姜榮勛 李杰 林均玲

摘要：針對(duì)“數(shù)字城市”概念提出建設(shè)“數(shù)字蓬萊”的必要性和可行性，蓬萊作為一座縣級(jí)城市現(xiàn)在已經(jīng)在這方面做出可喜的第一步。

關(guān)鍵詞：數(shù)字城市 三維仿真 GIS

1 問(wèn)題由來(lái)

“數(shù)字城市”是在1998年1月，由美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)枺ˋ.Gore）提出的"數(shù)字地球"概念發(fā)展而來(lái)的，從概念的提出到相關(guān)的學(xué)術(shù)討論、技術(shù)研究論證，現(xiàn)在已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為世界各國(guó)信息化建設(shè)水平高低的重要標(biāo)志。

城市三維仿真建模技術(shù)，是利用地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提取現(xiàn)實(shí)生活中涉及到的地理特征數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)中予以重現(xiàn)，建立城市仿真工程，也就是建立一個(gè)基礎(chǔ)地理信息框架，這是二維城市地理信息系統(tǒng)的延伸，是城市信息化發(fā)展的必然方向和最終目標(biāo)，也是人類(lèi)進(jìn)步和文明發(fā)展的重要標(biāo)志。城市三維地理信息系統(tǒng)建設(shè)是“數(shù)字城市”的基礎(chǔ)，城市三維仿真模型是城市三維地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，是“數(shù)字城市”的基礎(chǔ)框架，我們附近的許多城市已經(jīng)或正在做這方面的工作，例如：“數(shù)字青島”三年前就開(kāi)始建設(shè)；“數(shù)字威?！表?xiàng)目已經(jīng)完成并且正應(yīng)用于實(shí)際工作中；煙臺(tái)規(guī)劃信息中心的“城市新區(qū)三維輔助規(guī)劃系統(tǒng)”現(xiàn)在也基本建成；煙臺(tái)開(kāi)發(fā)區(qū)的輔助規(guī)劃決策系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一年的工作也即將投入使用，萊州、龍口也在準(zhǔn)備開(kāi)始投入建設(shè)。在“數(shù)字地球”、“數(shù)字中國(guó)”、“數(shù)字山東”的大背景下，建設(shè)“數(shù)字蓬萊”已是大勢(shì)所趨，而建設(shè)“城市三維仿真模型”就是為“數(shù)字蓬萊”搭建一個(gè)基礎(chǔ)框架。如果我們不及時(shí)在此項(xiàng)工作上下大力氣奮起直追，迎頭趕上，我們將跟不上時(shí)代的步伐，制約城市的信息化建設(shè)。

2 蓬萊城市三維仿真模型建設(shè)

在規(guī)劃局的大力支持下，蓬萊城市三維仿真模型建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了單體模型建設(shè)階段，到目前為止，他們累計(jì)拍攝照片300余張，制作單體模型150多個(gè)，范圍含蓋北關(guān)路以北的大部分區(qū)域以及鐘樓北路兩側(cè)，做好了模型集成的準(zhǔn)備工作。系統(tǒng)建成后將達(dá)到以下目標(biāo)：

2.1 適應(yīng)蓬萊經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的需要

自改革開(kāi)放來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到長(zhǎng)足發(fā)展，取得了令人矚目的成就。2001年11月11日中國(guó)正式加入世界貿(mào)易組織（WTO），中國(guó)經(jīng)濟(jì)和世界經(jīng)濟(jì)至此溶為一體。這給中國(guó)帶來(lái)了巨大發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也不可避免的要面對(duì)各種挑戰(zhàn)。高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)必然要求高效率的政府行為和良好的外部環(huán)境與之相匹配、相適應(yīng)。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、辦公自動(dòng)化技術(shù)以及以3S技術(shù)（地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）、全球定位技術(shù)（GPS）和遙感技術(shù)（RS））為代表的先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)等，推動(dòng)蓬萊各部門(mén)管理的科學(xué)化與現(xiàn)代化，可以為蓬萊經(jīng)濟(jì)跨越發(fā)展打造良好的投資環(huán)境。

