头、同地点延时曝光技术，实现真正意义上的中心投影。（图）UCD成像原理，用1000个由1000万象素的CCD，其中九个可以形成全色的影像，它是通过重叠部分的影像精确地匹配消除曝光时间误差的产生，形成完整的中心投影影像。

    数码相机和光学相机相比，它的特点不再使用胶片也不用扫描更加经济，影像的质量会更加好。它还可以提供更大的冗余度，可以理解为重叠度，像刚才右图，可以更好地得到几何精度，工作流程更加优化。（图）数码相机UCD拍的相片，它是在视觉上数码相片更加清楚，色彩更加丰富，每一个细部都很清晰、建筑物的纹理非常清晰。80%的重叠高的冗余度，大重叠度的拍摄为生成新的数据产品。

    数码相机实现了一次飞行可以同时获得黑白、彩色、彩红外三种影像，大大提高了效率，是传统胶片不可及的。

    第三项技术、海量数据处理系统—像素工厂，中飞四维是国内第一家，全球第四家引进Pixel  Factory的公司，它可以对多的遥感数据源进行处理，而且自动化能力非常高，可以自动生成现在DEM，远程管理工作有强大的并行处理能力，可以使12个计算节点同时进行，12个节点用双核的CPU相当24台计算机，还可以生成新的数据产品，真正是影像和数字表面模型的DSM数据。

    （图）像素工厂的数据源，可以是航空的遥感影像，数码相机SDAS40、SCD。传统胶片  RC30、PMK、LMK。卫星影象，Spot5、IKONOS。卫星雷达影像也可以用像素工厂的处理。

    像素工厂的原理还是分布式的框架，分布式的框架可以实行强大的并行处理能力和在线的存储能力，可以达到100个用户同时工作20个项目，处理数据的能够达到6个TB。我们统计像素工厂的数字，DSM大家不太熟悉，我们以正射影像微粒，成图比例1：5000ADS40可以达到2500平方公里。像素工厂和海拉尔、SSK，自动处理成像的相比，它自动化的程度更高。跟常规摄影工作站相比，像素工厂自动化程度、高效率的优势十分明显，像素工厂在进行DEM和等高线编辑的时候，不需要带立体眼镜看立体，大部分是编辑计算工作将由并行计算节点自动完成，像湖泊、海、狭窄的山谷、雪区、和运下区域，需要进行人工编辑，但不需要看立体，这样会减轻作业人员的工作负担，提高了工作效率。

    在数码相机、数码航测产生航摄数据新产品，SDSM、真正射影象（图）。真正射影象是通过数字地形模型来纠正，会产生倾斜的建筑物，会产生一些掩盖的区域。真正的射影像，通过数字表面模型来纠正，完成垂直的建筑物，无遮挡的区域，还要基于大的重叠度来完成。真正射没有遮挡可以得到物体可以直接用于提取ELG。（图）左边是正射影像、右边真正射影像。可以把物体的轮廓直接画出来，我们公司也在跟国家测绘局做一个科研项目，真正射影像做线画图的标准。

    数字表面模型（DSM），数字表面模型是经过计算，提取地物的形状、高度、物质在内的模型，DEM只是地形数据，这边加上地物的数据，我们可以看到下边的建筑物，计算机可以自动形成DEM，可以看到计算以后的形状。

    （图）我们公司利用像素工厂生产出的国内两个区域的DSM，经过实测检查DSM水平误差是在20公分，垂直误差在30公分，精度是非常高的。DSM可以利用高精度的DSM直接应用在三维中，直接应用GIS添加三维信息，帮助建立城市三维地级系统，可以进行土地的管理、建筑物的限高。

    （图）城市采光模拟、洪水预警模拟，利用DSM自动模拟，积水的流域尽早地采取疏导的措施。

    （图）噪音传播的模拟，DSM监控变化，城市土地的变化，不同的高度我们可以马上看到哪些是新建的，哪些需要拆迁的。

    （图）不同的时间同一地区发生的一些变化。

    （图）视线模拟。

    我们公司把DSM和真正射影像结合可以快速生成三维城市的效果，我们利用不同形式的DSM和影像自动生成城市三维图象，这项目我们还在研发过程中。

    （图）六种不同叠加产生的一些效果。

    （图）还可以利用DSM测量，通过增加纹理把DSM用在虚拟现实中。

    最后我小节一下汇报：我们认为航空摄影测量应该成为数字城市建设中空间基础信息数据的主要获取手段：POS、数码相机、海量数据处理技术的应用于发展，为空间基础信息数据的构筑向着高效率、高精度、高自动化的发展提供了坚实的保障；我们认为DSM作为更三维化的数据产品，应该及时纳入到数字城市建设的空间基础信息数据框架内。谢谢大家。

   

主持人（吴信才）：空间信息的获取手段和获取技术是当今世界非常重要的技术，数据获取的更新是非常大的工作量，占整个系统建设的70%-80%，下面请北京同天视地空间技术有限公司市场销售部总监李静总经理为我们介绍《城市三维信息的大面积快速生成技术及实现—高分辨率立体测绘卫生服务于三维数字城市建设》，掌声有请李总。

 

李静：感谢大会主席，感谢各位嘉宾，大家上午好，很高兴在这里为大家介绍一些公司新的数据业务，以及我们在三维城市获取方面的技术。我今天给大家带来的题目叫“城市三维信息的大面积快速生成技术与实现—高分辨率立”

    我主要介绍一下及方面的内容：第一、同电视地公司的介绍；第二、城市发展与三维信息获取；第三、城市三位信息获取的手段；第三、同天视地卫星手段的尝试与验证；第四、城市三维信息应用；第五、三维数字城市建设。

    我在这里主要把同天视地公司做一下介绍，同天视地成立2007年初，北京东方道尔迩信息技术有限公司的旗下的高科技内资企业，提供多种遥感卫星平台的数据分发服务以及遥感解决方案服务。

    （图）卫星平台的服务，最主要是美国GeoEye公司，它是全国最大的制造商，在美国是一家上市公司，它下面有两颗卫星，IKONOS。印度的Cartosat为-IRS-P5是2.5米分辨率，我们是它在国内独家运营和分销商。我们代理俄罗斯Resurs-DK1，我们是他们国家一级代理商，GeoEye是明年发射的卫星。

    同天视地是东方道迩的子公司，东方道迩是2001年成立，集航空遥感影像处理、卫星遥感服务分发、GIS应用开发与集成，目前500人左右，总部设在中关村核心区，在北京的大兴科技园区有研发基地，东方道迩成立至今获得很多的荣誉。最近我们和中国测绘局签署协议，我们是明年全国策应遥感大会，ISPWS我们是第一家赞助商。

