ISOIEC TS 51472023 信息技术.计算机制图、图像处理和环境数据表示.智能城市的表示和可视化指南标准立项发展报告

智能城市的表示和可视化指南（ISO/IECTS5147:2023）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology-Computergraphics,imageprocessingandenvironmentaldatarepresentation-Guidelinesforrepresentationandvisualizationofsmartcities摘要随着全球城市化进程的加速推进和物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的迅猛发展，智能城市作为城市数字化转型的高级形态，已成为世界各国提升城市治理能力和居民生活质量的重要战略选择。然而，智能城市涉及海量异构数据的采集、处理、分析与呈现，缺乏统一的数据表示和可视化标准，导致数据互通性差、系统集成度低、信息呈现不一致等问题日益突出。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2023年7月正式发布ISO/IECTS5147:2023《信息技术计算机制图、图像处理和环境数据表示智能城市的表示和可视化指南》。本报告对该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容、应用价值及未来发展方向进行系统阐述。该标准首次从国际标准化层面系统性地规定了智能城市数据表示与可视化的通用框架、基本流程和关键技术要求，填补了该领域国际标准的空白，对促进全球智能城市建设中的数据互操作、信息共享和跨域协同具有里程碑式的重要意义。报告同时对该标准的主要起草单位及相关技术委员会进行了介绍，并结合我国智慧城市建设实践，提出了标准实施应用和未来发展的建议与展望。关键词：智能城市；数据表示；可视化；ISO/IECTS5147；国际标准；信息互操作Keywords:SmartCity;DataRepresentation;Visualization;ISO/IECTS5147;InternationalStandard;InformationInteroperability1引言1.1研究背景当前，全球超过55%的人口居住在城市地区，预计到2050年这一比例将攀升至68%。城市作为经济社会发展的核心载体，面临着人口密度增大、资源约束趋紧、公共服务需求多元化和环境压力加剧等多重挑战。以信息通信技术为驱动的智能城市建设，被认为是应对这些挑战的有效路径。根据国际数据公司（IDC）的预测，2023年全球智慧城市相关支出将达到近2000亿美元，智能城市已成为全球信息技术应用最为活跃的领域之一。智能城市建设的本质是对城市运行中产生的多源异构数据进行充分感知、高效汇聚、智能分析和精准呈现，从而为城市规划、建设、管理和服务提供科学决策支撑。在这一过程中，数据的表示（Representation）与可视化（Visualization）是连接数据世界与人类认知的关键桥梁。然而，智能城市涉及的数据类型涵盖时空数据、物联网感知数据、社交网络数据、地理空间数据、视频监控数据等多种类别，数据来源广泛、结构多样、语义复杂，缺乏统一的数据表示规范和可视化指导，导致不同系统之间数据难以互操作，信息呈现方式千差万别，严重制约了智能城市建设的整体效能。1.2标准立项的必要性尽管国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）在计算机图形、图像处理和环境数据表示领域已制定了一系列标准，如ISO/IEC14496（MPEG-4）、ISO/IEC19775（X3D）等，但专门针对智能城市场景下数据表示和可视化的系统性标准此前尚属空白。现有标准多侧重于单一技术领域或特定应用场景，未能从智能城市整体视角出发，对多源异构数据的表示方法、可视化流程、交互方式及质量评价等方面提供系统性指导。为弥补这一标准缺口，国际电工委员会联合国际标准化组织启动了ISO/IECTS5147的制定工作。该标准的立项和发布，是智能城市国际标准化工作的一项重要里程碑。1.3标准基本信息ISO/IECTS5147:2023《信息技术计算机制图、图像处理和环境数据表示智能城市的表示和可视化指南》由国际电工委员会（IEC）于2023年7月14日正式发布。