2.2 滿(mǎn)足上級(jí)業(yè)務(wù)主管部門(mén)管理要求的需要

“十五”計(jì)劃期間，信息化工作將是各級(jí)政府、各職能部門(mén)的主要工作內(nèi)容之一。各級(jí)地方政府正在廣泛運(yùn)用高科技，建設(shè)數(shù)字城市、智能化小區(qū)、信息化農(nóng)業(yè)、智能交通系統(tǒng)等，以提高管理水平，改善軟環(huán)境。包括規(guī)劃、國(guó)土、建設(shè)、房管等在內(nèi)的各部門(mén)的信息化工作開(kāi)展的如火如荼。在這樣的形勢(shì)下，蓬萊積極開(kāi)展信息化工作成為必然趨勢(shì)。盡早著手此項(xiàng)工作，一方面可以提升蓬來(lái)規(guī)劃管理的數(shù)字化、信息化水平，另一方面技術(shù)上走在全國(guó)縣級(jí)市信息化工作前列，成為學(xué)習(xí)的楷模、表率。反之，兩、三年后在國(guó)家政府和行業(yè)主管部門(mén)的行政要求下再著手此工作，則工作顯得被動(dòng)，成本加大，嚴(yán)重影響蓬萊市的信息化進(jìn)程。

2.3 為認(rèn)識(shí)物質(zhì)城市打開(kāi)了新的視野，并提供了全新的城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的調(diào)控手段

如果成功建設(shè)蓬萊老城區(qū)25平方公里的精細(xì)三維城市模型和50平方公里的三維數(shù)字高程模型。城市規(guī)劃師在有準(zhǔn)確坐標(biāo)、時(shí)間和對(duì)象屬性的三維虛擬城市環(huán)境中進(jìn)行規(guī)劃、決策和管理，就像走在現(xiàn)實(shí)的城市街道上或乘坐直升機(jī)觀察規(guī)劃、設(shè)計(jì)城市空間布置、綜合配置城市資源、改善交通系統(tǒng)活動(dòng)一樣。

規(guī)劃決策者、規(guī)劃設(shè)計(jì)者、城市建設(shè)管理者以及公眾，在城市規(guī)劃中扮演不同的角色，有效的合作是保證城市規(guī)劃最終成功的前提。三維城市重建技術(shù)為這種合作提供了理想的橋梁，運(yùn)用三維技術(shù)能夠使政府規(guī)劃部門(mén)、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商、工程人員及公眾從多種角度，實(shí)時(shí)互動(dòng)真實(shí)地看到規(guī)劃效果，更好地理解規(guī)劃師的設(shè)計(jì)意圖，評(píng)估景觀設(shè)計(jì)影響。這樣決策者的宏觀決策將成為城市規(guī)劃更有機(jī)的組成部分，公眾的參與也能真正得以實(shí)現(xiàn)。這無(wú)疑將為調(diào)控城市、預(yù)測(cè)城市、監(jiān)管城市提供革命性的手段，同時(shí)，這種手段是一種可持續(xù)、適應(yīng)城市變化的手段，從而為城市可持續(xù)發(fā)展的改善和調(diào)控提供了有力的工具。這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤(pán)乃至動(dòng)畫(huà)等所不能達(dá)到的。

2.4 有利于提高規(guī)劃方案設(shè)計(jì)修改的速度和質(zhì)量

運(yùn)用三維城市系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者可以很輕松的進(jìn)行修改，改變建筑高度或改變建筑外立面的材質(zhì)、顏色，改變綠化密度……所見(jiàn)即所得，只要修改系統(tǒng)中的參數(shù)即可，而不需要象傳統(tǒng)三維動(dòng)畫(huà)那樣，每做一次修改都需要對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行一次渲染。這樣不同的方案、不同的規(guī)劃設(shè)計(jì)意圖通過(guò)三維城市系統(tǒng)實(shí)時(shí)的反映出來(lái)，用戶(hù)可以作出很全面的對(duì)比，并且可以很快捷、方便的隨著方案的變化而作出調(diào)整，輔助用戶(hù)作出決定。從而大大加快了方案設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，提高了方案設(shè)計(jì)和修正的效率，也節(jié)省了大量的資金。