    城市发展与地理信息获取的重要性不言而喻，在这次展会报告中很多公司做了精彩的展示，城市快速发展，地理信息起了重要的作为，从二维信息向三维信息转变这种表现形式非常精彩，大家都看到了。在城市发展和地理信息获取的方面，传统的手段有现场测图和资料搜集、飞机航测，现在飞机航测扮演着非常重要的手段。近几年随着快鸟等一系列高分辨率的卫星走进大家的视野，目前有很多城市规划、测图越来越采用高分辨率卫星数据。

    卫星手段的优势：1、大批量，卫星搜集有一定的时间周期，随着进步的进步，时间缩短，可以打批量进行采集；2、快速；3、成本低，我们现在对卫星数据的价格进行调整，成本也在逐渐降低；4、更新快。

    同天视地公司用高分辨率卫星方面做了一些常识，主要采用IRS-P5，2.5分辨率，IKONOS可以作为一种数据源进行城市三维信息提取，可以提供2.5米立体象对和1米立体象对。进行城市三维信息提取。

    同天视地总结出一套技术解决方案，也培养一批专业技术处理队伍，在城市建筑物边缘信息和高度信息提取，地物类别的分类形成业务化的运作。

    三维信息提取的内容我在这儿不多说了，从传统的4D产品和分类的信息在这儿都有，我们要介绍用于信息提取的数据源：

    第一、RS-P5，大家可以看到（图）介绍了立体象对的获取，分为前视和后视两部分，既可以幕后提供立体象对数据也可以提供单片数据，提供单片数据我们提供的都是后视数据，因为角度比较小，只在5度以内，我们提供的都是小角度数据，用户采用立体象对是一种比较好的手段。简单介绍一下P5有地面分辨率是2.5米，实际分辨率是2.1-2.2米左右，数据量很大，跟它是10位量化数据，已经覆盖全国，截至今年9月6日在国内数据覆盖550万平方公里。

    IKonos立体象对特点，它是  第一棵发射的卫星，分辨率0.82米，全色1米，多光谱。

    基于P5和Ikonos相对的三维信息提取，我们通过一些处理手段，下面有两类产品，一类是DTM；第二、分类信息的获取。

    上海黄埔去三维信息提取实验，这个实验采用P5的立体象对，实验区面积12.5平方公里，为什么选择这个地区呢？这个地区的地物种类丰富有高楼。实验目的：提取城市空间信息。（图）中间过程。除了高度信息以外还有另外一类信息，土地利用覆盖图，大家可以看到通过分类的方法我们已经把建筑物、植被、水系、主要干道套和在一起。（图）在右下角中楼高立体显示三维矢量图，我们可以利用P5立体象对提取。大家会说怎么没贴纹理，我们有后续的阶段，因为这些信息可以非常快速、大面积从高分辨立体卫星提取出来，我们再做一些纹理编辑，可以做到非常漂亮的三维效果。

    例如Ikonos的立体象对我们也对一些城市的提取，我介绍一下Ikonos的提取能力，高分辨率卫星和航测的手段相比，它的获取能力有限，美国卡特里娜飓风造成了一定的损失，Ikonos可以东西向扫描，里面采取了一些大倾角，一次获取了13000平方公里的高分辨率的图象。

    IKonos处理一个优势内在分辨率比较高，（图）左边是采用了不同的控制点，当不采用控制点的时候误差是2.75米，当采用一个控制点的时候和刚才一比，误差明显小了很多，变到0.48米，采用4个和140个控制点的时候改善并不是很明显，（图）不同点误差的传递。

    Ikonos一个控制点就可以控制住，快掉的数据来说至少需要4个控制点，（图）IKonos立体象对对城市、地区提取三维信息，对最后得出建筑物模型，从卫星中获得。

    做得速度很快可以大规模提取，精度怎么样呢？例如P5精度在70米左右，16个控制点，是3米左右，提取楼高精度在3-7米，对于Iknons数据，在地物点和野外控制点楼高精度在2米。（图）城市三维信息应用领域，从三维城市管理、智能交通等。

    同天视地公司也在利用现有的卫星数据资源，利用我们在大面积和快速获得城市三维模型方面的技术参与数字城市方面的项目。（图）我们给北京市朝阳区三维景观的管理项目，主要做数字化、社会化、精细化，要求对人口信息、单位信息、房屋信息做很多的规划。

    由于时间关系我在这儿不太多介绍，大家可以看到这是一个三维系统的管理界面，对人口信息库、社区信息库，要求做到卫星影象数据、电子地图数据，道路、街区统计到户，同时要求库的联动显示，甚至包括每楼、每户居民的情况进行登记。

    （图）我简单介绍GeoEye，大家可以看到GeoEye公司作为美国最大的商业遥感公司，它现在主要的两棵卫星Ikonos设计是七年，2007年评估可以正常发挥到2010年，下一颗星GeoEye在2007年底发射，推迟到2008年3月发射，寿命也是7年，和Ikonos都是680公里，和Ikonos一样，保证地面获取精度优于0.5米的情况下是2.8天，每三天可以进行重访，Ikonos幅宽是  11.2米，它是15.2米，它是世界最先进的商业卫星模型，跟9月8日快鸟WorkivieW-1下一颗卫星相比，它单片的数据精度设计小于0.5米。

    给大家一个形象的展现，（图）GeoEye-1清晰的模拟图象，大家可以看到停车场里面的车（图）左边是Ikonos的图象。GeoEye在地面接收站有5个，可以保证每采集一条可以及时下载数据。

    最后做一个总结，同天视地作为Ikonos、P5国内唯一总代理商，依托总公司东方道迩的处理队伍可以给大家提供从卫星数据源、处理、增值产品一系列的解决方案的服务，最后感谢各位领导和专家，如果有问题和建议可以跟我们联系，一楼有我们公司的展台，谢谢大家。

 

主持人（吴信才）：激光遥感发展很成熟，激光遥感技术是近年国际上迅速发展起来的三维空间信息获取预处理的最新技术。武汉大学城市设计学院副院长詹庆明教授多年来从事地理信息系统与遥感技术在城市规划与管理中应用研究和城市规划专业的教学和研究工作，取得了丰硕的成果。下面有请詹教授为我们介绍《航空及载激光遥感技术和地面激光扫描遥感技术的特点、优势及应用前景》，掌声有请。

 

