数码城市（CyberCity）的概念、技术支撑和典型
应用
李德仁院士 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室
摘要
本文介绍了有关数码城市CyberCity的概念、技术支撑和典型应用。论文从CyberSpace的概念出发，引出CyberCity的概念，随后从建立数码城市的需要出发，简要介绍了其六大支撑技术，即信息高速公路与计算机网络技术、航空航天遥感技术、三维数码城市GIS技术、差分GPS技术、城市差分GPS服务系统技术和数据库管理技术。文章第三部分重点介绍了数码城市的主要应用。文章的主要结论认为：数码城市作为信息时代城市发展的一面旗帜，应当高高举起。
关键词
赛博空间，数码城市，GIS，虚拟现实技术，航空航天遥感技术，差分GPS技术，联邦数据库与互操作，三维城市规划，智能交通。
（一）从赛博空间到数码城市
1.1 赛博空间（CyberSpace）
赛博空间的概念是美国小说家Wiliam Ginson最早提出的，他在1984年出版的著名科幻小说《精神人》中，将赛博空间定义为由计算机生成的景观，是连接世界上所有人、计算机和各种信息源的全球计算机网络的虚拟空间。
赛博空间提出的时间不长，由于Cyber本身有虚拟、计算机化、数字化、网络化及多维等含义，关于它的概念尚未有一个明确、统一的中文定义，但是我们可以这样理解：赛博空间是一个多维虚拟空间，它的数据信息存储在计算机网络上，任何一个虚拟空间的产生都依赖于存储在因特网内的电子数据。尽管赛博空间存在
的历史还不到二十年，但是它以惊人的速度发展，很快就遍及世界上最大的计算机网络——因特网。如今它仍旧以每年翻倍的速度继续向前发展，估计它将是21世纪网络科学发展的又一个新标志。
赛博空间有其独特的空间特性。在这里，物理距离已无意义，我们必须设想一个方法来表达距离。第一个是有效距离，这是一种功能距离，如用时间或成本来表达的距离。第二种是心理距离，即们们从认知上感到与对象多么靠近的主观度量。第三种是整体距离，在此每条链有单位长度。另外，大多数赛博空间不考虑地球引力。事实上，地球引力的方向和大小或时间因果关系可以任意定义，容易修改。再有，描述赛博空间的三维矢量的单位长度和方向随着位置变换。从这种意义上来说，单个建筑物和街道的大小或是形状不受空间条件的约束。保持空间形状的唯一要素是拓扑关系。用自己心理的缩放比例来替换原始的地球引力、系统时间、颜色配置和空间尺寸的设置，我们不仅能创建自己喜欢的空间而且能与其他用户分享有感知的、给人以美感的空间。
很明显，赛博空间不是我们生存的空间，它是一个庞大的、塞满各种各样信息的数据集合体，是一个全新的计算机网络空间。用户可以对其进行访问和修改；可以在这个空间里“自由翱翔”；可以设计自己风格的社会生活；创建梦中的理想的生活环境；只要你拥有一台跟服务器连接的计算机，你不出家门就可以实现你漫游世界的梦想；你跟一个与你不同区域、不同国度的用户进行联系，不再受时间和空间的限制，你们在这里相遇、交谈和相互交换意见。赛博空间不仅提供了听觉信息同时也提供了视觉信息。在这里用户能享受他自己设计环境的乐趣。在这里每个人都能设计和创建梦中的城市。最主要，在这里我们彼此相遇不受实际空间约束。尽管赛博空间不可能给出关于生存环境问题的最终答案，但是它给我们更多机会用不同的手段去探测和沟通。
1.2 数码城市（CyberCity）
由于城市在现代社会中的重要地位，赛博空间的一个最主要子集就是Cyber City，目前译作数码城市。
不象真实的城市，数码城市由电子信息数据组成并保存在因特网上。描述地球表面、建筑物的纹理和扑关系的信息通过当地服务器上载到网络上。数码城市除了城市三维模型以外还包括其他一些信息比如金融信息、市政、城市规划信息、通讯信息、房地产信息、环保与城市绿化信息、旅游信息和一些常规商品信息等等，他们与用户一起组成了一个新的有用空间。我们可以这样理解数码城市，它是城市地理信息和其他城市信息结合并存储地计算机网络上的能供远程用户访问的一个新的城市空间。在空间描述语言如VRML（虚拟现实模型语言）和软件的帮助下，能访问到网络的人都能创建自己的空间，而且能容易地维护和更新内容。另一方面，通过连接IP地址，不同的城市可以连接起来。
因特网上的数码城市大致可以为三种。第一种以文本形式提供的信息源。与数码城市相关的文档数据是一个HTML主页或者是一个站点。由于难于领会行踪和连接的结构，不能提供给用户一个城市的概念，这种数码城市更象是一个目录。第二种是二维站点，它包括城市地图和风景画。大部分的站点采用了整个城市的地图作为主页，用户通过单击相应部分就能进入特定的站点。地图和风景画一起提供了城市空间次序很好的浏览。但在可见影象的数量上的访问的速度上大打折扣。随着影象的增多和细节的增加，找到这些影象将是件很费时间的事。再有城市的内容和连接是设计者预先给定的，不管用户喜欢还是不喜欢，都必须接受它。第三种是三维数码城市空间，在这个三维的世界里，空间次序的视觉理解变得非常容易。通常用象VRML的空间描述语言来介绍这些空间。三维数码城市意在模拟实际世界，减少处理速度，提供了一个生动的城市空间，是目前全世界正在热点中的话题。
三维数码城市的产生可以追述到二十世纪八十年代初，Skidmore Owens 和Merrill(SOM)在三维城市模拟上有所表现。SOM的芝加哥电信结构模型激发了这个领域的早期工作。这个私人公司使用虚拟技术建立了电信框架模型从而留给顾客很深的印象并赢得了更多的工程。许多公司继续他们的先例在城市的这一方面发展作了大量开发。利用建筑绘图和野外估计技术组建的墨尔本城市。1990年利用测量信息创建的英格兰，Bath城市模型，它是由CASA研究组创建的。1991年，英国伦
数码城市(CyberCity)的概念,技术支撑和典型应用
