智慧城市是數(shù)字城市發(fā)展的新階段，強(qiáng)調(diào)的是城市信息的廣泛獲取、智慧分析和充分使用，連接城市內(nèi)部不同部門(mén)、企業(yè)和家庭，為所有的用戶帶來(lái)方便與快捷，使人們生活的城市成為一個(gè)真正的數(shù)字化城市。信息是一切事物的存在方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的知識(shí)，從本質(zhì)上看信息是對(duì)社會(huì)、自然界的事物特征、現(xiàn)象、本質(zhì)及規(guī)律的描述。數(shù)字化的本質(zhì)是對(duì)現(xiàn)實(shí)生活世界的一種信息化模擬:將現(xiàn)實(shí)的人、物和活動(dòng)進(jìn)行歸納與提煉，建立相應(yīng)的類(lèi)型、事件、規(guī)則和約束機(jī)制，并在計(jì)算機(jī)中通過(guò)二進(jìn)制的方式將其進(jìn)行描述和展示。這個(gè)描述是對(duì)現(xiàn)實(shí)的抽象，但現(xiàn)實(shí)世界（包含人文世界與自然世界） 實(shí)在是太復(fù)雜了，它包含了幾乎無(wú)限的信息維度，因此，在描述中必須丟棄某些次要的信息，保留主要的信息，否則對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行完整地模擬將是一件不可能完成的任務(wù)。
GIS對(duì)于世界的描述也是這樣的：由于地球表面的無(wú)限復(fù)雜性，地理信息對(duì)地球表面的描述總是近似的，由于尺度的不同，地理信息的描述可以很詳細(xì)也可以很概略。人們通過(guò)矢量數(shù)據(jù)模型和場(chǎng)模型這兩種基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述自然與人文環(huán)境。在場(chǎng)信息描述中，地理空間被假想為一組空間連續(xù)的函數(shù)，每個(gè)函數(shù)在空間的任何位置都有唯一確定的值；而在離散實(shí)體信息描述中，地理空間被其他無(wú)序的空間 *** 對(duì)象占據(jù)并賦予屬性。
毫無(wú)疑問(wèn)，在傳統(tǒng)上使用的這兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對(duì)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行深度抽象的結(jié)果，盡管多年來(lái)其在對(duì)地理現(xiàn)象的描述中已經(jīng)取得了累累碩果，但這些仍然滿足不了信息化日益增長(zhǎng)的需求： 人們需要更精確的時(shí)空描述、需要更多的信息維度來(lái)規(guī)劃和設(shè)計(jì)地球，以實(shí)現(xiàn)和諧發(fā)展。我們需要知道某個(gè)地區(qū)過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)是如何演變的，社區(qū)是如何生長(zhǎng)和衰落的，人群是如何聚集形成潮汐效應(yīng)的，這些都可以用于指導(dǎo)城市的管理。然而，傳統(tǒng)二維的平面空間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)?X，y)坐標(biāo)對(duì)于描述一個(gè)位置仍然是有缺陷的，不知道高程和時(shí)刻，便無(wú)法知道一件事情的完整描述。既然我們生活在一個(gè)立體環(huán)境之中，我們就有必要為這個(gè)立體環(huán)境建模，模擬在現(xiàn)實(shí)中很難重復(fù)完成的活動(dòng)。實(shí)際上，工業(yè)界很早就試圖通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬現(xiàn)實(shí)世界，例如航空領(lǐng)域采用三維的訓(xùn)練設(shè)備，可以模擬多種復(fù)雜氣候條件下的飛行情況；博物館通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上將珍貴文物進(jìn)行精確復(fù)原和展示，既保護(hù)了文物，又滿足了公眾了解的愿望。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最終與GIS相結(jié)合，在三維GIS領(lǐng)域大放異彩，在今天，我們已經(jīng)很難將三維GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)4行本質(zhì)性的區(qū)別，因?yàn)樗鼈兊难芯磕繕?biāo)已經(jīng)非常趨近。三維GIS追求使用多種人體感覺(jué)手段讓用戶進(jìn)行場(chǎng)景沉浸，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也同樣開(kāi)始研究三維場(chǎng)景的可瀏覽、可査詢和可分析功能。隨著三維GIS技術(shù)的發(fā)展，采用三維顯示技術(shù)來(lái)展示現(xiàn)實(shí)空間已經(jīng)成為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理領(lǐng)域的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)，這也正是智慧城市所要實(shí)現(xiàn)和達(dá)到的目標(biāo)。
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來(lái)源：開(kāi)源地理空間基金會(huì)中文分會(huì)
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