文章编号：1000-8462(2002)05-0521-04 中图分类号：F928.5 文献标识码：A 1 引言 赛博空间(Cyberspace)又称多维信息空间或网络空间，是指以计算机技术、现代通讯网络技术、虚拟现实技术综合应用为基础，构成一种人们进行社会交往和交流的新型空间。它是一种人工世界、一种文化、知识和精神交往的虚拟空间[1]。 尽管赛博空间存在的历史还不到20年，但是它以惊人的速度发展，很快遍及因特网，并且每年以成倍的速度向前发展，预计将是未来网络科学发展的又一新范例。 赛博空间有其独特的空间特性，在这里，物理距离已毫无意义，它用一种新的方法如功能距离或心理距离等来表达空间特性。在赛博空间里用户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。然而，赛博空间并非人类生存的真实空间，它是一个庞大的充满各种各样信息的数据集合体，是一个全新的计算机空间；是随着科学技术的发展而出现的新的社会经济和技术现象。它是一种特殊的人文景观形式，在一定程度上它是传统地理空间的延伸。随着互联网的不断发展，处在不同地区、不同国家的人们不再受时间和空间的限制，可以在这个空间里相遇和交换意见，赛博空间不仅为用户提供了听觉信息，同时也提供了视觉信息。 2 支撑赛博空间的关键技术 赛博空间是在计算机网络上实现的崭新的人类社会生活和交流的空间，需要有多种学科支撑，特别是信息学的技术支持。支撑赛博空间得以实现的关键技术主要有以下几方面[2]：信息高速公路、遥感技术、地理信息系统技术、数据库管理和虚拟现实技术等。 2.1 信息高速公路 信息高速公路(Information Super-Highway,ISH)是指能给全球广大用户随时提供大量信息的，由国家级、地区级和大企业的数据库、声像设备以及覆盖全国、全球的通讯网络组成的计算机通讯网络系统及个人办公自动化系统，如个人计算机、打印机、绘图仪、声像设备、摄像机、监视器、光盘及驱动器等，是一个通过Internet连接全球的计算机通讯网络[3]。Internet由层次不同、功能各异的计算机网络互联技术构成。目前主要包括三个层次的网络：骨干网——现由跨越全球、数据传输速度为45mbps的NSFNET承担，区域网——覆盖一定区域，数据传输速度为1.5mbps，用户网—主要是各大学、商业网等。其中www的出现使Internet的发展速度大大加快，www是一个信息发布系统，它把Internet上现有的资源统统连接起来，使用户能在Internet上查询www服务器站点提供的超文本／超媒体资源文档，www把各类信息的文体、图像、声音和影像集成起来，通过它为全世界的人们提供查询和共享数据资源。 为了使各地的用户都能访问到区域地理空间数据，各用户网或区域网通过城市各网站连接到Internet，为了保证用户得到实时数据，必须运行在ISH上。据报道，国内已有城市开始建设每秒10G的宽带网络，这种宽带网络可以满足赛博空间的需要。使用户可以瞬间抵达世界的各个角落，获取自己所需的各种信息。 2.2 遥感技术 遥感(Remote Sensing,RS)是以航空摄影技术为基础，于本世纪60年代初发展起来的一门新兴技术，利用RS技术可以为赛博空间提供大范围的空间数据资料，一张普通的陆地卫星图像其覆盖面积可达3万多km[2]；利用遥感技术获取信息的速度快、周期短、受地面自然条件限制少；而且信息量也大，其处理手段是人力难以取代的[4]。目前，RS技术已广泛应用于农业、林业、海洋、气象、水文、军事等。在虚拟城市规划研究中，建筑物的三维重建是一项很重要的工作，航空摄影是建筑物重建的重要数据源，特别是数字摄影测量技术为三维城市数据的获取提供了最经济快捷的方法。在3D城市模型中，航空摄影测量提供了下列重要的数据：建筑物的三维重建模型，数字高程模型和数字正射影像，利用多光谱影像还可以区分数字城市中的植被和人造景观等。 2.3 地理信息系统技术 GIS数据是赛博空间的信息基础，赛博空间技术在城市地理的研究中，GIS提供了2D数码城市的地图和3D模型的信息，同时GIS为庞大的城市数据提供了管理、存储和维护的主要手段。
图1 赛博空间关键技术构成 Fig.1 The key technique composing of cyberspace 赛博空间需要海量的数据和庞大的数据库来支撑。数据是空间实体信息的客观表示，是GIS的“食粮”和载体。GIS能否很好地存储、处理和表示3D空间数据，主要取决于系统的数据模型和数据结构。因此，3D GIS必须要有一个高效的空间数据模型和数据结构来组织、管理海量的数据。传统的GIS利用关系型数据库管理数据，这对数据的维护、更新、空间分析和数据快速恢复是很有效的。然而从“数字地球”或做为赛博空间的支撑技术来看，传统的GIS数据模型则呈现出不能很好地面向对象、数据的语义贫乏以及数据类型少，难以满足用户的需要等问题。尽管有些学者提出了混合数据模型或集成数据模型，以发挥不同数据模型的优点，实现3D空间实体的存储、处理。但是存储的数据类型受到一定的限制、用户不能自定义数据字段、缺乏空间SQL功能等问题仍然无法解决。因此迫切需要新的管理方式代替旧的管理方式。随着面向对象程序设计(Object-Oriented Programming,OOP)的发展，出现了面向对象数据库(OODB)和面向对象数据模型(OODM)。这种模型更符合人们认识事物过程中由一般到特殊的演绎思维和由特殊到一般的归纳思维模式，具有存储复杂对象、支持完整性、有较高查询访问能力和丰富的语义、并发控制较简单有效、直观性和人机交互性良好，便于应用开发和数理建模等优点，是解决空间数据和属性数据结合、图形与图象数据结合、多媒体信息管理的一种较好的3D GIS工程方法。