该标准属于技术规范（TechnicalSpecification,TS）类型，分类号为计算机图形技术，标准语言为英语，其正式名称为"Informationtechnology-Computergraphics,imageprocessingandenvironmentaldatarepresentation-Guidelinesforrepresentationandvisualizationofsmartcities"。该标准为智能城市中数据的表示和可视化提供了统一的技术指南和最佳实践框架。2标准编制过程2.1提出与立项阶段ISO/IECTS5147:2023标准的制定工作最早可追溯至2019年。随着全球智能城市建设的深入推进，各国在智能城市数据可视化实践中遇到了诸多共性技术问题，迫切需要一套国际统一的技术指南加以规范和引导。在国际电工委员会ISO/IECJTC1（信息技术联合技术委员会）下属SC24（计算机图形、图像处理和环境数据表示分技术委员会）的框架下，由中国、韩国、德国等多国国家成员体联合提出立项建议，经充分讨论和论证，于2020年正式通过立项投票，由SC24/WG9（智能城市表示与可视化工作组）负责组织起草。2.2起草与讨论阶段该标准从立项到正式发布历时约三年，先后经历了多轮工作组草案（WD）、委员会草案（CD）和国际标准草案（DIS）阶段。起草过程中，各国专家围绕智能城市数据表示与可视化的概念模型、数据分类体系、表示方法及可视化流程等核心问题展开了深入研讨。在CD阶段，各成员体提出了大量建设性意见，涵盖了数据模型互操作性、三维城市模型表示、时空数据可视化、人机交互设计等多个技术专题。经过多轮修改和完善，标准草案于2022年底顺利完成DIS投票，最终于2023年7月正式发布。2.3标准编制的核心关切在标准编制过程中，起草组始终围绕以下核心问题开展研究和讨论：第一，如何界定智能城市表示与可视化的范围与边界。智能城市涵盖领域极为广泛，标准需要明确聚焦于数据表示与可视化技术层面，而非试图覆盖智能城市的全部技术内容。第二，如何在兼顾技术先进性的同时保证标准的普适性。智能城市相关技术发展日新月异，标准既要反映当前技术发展水平，又要避免过度绑定特定技术路线。第三，如何实现与其他相关标准的协调兼容。智能城市领域已有多项国际标准正在制定或已发布，本标准需要与ISO37120（可持续城市与社区）、IEC63172（智慧城市系统架构）等标准保持良好的衔接关系。3标准主要内容3.1标准范围与定位ISO/IECTS5147:2023作为一项技术规范，其定位在于为智能城市中数据的表示和可视化提供通用性、通用性技术指南，而非规定强制性的技术要求。标准的适用范围涵盖智能城市规划、建设、管理、服务等多个环节中涉及的数据表示与可视化活动。标准为智能城市系统开发商、数据服务提供商、城市管理者和相关研究人员提供了统一的技术参考框架。3.2核心框架与流程标准首先建立了智能城市数据表示与可视化的概念模型，明确了数据采集与整合、数据表示、可视化映射、视图呈现与交互反馈的基本流程。该流程以数据生命周期为主线，将智能城市数据从原始采集到最终可视化呈现的全过程纳入标准规范的范畴。标准强调以用户需求为导向、以数据特征为依据的可视化设计原则，提出应当根据不同的应用场景和用户群体，选择合适的表示方法和可视化技术。3.3关键内容概述标准的核心内容涵盖智能城市数据表示和可视化的若干关键方面。在数据分类方面，标准将智能城市中涉及的数据划分为基础地理信息数据、物联网感知数据、社会经济统计数据、环境监测数据、交通运行数据、公共安全数据等主要类别，并针对不同类别的数据提出了差异化的表示和可视化建议。在表示方法方面，标准系统介绍了矢量数据模型、栅格数据模型、三维城市模型（如CityGML）、语义数据模型等主流数据表示方法，分析了各自的适用场景和技术特点。在可视化技术方面，标准涵盖了二维静态可视化（如专题地图、统计图表）、三维动态可视化（如三维城市场景、飞行漫游）、实时数据可视化（如大屏监控、仪表盘）以及沉浸式可视化（如虚拟现实和增强现实）等多种技术形态，为不同类型数据的可视化呈现提供了系统的技术参考。此外，标准还涉及可视化交互设计原则，包括用户界面设计、交互操作方式和用户体验评价等方面，以及可视化质量评价指标体系，包括准确性、可读性、时效性和美观性等维度。3.4与相关标准的关系ISO/IECTS5147:2023在编制过程中充分考虑了与现有国际标准的协调兼容。在计算机图形基础标准层面，该标准与ISO/IEC14496（MPEG-4）系列标准、ISO/IEC19775（X3D）标准等保持技术衔接；在智能城市相关标准层面，该标准与ISO37120系列（可持续城市与社区指标）、ISO37122（智慧城市指标）、IEC63172系列（智慧城市系统架构）等标准形成互补关系。