詹庆明：谢谢吴教授，今天来的同行很多方面都有互补性，包括从技术、数据采集、应用的角度，几位发言者都很有代表性，我本人希望从这两个学科衔接的角度观察这些技术、方法的可能性，我本人是学遥感的，毕业以后一直做规划，李主任管的自动化中心在信息化做了二十多年，一路走来有很多艰辛和起伏，每个新技术出现我们都要关注它，从需求的角度如何提取有用的东西，如何最优化的使用，有好多问题并不完全是技术问题，还有很多包括学科应用、认知上的问题，如何关注这些问题。

    刚才我们看了很多例子，分辨率从原来的几十米到几十公分的层面，为什么很多人看到这个结果是欢欣鼓舞的结果，现在看得很精细，卫星可以得到详细的空间信息，但是从技术处理的角度我们感到越来越头疼，为什么呢？我们做卫星分类的时候不用靠屋顶、烟囱和窗户，现在可视了不可忽略就必须观察这些东西，高频出现给我们带来很多的困扰，这些挑战如何解决它？包括激光遥感技术，这里面有哪些是我们觉得很好的地方，哪些在技术上带来一些困难或挑战的地方，如何来对待这些新事物？任何事物的发展都挑战性的一面，我们从应用的角度如何把握，我今天带着这个问题来探讨一下这个技术、手段在应用上如何把握。

    从技术的角度来说，传统的方法包括测量的手段，GPS手段在获取数据方面有一定的局限性，激光的手段提供精细的形体方面的描述，记机载达到15-30公分的程度，地面达到5-10毫米的精度，如何才够？这有一个量的问题，比如10公分还是20公分？这如果对地形分辨率来说已经超级高了，对能见度来说还远远不够，到厘米级还要到毫米级，我们对一个技术的发展还要从应用的角度，我们要用哪部分的信息做到什么样的应用，所以我们从应用的角度要考虑到以我为主，我用什么就吸收什么技术，否则就存在过渡消费的问题。反过头来说数据采集手段要充分考虑应用的角度，要什么、解决什么问题？我们这次来有很大一个趋势，大家全部三维、纹理，实际上从规划的角度，更关系的不一定是纹理更多的是形体，做的雷达扫描形体拉出来规划已经有，决策80%的信息已经在里面，剩下的20%工作量非常大，更新起来非常麻烦，规划不一定看到，但是这个是领导可以看到，这里面要区分不同的用户和角度，他们的需求不一样，首先我们要清楚我们为谁服务，是为规划师服务、为规划局长服务、为市长服务还是为市民服务，一个技术出来我们要把它分解，哪块做什么任务，将来怎么用，采取什么技术有选择性的问题。

    所以我们看到新技术的发展有时候有一些侧面欢欣鼓舞，有些方面也带来一些忧虑，尤其是快速发展的时期，借这个机会跟大家探讨交流

。激光扫描是对地面几何的高精度的描述，我认为一种互补，原来是光谱信息有多波段，对几何的描述有DIM，激光是实体的描述，激光打上去得到非常清晰的描述，我们在哪些方面用几何信息，哪些方面用光谱信息？原理我们不去展开，前面已经有很多报告了。（图）准确的量测，比如人工建筑匹配出来的结果和激光有接近的地方，比如草地、植被中匹配出来和扫描有差异，要看从哪个角度看待这个问题，国内有很多这样的系统，从应用的角度我们如何来吸收抓住它的特点，很多时候我们讲建筑物的提取，实际上在规划方面可以借助激光遥感的提取，其中很重要的是植被的提取，植被提取有回波，这为空间数据采集提供了很大的方便。除了提取建筑物以外其中回波的波差得到的是植被厚度的问题，我曾经跟踪阿姆斯特丹的案子，那个地方犯罪率很高，因为低层的灌木丛太低了，他把灌木丛拿出来做激光扫描，而且是扫描2米一下植被密集的地方，这个手段可以做这件事情，你要针对人家要什么看可能性在哪里？本身的覆盖率做遥感的时候看覆盖率，林业有不同的标准，我们如何把两种标准结合起来，我们的技术方法如何去适应。实际上激光扫描技术最有优势的地方是沿河飞行，因为非常清晰、准确，特别是沿着铁路线、河流，输电线路，甚至用直升机就可以提取。甚至包括一些水下的提取，美国尽管近水岸可以达到水下50米，国家863也写，发现中国很难做到，因为我们近海的污染比较严重，有污水和悬浮物、水底污泥的问题，不是美国要达到我们也一定达到，这里面有一个大环境的问题，雷达城市三维建模是一个小问题，这个技术要是多行业、多部门的综合性应用，有点像北京8301工程一样，因为费用相对比较高，要用的时候不同的部门提取不同的东西，我们要提供的模型是多方面的，一个三维的东西出来以后，比如到了一个部门要看占地面积的整体，做城市规划做城市形体考虑，上面三维立面的问题；有的从容积率的角度和开发强度的角度，不同部门要的东西不一样，我们如何提取出来做不同的用途？这是其中很重要的一部分。

    在数字城市方面我们说了一个比较窄的应用方法，主要的应用领域有这么几块：DEM是很重要的应用、DOM前面报告中说到了、DLG的应用，三维我多讲两句，通常的模型对领导，比如政府领导一看这些光源，看三维房子立起来很漂亮，他很高兴，房子有没有误差，是五栋、六栋房子他不太关心，他关心全貌性的东西，如果你做的东西是给领导浏览，其实大可不必做可量测，但是规划师要选址，以前是升气球，派人去看，现在劳动强度大大降低，照比例放下去，现在精度要达到厘米级甚至几十公分的层面，否则决策是有误差的。这里面我们说可量测的三维是在专业上可以应用，因为每个东西是时间、费用、人工的代价在里面。三维模型更多的是指形体模型，最简单的办法我可以不用雷达，我就用地形图，500、1000立起来，三米一层就可以达到目的，但是如果地形不是平坦地区，在山上盖高楼，香港更关心的是房顶，我看香港地政司也没有做这方面的处理，在前期处理、报批的时候看屋顶和地形可以胶合起来就可以，我到底下看他们的房子是一直伸到底下，包括电子沙盘也要考虑。