2.5 有利于提高政府規(guī)劃決策的精確性與科學(xué)性

由于80％的信息與地理數(shù)據(jù)相關(guān)，只有把這些信息分布到空間上，才能真正發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理，揭示事物發(fā)展變化的規(guī)律，為政府職能部門(mén)的規(guī)劃決策提供精確可信的依據(jù)。建模項(xiàng)目通過(guò)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查、自動(dòng)入庫(kù)，確保了規(guī)劃決策所需要的空間數(shù)據(jù)的高精度，也就在一定程度上增強(qiáng)了規(guī)劃成果的精確性和科學(xué)性。

2.6 有利于擴(kuò)大影響，增強(qiáng)招商引資的吸引力

蓬萊作為正在迅速發(fā)展中的沿海城市，外商投資、國(guó)際合作業(yè)務(wù)逐步增多，如何通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段將蓬萊的外在形象最佳的展現(xiàn)在投資者面前，彰顯城市魅力，是給投資者留下很好的第一印象、并進(jìn)一步打動(dòng)投資者的前提因素之一。通過(guò)開(kāi)發(fā)構(gòu)建蓬萊的空間地理基礎(chǔ)框架，以平面、三維仿真等多種形式借助觸摸屏、網(wǎng)絡(luò)、參觀介紹等多種手段發(fā)布有關(guān)蓬萊的基本信息，有利于擴(kuò)大影響，增強(qiáng)招商引資的吸引力。

2.7 為建設(shè)“數(shù)字蓬萊”做好基礎(chǔ)

在此空間地理基礎(chǔ)框架的基礎(chǔ)上可掛接土地、房產(chǎn)、林業(yè)、水利、礦產(chǎn)、交通、公安戶(hù)籍等信息，很輕易的建成其它管理信息系統(tǒng)，提高城市的整體管理水平。

3 結(jié)束語(yǔ)

蓬萊三維城市仿真模型的建設(shè)，有利于土地利用、城市規(guī)劃建設(shè)以及其它各類(lèi)資源管理、充分挖掘資源的利用潛力，有利于提高職能部門(mén)的辦事效率、改善政府形象，能夠進(jìn)一步確保規(guī)劃管理日常業(yè)務(wù)的高效有序的實(shí)施，有利于提高政府規(guī)劃決策的精確性與科學(xué)性，并且能夠帶來(lái)顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)然，“數(shù)字蓬萊”建設(shè)需要投入大量的人力和物力，尤其是資金的一次性投入巨大，而見(jiàn)效比較緩慢，先期的城市三維仿真建模也是緩解資金壓力的一種有效方法，我們堅(jiān)信，政府高瞻遠(yuǎn)矚，有決心早日實(shí)現(xiàn)“數(shù)字蓬萊”，測(cè)繪職工也一定有信心和勇氣早日建成城市三維仿真模型，使其早日服務(wù)蓬萊社會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳立新.數(shù)字地球，數(shù)字中國(guó)與數(shù)字礦區(qū).礦山測(cè)量.2000，第三期.

[2]楊必勝，李清泉，梅寶燕.三維城市模型的可視化研究.測(cè)繪學(xué)報(bào)，2000，第二期.

[3]路興昌，薄立群.信息城市中虛擬可視化的研究.測(cè)繪學(xué)報(bào)，2002，第三期.

[4]李德仁.數(shù)字地球與“3S”技術(shù).中國(guó)測(cè)繪，2003，第二期.