此外，该标准还参考了开放地理空间联盟（OGC）制定的相关标准规范，包括Web地图服务（WMS）、Web要素服务（WFS）等。在标准实施过程中，宜结合上述相关标准协同使用，以实现更好的应用效果。4标准的应用价值与实施建议4.1标准的主要应用价值ISO/IECTS5147:2023的发布具有多维度的应用价值。首先，在提升数据互操作性方面，该标准为智能城市中不同系统、不同平台之间的数据交换与共享提供了统一的表示规范，有助于打破数据孤岛，促进跨部门、跨领域的信息融合与协同。其次，在统一可视化实践方面，标准为智能城市可视化系统的规划、设计、开发和评价提供了系统性的技术指导，有助于提升城市信息呈现的科学性和一致性。第三，在支撑决策服务方面，标准通过规范数据表示和可视化流程，使城市管理者能够更加准确、直观、高效地理解城市运行态势，科学支撑城市治理决策。第四，在促进产业发展方面，该标准为智能城市相关软硬件产品的研发提供了技术依据，有助于降低开发和集成成本，促进智能城市产业链的健康发展。4.2标准的实施与应用建议智能城市的表示和可视化作为一项跨学科、跨领域的综合性技术工作，其标准实施需要在多个层面同步推进。在组织层面，智慧城市建设相关的政府部门、企事业单位应充分认识该标准的重要性，将标准要求纳入项目规划、系统设计和采购管理流程。在技术层面，智能城市系统开发商和数据服务商应参照标准的框架要求，规范数据产品体系和可视化系统建设，确保技术方案的标准化和兼容性。在评价层面，城市管理者和第三方评估机构可参考标准中提出的可视化质量评价框架，建立科学的效果评估机制。在推进层面，应关注标准与新型技术的结合，将数字孪生、大语言模型等新兴技术纳入智能城市可视化的创新应用框架，为标准的后续修订和技术演进积累实践经验。5主要编制单位介绍ISO/IECTS5147:2023标准由ISO/IECJTC1/SC24（计算机图形、图像处理和环境数据表示分技术委员会）归口管理，具体由SC24/WG9工作组负责起草制定。SC24是国际信息技术标准化领域中专注于计算机图形、图像处理和环境数据表示的技术委员会，其工作范围涵盖了虚拟现实、增强现实、三维图形、图像处理和环境数据表示等方向，秘书处由韩国技术标准署承担。在该标准的编制过程中，来自中国、韩国、德国、日本、美国、法国等多国的技术专家积极参与，贡献了各自在智能城市、数据可视化、地理信息系统等领域的技术积累和实践经验。中国作为该标准的重要发起国和贡献国之一，由全国信息技术标准化技术委员会组织国内相关科研机构和骨干企业深度参与了标准草案的研讨和制定工作，在智能城市数据分类体系、三维城市建模和可视化交互设计等方面提出了多项具有建设性的技术提案。其中，中国电子技术标准化研究院作为我国信息技术领域标准化工作的核心支撑机构，在标准编制过程中发挥了重要的组织协调和技术支撑作用。该研究院长期从事信息技术领域的标准化研究和技术服务工作，在智慧城市标准化方面具有深厚积累，牵头或参与制定了多项智慧城市领域国家标准，在数据表示、信息互操作和可视化技术方面具备扎实的研究基础，为ISO/IECTS5147:2023中相关技术内容的确定提供了重要的研究支撑。6结论与展望ISO/IECTS5147:2023作为国际上首项专门针对智能城市数据表示与可视化的技术规范，填补了该领域国际标准的空白，为全球智能城市建设中的数据互通和信息共享提供了统一的技术指引。标准的发布充分反映了国际标准化组织对智能城市发展中数据表示与可视化问题的高度重视，也凝聚了各参与国家在相关领域的技术智慧和实践经验。参考文献[1]ISO/IECTS5147:2023,Informationtechnology-Computergraphics,imageprocessingandenvironmentaldatarepresentation-Guidelinesforrepresentationandvisualizationofsmartcities[S].Geneva:ISO/IEC,2023.[2]ISO/IECJTC1/SC24,Computergraphics,imageprocessingandenvironmentaldatarepresentation-BusinessPlan[R].Geneva:ISO/IEC,2023.[3]ISO37120:2018,Sustainablecitiesandcommunities-Indicatorsforcityservicesandqualityoflife[S].Geneva:ISO,2018.[4]ISO37122:2019,Sustain