    数据非常大，一个激光扫描下来是几个G甚至几个T的数据，怎么办？这里面就有识别的问题，否认到数据的沙漠里面想看每粒沙子什么样是做不到的，大部分要用计算机处理。这几年做得最成功的是把地面和建筑物分开了，但是后面还有很多的后续工作还没做完，这些信息里面判断如何识别还要考虑到专业要用什么决定识别的程度。高频信号的问题，从信号的角度，比如植被是高频信号，要光滑化。如果测等高线得到表面的问题，什么时候要植被的形态也不一样，农业部门要的是高频表面第一个回波的模型，搞地质、构造、滑坡关注是林下部分，提取的方法也不一样。有一些细节的东西，尽管分辨率可能是几十公分、一米，但是有一些目标可以看到，在雷达上面可以提取上面，要是做城市真三维把电线杆也做进去就很浪费，电子公司要用这个东西费用要涨，中间交叉的是危险的地方，以前翻山越岭找这些遗患，现在沿着路一飞亿提取出来，现在真三维的演示和模拟不重要，更重要的是找出疑似点，而且要给不确定性的量测指标。

    高压电现根据不同的高压幅，电场影响人健康有一个范围，真实知道它范围，看周边有多少人口受影响，如何解决这个问题，以前是一条线划过去就行了，真正要以人为本的话，这个数据还有进一步的研究价值。数据拿来如何表述？表述有很多种方式可以用二维表示，就看你做什么用，如果做总体规划书，了解区域建筑形态、密度、布局就做二维就够了，不用做三维，对雷达来说几乎可以全自动化处理，甚至不要多光谱信息形体就出来了，这是一种层面的应用，不能说它不重要。

    真正有用的我们感觉还是传统上的四个波段，RDG、热红外，这是规划中少花钱多办事的事情，因为描述的东西很到位，植被的红外的反射很强，很容易自动识别出来，自动植被识别出去还不行，用地还是按分离，公园独立地端的绿地是积累，如果利用土地分类关注这个还不够，还有很多相关信息在里面。你在多光谱信息，特别是红外信息加上雷达信息，我现在防止里面的绿化都可以识别出来，加入这个在大楼里面，在一定高度上有一块绿地，等到我们城市管理细化到这个层面，很多城市因为地面空间不够要做立体绿化，这时候我们要考虑这两个指标。

    可视化要看怎么说，可以把形体立起来也可以把材质贴上去，但是你付出多少代价，要花多少时间和费用，有几何信息、多光谱信息，这里面用点源或可视化不用太多的人工处理，因为最后这个东西是靠人判断就不需要计算机去建模，什么时候需要建模是后面的事情。可视化也是一个度的问题。

    我们如何利用新的探测手段，从用户的角度来看需求什么样的，激光扫描可以得到不同的回波，左边是第一个回波，我们要做交通调查，我们车子在书面底下停车的时候，里面的树挡住了停车的车子，最后一个回波，车底下的车子历历在目了。对我们城市的调查，搞摄影的时候都是十一月以后拍，现在也可以用雷达拍摄，雷达是动态的信息，这也是技术发展带来新的契机，这不是建模就行。

    三维景观颜色是按高层加上去，形体有度的问题，用雷达做的是真三维，你可以算它，一个房子体量过大这是一个定性的标准，多少是大，多少不大，如何转换同一问题，一个区域体量的平均值是多少，要要真实的数据支撑，避免出现判断主观性的问题，雷达加上几和约束条件，所有建筑物的墙是垂直的，可以在雷达的情况下把房子表现更接近，这个也没有贴材质，也可以做规划上的空间分析，因为它要靠人工的判断，在这个层面上会很快地理解。

    很多领导需要通过真三维仿真和他的生活结合起来，有助于把规划的意图传达下去，这个环境中再把影像套和上去，顶上的航空照片套在三维模型上，或是每个侧面都贴上去。商店广告都放进去，大家去那里看非常好，但是如果做城市空间的规划。

    模拟，比如淹水到什么程度，可视化的程度很高，可以很精细。可视化真正决策的是，荷兰1997年全国飞了一次，每个平米有一个高层点，全国每个地方都可以模拟，荷兰分了八个水位是人工控制。这里面有很多我不展开了，还有一类是地面激光扫描，在规划商业如何思考我们做了一些实验，有一些不是很成熟。

    三维体量的提取，包括工业的应用，因为很多化工厂管道变形带来潜在的危险，通过三维可以建模包括地下三维工程描述下来是精确真三维，可以在地面上一起建模，固建筑的考古，我们有一个863项目用激光扫描，这里面就是精确的点如何提取，其中一个例子就是福州三方七巷的改造，我们想做室内外一体化，还没做完，我们只拿了一部分的例子。

    这个影像是可量测的，点坐标可以量出距离的关系，一般的照片还做不到，这在固建修复和建造上可以用起来，把纹理去掉是传统的三维图，上面的纹理可以再进一步的提取。

    整体保护涉及到形体的问题，在周边的高楼里最后拼接，里面有几亿个点，因为是合在一起，顶上都要提取，我们试图用自动的方法提取，现在还有很多技术问题没有解决完，现在我们想用人工和计算机结合的方面一起做。

   （图）外观的扫描也可以很快地由地面的激光扫描。（图）鼎很细微的纹理特征，这个是凹多边形的三维。（图）纹理一致会匹配出错，激光扫描就会避免这个问题。（图）另外一个手段是拍照片的方法成本很低，若干的公司都在做，做表面模型，表面实体构建三维。建筑上有一些困难，整个墙面和大的细节地方还可以。（图）古墓的调查，这块的应用不错。（图）花瓶，激光扫描有一定的困难，因为有反光，用照片好一点。（图）洛阳龙门石窟。（图）广西南宁，做三维采集提取是开拓的一种应用方式，这个技术也发展日益成熟，激光扫描相关的技术希望通过这个机会介绍给大家，希望不同单位从不同角度考虑这些问题。

    建模的方法、角度、技术、软件可供选择的很多，我们应该如何把握也是留给大家思考的问题，不同专业、不同角度的专家、用户一起讨论，希望我们的技术可以有效、密切地结合起来。谢谢大家。

 

主持人（吴信才）：感谢詹教授为我们带来精彩的演讲。城市规划是数字城市应用的重点领域广州市城市规划自动化中心多年来在规划信息化、规划信息共享方面卓有建树。下面有请广州市城市规划自动化中心李时锦主任为我们带来《广州市城市规划管理的数字化应用实践》。

 

李时锦：谢谢大会主席，现在我跟大家做一个报告，广州市在城市规划数字化应用方面的实践，前面几位老师讲得非常技术化的事情，我在这里主要介绍一些具体的实践。

    我今天汇报的内容包括四个方法：第一、DPSS全过程数字规划支持系统与探索规划编制内容及方法；第二、奠定全过程数字规划支持系统的基础层和应用层的系统建设方案；第三、构建数字技术支持系的城市规划编制与管理体系；第四、目前应用的情况。

 

第一、全过程的数字规划支持系统的研究与探索，主要包括几个方面，众所周知，我们从前几年做我们的研究和探索，主要有几个方面的内容：

    1、支持规划问题发现与分析

    2、规划方案的设备

    3、支持规划方案的影响评价

    4、规划方案的比较与宣传

    5、规划项目审批

    6、实施过程的监控

    7、规划实施效果的合理评价与反馈。

    广州城市规划全过程贯穿整个系统体系包括三个层次：基础层、应用层、决策层。

    基础层上包括统一平台，一个平台一张图、一本书，一个平台指广州城市规划局在近二十年里做的东西集中在网络上。“一张图”把所有的规划力图集成在一张图。一本书指我们在规划、管理、编制中的标准。

    应用层上包括城市规划业务办公系统，政务办公系统、城市规划地理信息系统、决策支持系统。

    决策层包括三维、动态规划信息系统，城市规划编制与管理决策系统，三维城市的仿真系统。

    目前我们在基础层、应用层方面的建设已经基本完成，我们目前主要做的工作构筑我们的决策层，我们规划、编制与管理决策，三维的区域仿真和动态的系统上。我们的基础层和应用层把主要的地方列一下：第一、统一信息叫做平台；第二、规划办公自动化系统；第三、电子报批体系。我们在规划局应用信息利用上发现一个很大的问题我们在信息化方面投资日益增加，而这个系统也越来越多，出现的问题在信息孤岛、信息交换方面出现了很多的问题，我们当时有一个比较形象的比喻，当我们投资越来越大，各个孤岛之间的面积会越来越小，而各个孤岛之间的距离会越来越大，出现的结果是所有的孤岛会淹没在海洋重，为了解决这个问题四、五年前我们提出建设广州城市规划的统一信息交换平台，经过三到四年的建设，这个系统已经初步完成，而现在已经在应用在广州市城市规划管理的体系，所有的分局、市局都应用在上面，这次我们做广州数字详规和总规方面做了很大的工作，在信息共享方面做了很大的贡献。统一信息叫做平台是规划系统用，现在应用的领域拓展到广州是有关的政府部门，各区的政府都在使用统一信息交换平台。

    规划办公自动化系统是广州规划局必不可少的系统，这也是我们获取信息的电子末梢。

    电子报批系统我们应用几年的时间，应用的效果非常良好。

    整个信息交换平台总体的框架，整个交换平台在这里，包括安全中心、交付中心、数据中心、数字备份中心，我们正在考虑要建设，除了数字中心以外，我们将要做远程的数据备份中心，我们整个的交付平台的用户和数据源是各个分局，各单位，在里面建一张PPT，现在包括区政府和相关政府部门。我们应用的服务平台是会议系统、电子政务、电子报批、城市仿真、数据档案馆等一些应用领域。我们为建设数据交换中心我们所建一个数据中心，目前这个数据中心构成是由两台主服务器，还有两台专业的存储方案，数据中心的建设三年前投入使用，目前由于数据量增长非常迅猛，每年增长的量非常大，我们现在将准备建设新的远程数据容灾中心，这是整个广州城市规划局的结构，现在基于城市宽带，和城域网上做的，我们同时在宽带上建了一个基于VPN的解决方案。（图）我们做的整个管理系统包括GIS、业务办公、数据共享、政务管理、内部营运、信息共享、审计平台，大家知道规划管理上面几乎所有的决策都是由会议决定。

    （图）应用的环境，这个应用的环境我们在这里会看到，这里面提到我们办公系统2006版的项目，这是广州局抛弃用十年的基础上重新开发的新的办公系统，使用微软最新技术做的系统，基于工作流、智能客户端做的系统，这个系统在应用的过程中做了13个月，而且这个系统做出来的效果基本达到我们设计的目标，因为当初的设计为什么要抛弃原来做的，因为我们原来做的没有考虑各个分局和各个区政府，用了十年的系统，虽然还有很多很好的地方，但是我们考虑发展的需要，我们决定开发一套新的系统。

    我们电子报批的系统，发展到报建同、修详通、验收通，管线通，这些应用系统对广州的城市规划管理起到了很大的作用，特别是对一些数据的获取，数据库的更新以及对一些无良开发商蒙骗政府方面起到很大的作用，现在很多广州的建设商都必须应用电子报批，电子报批体系目前在应用的是二维，数据详规将要变成三维的数据报批体系。

    第三，构件数字技术支持下的城市规划编制与管理体系：总规、控规、修详规。规划方面最主要完成的是控规，分区规划最早用数据技术来完成同时我们在开展的是数字总规，广州市新一轮总规的编制，现在我们利用数字化的技术做，这是全面化的数字技术，我们在同时做修详规。

    我现在跟大家介绍一下数字总规，数字总规的基本概念可能有很多人理解为对规划的结果进行数字化的建库和管理，最初期所有这样的运用都是针对成果来做，我们现在提出的问题，我们不单单只是对成果进行管理，因为对成果的建库和管理，我们将在十年前已经做了这样的工作，目前我们考虑的是，把整个总体规划的过程全部利用数字化的技术，把它整个过程一个所有的痕迹全部保留下来，而且我们所推崇规划设计的编制，使得不同地域的设计师、规划师在不同的时间内、在不同的地域利用我们所提供的平台做同一个设计，最初我们提出这样设计目标最初的考虑是因为，目前广州市的管理规划是由若干个单位做，有在北京、上海、南京、广州，我们考虑到他们都需要电子数据的支持，安全方面也有很大的问题，我们最初的考虑是我们是否可以在一个网络平台上进行规划的设计，慢慢再逐步发展把所有规划变成的机制和方法、管理成果应用利用数字化的技术进行管理。在规划方面进行一些创新和变革。

    整个数字总规的目的是以数字化的手段、信息化的手段全面管理总规编制的全过程，并延伸到各层次的规划管理过程中，传统的办法很难应用到低层次的规划领域，我们现在试图运用信息化的手段，把计划编制出来的成果通过我们现在的方法可以制导我们的控规、修详规。

    第二，为总规修编全过程的每一个阶段提供必要的信息化支持。

    工作的目标，充分利用我局在城市规划信息化工作方面的巨大优势，广州已经做了整整二十年的城市规划，广州城市规划局一直做一件事情，就是城市规划信息化，这二十年没有停顿，虽然有反复一直做这方面的工作，所以它具有很大的优势，包括在数字资源、人力资源、理念方面的资源，都具有非常大的优势。

    以信息技术为支撑，以现状信息为基础，以协同化、网络化为工作方式，以定量分析为主要手段，加强总规编制成果的科学性和操作性，我们现在做土地现状利用的调查都是为日后总规编制的定量分析打了一个基础。

    建立总规、控规、修详规良好的衔接和互动机制，巩固控规为核心的规划体系，统一的平台规划管理的系统。

    整个技术手段是把整个总规的生命周期用数字化的手段记录下来，像标准化、过程的控制、质量的控制、过程的重现、版本的管理、信息共享、协同工作、模型分析等做在一条线上，能够把它全部管理起来，以前在广州上一轮总体规划编制里面，最后我们需要用的成果拿出来的版本有N个，而且没有人讲得清楚哪一个是最权威的版本，而且几乎都是没有可能做，我们从去年年中开始做的事情，我们每一个过程，每一个成果都记录下来。而且我们也把一些工业化的理念，像PDM的手段应用在上面，比如前两次他们是怎么做的，都可以在我们管理系统中看到。

    数字总规，试图对总体规划编制方面有一些突破，做一些技术方面的突破，建立信息化项目管理，把信息化、技术引进到规划变化中，把项目管理的原理引进到项目管制，我们引进协同管理的工作平台作为我们整个总规编制和组织的管理工作平台，这个平台的应用在很大程度上协调了我们参与工作的各个部门、各个规划师的工作，目前所有参与编制的单位都应用了这个平台。信息共享的工作得到很好的应用。

    采用以定量分析的基础的现状调查与总归编制方面，创新总规编制的工作方法，现在广州为编制总规用的土地利用现状现在几乎完成，而且同步进行定量的分析，而且给我们编制单位，像前两周广州市规划回顾会上很多成果运用我们提供定量分析的成果。

    建立一张图模式为导向的数字规划管理系统，创新总规实施的途径，因为广州市“一张图”的实施模式已经深入人心，我们也希望把新一轮总规的成果更进一步丰富“一张图”使整个规划实施里面，能够有很好的实施途径。

    整个数字总规的意义主要有几方面：

    1、编制方法的科学性

    2、编制过程的可控性

    3、编制成果的可操作性

    4、编制效率的提升

    5、整个编制模式的理论方面的创新。

    目前总规开展的工作：

    1、技术文件的制定以及实施方案，我们制定了大量的标准以及一个实施方案，利用项目管理的方法做。

    2、周密组织总规需要现状调查的工作，我们这次为总规所做的调查，也许在国内没有几个城市像广州那么细，去到每个居委会，去到每一个居民点做。

    3、建立总规项目的管理保障平台，为整个规划管理到位提供了充分的信息技术保障

    4、分析研究总规成果“面向管理、立足实施”的应用模式，比如设计平台、应用平台。

    5、正在建立一些相关的分析模型进行规划定量的分析，这些模型一些交通、人口、公共设施等模型建立的工作。

    我们近几年做得比较大的就是数字详规，我们大概在今年五、六月份开始启动做这项工作，今年年底我们需要完成的是40平方公里包括现状的三维建模以及规划的建模，而在明年我们将要完成160平方公里的现状建模以及规划详规的建模，按照原来的计划在三年之内把广州7734平方公里的建模完成，大概有600平方公里的规划进行建模，这个工程量非常巨大，而且在这周刚刚通过市组织的项目立项工作。我们6月份到现在完成将近20平方公里规划编制建模和现状的建模，按照我们的计划我们会在今年11月底完成40平方公里的建模。

    而数字详规的意义，是完善广州市数字化规划控制体系，实现城市规划精细化管理，创新规划理念和技术方法，提高规划编制的科学水平，实现城市规划可视化管理，提升规划宣传的技术手段，吸引公众的参与。我们目前已经有平面的规划，在我们的万占上已经做了，但我们现在希望把三维做在上面，充分利用各种先进的技术，GeoEye、遥感、网络、多媒体及虚拟仿真等技术辅助广州市详细计划，通过建立广州市现状和规划三维模式和属性数据库，搭建一个充分、直观展示城市地形、地物和城市形态的数字化可是平台，为城市规划、城市建设提供信息服务。   

    数字详规包括几个方面：标准制定、资料采集、建模、规划编制、规划管理的应用。

    在这里大家会看到分成两大部分：现状与规划的建模，包括建立城市三维仿真模型数据的标准，建设工程电子报批的技术指引，像建设工程报批的技术指引，目前两维我们已经运用很好，现在我们需要增加三维方面的信息补充报批的指引，刚刚听到几位专家提到很多利用遥感技术、激光技术做的，我们现在用的建模的资料非常传统，利用人工的拍照的方式把每一栋建筑物五个面全部采集下来，我们建的模型非常精细，像詹老师讲到的，三维建模在城市规划上有不同的用户，有规划设计人员、规划管理人员、领导、专家，比如领导要看的是非常精细，我们做出来的实验区给设计人员看的他们觉得可以了，给管理人员看的他们也觉得可以了，给市长一看说不行，不够真实。所以做这个东西，在这也跟在座同行交流这个问题。

    数字详规的内容：建立广州市市域城市现状三维模型库，编制控规导责范围内的修建性的详细规则。

    整个设计的思路：建立一系列的三维建模的规范级标准，与三维的规范，建立一系列技术的标准、编制的标准，这一次计划编制的详规，业主缺位，我们是以公共利益为主导做，采用分级的思想建立三维模型，根据地物的重要程度划分为建模的等级。

    在整个系统建设上采用多平台的系统建设思路，大场景应用、小场景应用采用不同的软件来实现。目前我们针对市长、市领导、设计人员、管理人员应用不同的模式。

    建立一个模型动态的更新机制，主要利用电子报批，重点项目的建设，在广州一些特有管理体系建立起我们整个模型动态更新机制。

    最大限度低保户我们已有的投资，充分利用现有的网络、软硬件平台，目前整个系统建设采用的建设路线和其它地方不一样，我们把数据、系统做好再采购我们的设备，目前设备的采购在第一期的投资上并没有很多设备方面的费用。

    （图）  规划建模与规划编制的接口。整个建模的方案做到整体城市轮廓准确。整个应用系统包括在原有系统上面加上三维系统的组件。

    我们提供B/S的系统，我们基于有互联网的应用平台，整个系统划分五个方面：第一、面向领导、专家的系统，主要在会议上面；第二、面向规划、业务人员，三维辅助决策子系统；第三、面向建设单位的三维辅助决策子系统；第四、面向规划设计人员的辅助设计子系统，主要提供给规划设计人员用；第五、面向公共的三维辅助决策子系统，现在我们考虑的是提供给广州市城市规划展示中心应用的平台。

    更新的机制，主要利用设计单位、建设单位报建资料，在统一的标准下，利用电子报批的体系实行三维数据动态更新。

    应用情况：第一、统一平台应用，目前所有分局、市局、区政府都在应用。电子报批，我们的目标是所有规划管理的业务都实行电子报批；第三、数字总规应用；（图）规划定量分析。第三、数字详规的应用，（图）提供公众演示平台。

    我们计划未来年中，广州全过程数字规划支持系统的设计目标，更进一步提高广州城市规划管理的水平。

 

主持人（吴信才）：CAD作为城市设计的主要技术支撑与GIS基础似乎难以真正融会贯通。数字城市是否能够打破这个禁锢呢？有请武汉大学虚拟现实实验室主任朱庆教授为我们介绍《数码城市GIS：沟通BIM/CAD/GIS的桥梁》。

 

朱庆：谢谢主席，朋友们上午好！首先我要感谢大会给我这个机会跟大家分享自己研究的心得和一些思考，这次想讨论的问题是在数字城市建设中我们如何更好地整合建筑信息模式，计算机数据设计以及我们很多人都关心的地理信息系统，所以我以这个题目宏观地表达我自己的一些认识。

    主要想从下面几个方面来探讨：首先我们想看看中国目前城市建设和发展情况，我们要讨论数字城市首先必须深刻理解城市客观存在的特征，而这个特征也是我们一直思考的出发点，我在想中国当前城市发展的特色是非常明显的，这个特色可以放在全世界的事业中做。北美、欧洲、日本基本建设在二十年前甚至三十年前已经完成，由于中国的人口非常庞大，我们城市的发展已经在地上和地下空间快速地成长，这个特征是世界上很多国家没有的，导致我们所需要很多的技术要很多创新，不能简单地跟国际接轨甚至引用，现在中国的发展引起全世界的关注，欧洲电子导航系统非常可靠，因为它的信息没有变化，一年更新一次就足够，但是中国不行，这需要有更好的技术来支持。

    城市的建设应用不是少数专门的人员关注，涉及的面越来越广泛，过去我们很少熟悉的比如供应商、承保商、维护管理人员、安全与应急等等都会全面介入。我觉得目前巨大的问题就是贯穿整个城市建设过程集成的信息，数据处理有各种专业，如何在不同的人员中有机的协同，不仅简单的共享，要协同起来是我们当前思考、面临越来越紧迫的问题。

    城市设计当中在计算机出现以来，在改变城工作的方式和模式，社会、经济、建筑、形态、功能等，往往用不同的数据、不同的软件、不同的系统来解决，但是很简单，城市是一个复杂系统，复杂就在于所有的因素都在相互作用。从全球尺度关注非常详细，0.4米的影像我们可以很快得到，我们可以由能力获得详细的信息，一个建筑物的信息也不考虑建筑物的信息，考虑周围经济的关系，设计人员从微观想到宏观，这两个世界要走向协同，传统的世界用不同的要都思考的问题，现在需要集成的环境。这个领域在两年前在思考如何在传统GIS和计算机技术建立畅通无阻的桥梁，弥补技术的鸿沟，现在成为大家的关注的问题。

    GIS提供了非常好的解决方案，基本的意图就是希望能够有机地整合现在日益兴起的计算机辅助信息和地理信息系统，我们说三者完全覆盖不同的领域，不同的专业，我们希望不同专业的位置的实体不同，但是在虚拟的计算机世界是虚拟的，我们可以一次获取，而且可以多处应用，目前我们看到展览，越来越多新目光是三维的表现，而三维信息需要最大的手段和人力的耗费，我们是否和做二维一样，不同的部门都根据自己的需求获取不同的信息，这是导致未来城市数字化或是城市信息化很大的瓶颈，经我们思考，解决城市数字化走向三维空间可持续发展，必须在不同的区位传统的设计、管理，使我们所有的信息就是对客观世界准确的描述，大家可以根据自己的需求共享，这也是最近几年国际上思考对多地也是我们研究的热点。

    解决这个问题的途径有哪些？我们可以看到，还是从数据标准方面解决数据共享，这不是根本的途径，每个部门有用自己的数据，仅仅是通过数据的交换、分发来满足我们的需求，很难解决数据一致性的问题。我们最终的解决办法应该走向集成的环境，一个城市的可视化可能有很多的软件，基本上没有获得可视化的软件，这个软件很难渗透到整个思考。这集成的环境是未来网格GIS信息基础信息建设的基本特征。

    很有意思的是，我在报告之前看到我们国家在“十一五”国家支撑计划中立项研究建筑信息模型，这些信息对未来更复杂的城市的管理和运营非常重要，现在我们思考把这些信息有效了集合起来，在传统的模型下有效地聚合，这是信息的集成，我想对城市的信息化非常重要。

    其中我们看到，不同领域的信息如何整合起来满足不同领域、不同方面人、不同业务的需求，基本问题是表达，我们在概念上、思想上如何统一？这些语言我们有很多认识，大家比较熟悉的地图，现在我们大家常用的地理信息图未来是什么，我们是否像过去的图纸用二维的图象统一连接所有的信息满足这个需要呢？这显然不行，当考虑建筑物内部的时候，不同结果的信息难以在二维抽象的轮廓线上关联，要在三维动态的空间里才能有机整合，这个发展如何满足人们日益增强的需要，特别是Google未出现以后，现在所有人都说要走三维，三维从哪里开始？我觉得应该是认识，认识上行动才能统一。

    目前我们有很好的手段来完成数字化，但是数据量堆积到一定程度的时候，如果没有很好的模型和方法、技术来整理，这个数据就会成为灾难，比如大家看到的展览里面，很多产品，很多公司，很多企业都有很多信息想表达出来，但是靠什么方式表达？并不是三维好二维就不好，但是你想表达什么意图，想吸引人们什么目标和眼球这是我们思考。

    我当然想建立信息网格的时候，我们最终的目标是什么，共产主义是最理想，但是我们一定要有一个理想，GIS发展理想是什么？我想就是智能的系统，这个系统好比人真正生活中的另外一个系统，这个系统和我们生活伴随，无处不在，GIS发展的劲头是消失，消失不是没有，是消失我们眼前生存在我们周围各种工具中，比如我们的手机，我们日常工具中都有GIS存在，这不是一个工具，而是一个环境，所以从GIS未来的发展，一个很大的变化，目前我们已经完成或是比较好地解决数据标准化在网络环境下的共享问题。下一步我们要解决不同领域这种协同，最基本的就是要围绕每个人个性化的需求，这种个性化的需求是多层次的，可能有传统的地图功能，这是我们提出虚拟环境的概念，虚拟城市环境就是空间上是三维的，不仅有地面、地表还有地下，而且是不同层次的观察，我们可以飞到宏观国家的层面，这是我们每个业主、个人的层面，这是在一个层面得到的支持。

    过去我们研究往往是把地上、地下、室内、室外是分离的，现在我们应该走到一起。这里面我们提出数码城市建设，因为我们还不想把它简单称为数字或虚拟城市建设，目前我们可以做的是可以建立一个数码城市的GIS，这个GIS是人们需要的形态，但是每一方面的内容都有本质的变化，数码城市GIS不是传统简单多尺度地概念，二维GIS是整体上隔离，一个比例尺的数据统统按同样的规范来抽象、简化，数码GIS是面向每一个目标，每一个目标不同，目标可能很大，尺度变化很多，它是面向个性化的，我们实际上面对的现实，我们眼前非常熟悉的经济一样，在这个环境里面我们可以有机地整合过去、现在、未来规划、设计的成果。这是从现有的城市GIS走向虚拟城市非常重要的环节，数码城市GIS。

    数码城市GIS的应用，我觉得在GIS建设方面发挥着非常重要的作用，数据库表现为集成的数据库，不再是GIS的桌面，虽然我们有B/S的模数，数据库的分离、不同比例尺的分离非常明显，而且数码城市GIS是真正化、可视化的数据库，之间是可以协同的。可以提供灵活的可视化，不仅是地图的表现形势，可以交付的动态式的可视化，可以根据人的个性化表达你感兴趣的信息。最终还支持我们对整个世界的建模和规划，在数码城市的GIS有更丰富的信息可以表达更加的准确。在大家熟悉的城市规划里面，数码城市GIS可以很好地完成业务所需要的决策支持，这是一些最基本的部门。特别是真实感的多维可视化，它综合表达了多维的表现，每一维都可以在一定的层面和角度表达我们需要的对象和区域，而不再是某单一的角度，多视点、多路径、多角度的洞察事实。

    我们可以提供很多基本的工具，三维的分析，叠置的分析，有了这样的精确的信息，可以把我们过去想做到复杂的环境量化，除了看得见的形态，还有很多影响环境质量的大气，都可以在这个环境中得到模拟和交互影响的分析。比如大家看到的这些信息，而且可以支持不同专业的人员在这个环境里面协同，协同的前提每个人可以得到自己充分的信息。我强调的是移动增强现实，人是以信息化的手段来解决，我们要利用信息化手段增强我们对现实世界的了解，人们最大的缺陷是很难对看不见、感觉不到的事物继续把握，恰恰数字化的技术、信息化的手段支持我们可以解决，这个解决的前提就是我们有一个对现实世界更充分的描述，这两者结合在一起，比如一个建筑物，为什么我们强调和建设结合，因为我们现在所有手段往往是解决一个复杂建筑物的外观，而外观对于我们来说并不是非常重要制约性的因素，而是这个建筑的结构，特别是内部各种设施的分布对人活动的影响巨大，而且这些信息全靠后期获取成本非常高，而且还不完全准确，在设计、建设阶段可以建立起来的，当一个建筑物应急反映的时候，更重要是了解内部之间的影响，如果是火灾要分析管线之前的关系采取有效的决策。

    这样的信息仅仅靠我们对现状的分析是不够的，而且要充分整合现状和建设方面的信息，这样说明我们对现实世界的千里眼的能力。导航的技术现在已经很普及，现在我们的导航是否达到完美的程度？不是，比如我走到不熟悉的街道，不知道前面车道该左拐还是右拐，很容易违章，很容易罚款，现在城市导航有更准确的程度，不仅对方向有个了解就可以，而且要了解行车的车道有哪些规则，有哪些特殊的情况及时让你做出决策，这都是在三维空间里面面临的问题，针对这些我们小组也做了一些思考和基本的探索，比如我们看到早期对数字模型的研究，通过十多年的积累，目前全国、全世界已经相当成熟，可以自动获取这种模型满足各种功能的需要。

    我们面临各种人工、地物的建模表达和应用，我们如何整合不同的专业，建设、施工、GIS的信息，我们业提供了一些相应的信息，从GIS的角度出发，面向各种城市，各种领域来思考，这个原形代表我们未来发展的方向，这个模型是基于三维的框架来整合不同层次，包括几何、物理、行为的要素。特别是对于房屋，我们在表达最小的几何单元，以此管理的各种观念，这才是解决现实世界的问题，如果你仅建立一个房子的外轮廓，你要分析这个房子发生的变化是没有意义的，你要分析一个墙的变化，对车道也是如此。到一个行车道目前知道每一个车道以及与此关联的交通信息才能支持未来更复杂、更准确的应用，当然我们说可视化是表达信息，如何解决？

    对于大范围的数据来说，目前全世界都是一个难题，但是我们要研究如何来解决，我们说计算机资源的发展不可能满足人力的需求，我们要研究恰到好处的满足。其中有一些很特别的思考，比如感知驱动的三维模型，以前我们可能建立很多模型，每个人做一遍，这样很麻烦，我们不是只根据几何，每个人的需要是不同的。

    最近我们做了一个项目，数字文化遗产体现综合技术的价值，技术特征是什么？就是在从设计开始到施工最后完成充分利用科学技术，这个技术不仅使设计的模型可以清晰满足建筑物的安装，而且最后的成果自然成为一个完整的档案，档案本身不是很重要，中国的文明史非常的源远流长，很多文化遗产我们只知道是什么样子，但是很难重修，很难维护。比如故宫，故宫我们都知道，他坏了怎么修复，里面的层面我们不知道，除非把它打开再重建，但是我们做不到，中国越来越多的建筑，很多复杂的建筑物我们不希望留到以后让后来人重新恢复，现在我们把档案留下来，为以后的发展研究留下更全面的资料，我们认为首次完整记录建筑物完整的信息，每个部件组织复杂工艺的信息，以及与此联系的信息，就是完整的建筑群、文化遗产的档案，这个档案是可以交付的。

    很幸运这个项目明天上午就会在武汉举行，我们希望这个成果会得到认识。

    我们所探讨的数码城市GIS就是和现在大家面临的工具有很多的相似之处，我觉得它为我们有效的沟通，传统不同领域的专业，不同领域的技术，来建立一个真正微少我们集成、有机的环境提供一种思路和方法。

    谢谢大家，同时预祝大家中秋节合家欢乐。

 

主持人（吴信才）：感谢朱教授的精彩报告。感谢各位专家为本次论坛做的精彩演讲，至此，数字城市共性支撑论坛的讨论全部结束。最后，祝贺第三届数字城市大会圆满结束。