数字城市研究论文

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[摘要]数字城市是数字地球应用的重要部分之一，也是数字地球最基本的空间层次之一。数字城市是21世纪城市的发展方向。本文结合当今世界信息化发展现状，分析和探讨了21世纪我国数字城市的体系架构及发展构想。

[关键字]数字城市；可持续发展；信息化建设

1引言

21世纪是信息化、网络化、数字化、智能化蓬勃发展的新世纪。世界范围内的新技术革命和知识经济的浪潮，推动发展中国家和发达国家在电子信息技术领域的创新与应用，重新站在同一起跑线上，共同面对新的发展机遇和挑战。

城市信息化作为国家信息化的重要组成部分，既是区域信息化的中心，也是城市现代化的必由之路。近年来，伴随着经济全球化和社会信息化的进程，我国通信业、计算机业、广播电视业的传输、存储、处理技术全面实现数字化、各行各业都争先开展语音、视频、数据综合业务，竞相进人结合服务领域，并且出现了产业重组与兼并现象，形成了“数字会聚”、“三网融合”的趋势。随着宽带IP技术的发展，宽带IP网已成为三网融合的结合点。产生“无时不在、无处不在”的无缝网络，将改变人们的社会、经济、文化、生活方式，也将对未来城市发展产生重大影响。

2数字城市背景分析

2.1社会背景

数字城市的概念来源于数字地球。人类经过数十年的努力，在空间科学技术以及遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等领域取得了巨大成就。特别是随着全球范围内对地观测系统（EOS）、国家信息基础设施（NII）、国家空间数据基础设施（NSDI）等重大计划的实施，人类对地球不同层面、不同现象的综合观测能力以及信息的处理、传输和应用能力达到了空前的水平。由此，1998年1月，美国人顺应历史发展潮流，率先提出了数字地球的概念。数字地球是一个全局性长远的战略思维，其核心在于：（l）用数字化手段统一性地处理地球问题；（2）最大限度地利用信息资源。

数字地球在不同的历史时期有其特定的目标，目前从社会经济发展的需要来说，建立数字城市具有更为现实的意义和价值，而且可操作性更高。所谓“数字化城市”，是指充分利用数字化及其相关计算机技术和手段，对城市基础设施与生活发展相关的各方面内容进行全方位的信息化处理和利用，具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字网络化管理、服务与决策功能的信息体系。数字城市是城市信息技术的综合应用。典型应用包括电子政务、电子商务、城市智能交通、市政基础设施管理、公共信息服务、教育管理、社会保障管理、城市环境质量监测与管理、社区管理等几乎所有的城市生活管理方面和经济层面。

2.2技术背景

2.2.13S(RS、GIS、GPS)的技术背景

遥感技术（RS）的迅猛发展，使得人们从空间或空中对城市进行观测的能力空前提高。自1957年第一颗人造卫星进入太空以来，世界各国成功发射了5000余个各类航天器。其中，对地观测卫星（含侦察卫星）占总数的40％左右，居各类航天器之首。利用CCD阵列传感器，已获得分辨率高达1m的影像。成像光谱仪可以达到5-40nm的光谱分辨率。微波遥感的发展可以获取全天候的信息。

地理信息系统（GIS）萌芽于20世纪60年代初。近20年来，地理信息系统技术的发展令人瞩目。据国际高科技企业分析公司1994年的年报分析，全球GIS软件及相关服务的产值从1994年的12亿美元上升到1999年38亿美元。

全球定位系统（GPS）采用测定三维坐标的方法，使定位从静态扩展到动态，从后处理扩展到实时定位与导航，其观测精度达到各种要求的精度，如从百米级发展到数米级，进一步发展到分米级、厘米级。

作为现代城市地理信息产业的基础，测绘己经从传统的地面大地测量转移到基于卫星导航系统的卫星大地测量，从航空摄影测量转向基于遥感的航空航天数字摄影测量，从单一的地图制图转向电子地图数据库、地理信息系统的建设。而且技术结构也从单一技术向“3S”集成技术、基于网络环境的“3S”运行体系发展。

2.2.2空间数据建设

构建数字城市需要数据。1994年，美国提出了国家空间数据基础设施计划即NSDI计划，该计划的核心是国家基础地理信息数据库的建设，它包含数字线划地形数据（DLG）、数字高程模型（DEM）、数字栅格数据（DRG）、数字正射影像数据（DOM）以及地名等数据库的建设。

2.2.3信息高速公路

数字城市的信息是可以并应当为公众所共享的。共享的基础设施就是信息高速公路。信息高速公路概念源于美国。美国时任总统克林顿于1993年2月正式提出美国决定建设信息高速公路--国家信息基础设施以此作为产业发展的基础，带动新学科和交叉学科发展，形成高新企业群，提高生产效率，增强国际竞争能力，促进经济腾飞。

2.2.4互联网

1996年，美国政府提出了新一代Internet，即NGI实施计划。该计划由美国34所大学和研究机构发起，其目标立足于当前Internet的TCP/IP协议。[摘要]数字城市是数字地球应用的重要部分之一，也是数字地球最基本的空间层次之一。数字城市是21世纪城市的发展方向。本文结合当今世界信息化发展现状，分析和探讨了21世纪我国数字城市的体系架构及发展构想。

[关键字]数字城市；可持续发展；信息化建设

1引言

21世纪是信息化、网络化、数字化、智能化蓬勃发展的新世纪。世界范围内的新技术革命和知识经济的浪潮，推动发展中国家和发达国家在电子信息技术领域的创新与应用，重新站在同一起跑线上，共同面对新的发展机遇和挑战。

城市信息化作为国家信息化的重要组成部分，既是区域信息化的中心，也是城市现代化的必由之路。近年来，伴随着经济全球化和社会信息化的进程，我国通信业、计算机业、广播电视业的传输、存储、处理技术全面实现数字化、各行各业都争先开展语音、视频、数据综合业务，竞相进人结合服务领域，并且出现了产业重组与兼并现象，形成了“数字会聚”、“三网融合”的趋势。随着宽带IP技术的发展，宽带IP网已成为三网融合的结合点。产生“无时不在、无处不在”的无缝网络，将改变人们的社会、经济、文化、生活方式，也将对未来城市发展产生重大影响。

2数字城市背景分析

2.1社会背景

数字城市的概念来源于数字地球。人类经过数十年的努力，在空间科学技术以及遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等领域取得了巨大成就。特别是随着全球范围内对地观测系统（EOS）、国家信息基础设施（NII）、国家空间数据基础设施（NSDI）等重大计划的实施，人类对地球不同层面、不同现象的综合观测能力以及信息的处理、传输和应用能力达到了空前的水平。由此，1998年1月，美国人顺应历史发展潮流，率先提出了数字地球的概念。数字地球是一个全局性长远的战略思维，其核心在于：（l）用数字化手段统一性地处理地球问题；（2）最大限度地利用信息资源。

数字地球在不同的历史时期有其特定的目标，目前从社会经济发展的需要来说，建立数字城市具有更为现实的意义和价值，而且可操作性更高。所谓“数字化城市”，是指充分利用数字化及其相关计算机技术和手段，对城市基础设施与生活发展相关的各方面内容进行全方位的信息化处理和利用，具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字网络化管理、服务与决策功能的信息体系。数字城市是城市信息技术的综合应用。典型应用包括电子政务、电子商务、城市智能交通、市政基础设施管理、公共信息服务、教育管理、社会保障管理、城市环境质量监测与管理、社区管理等几乎所有的城市生活管理方面和经济层面。

2.2技术背景

2.2.13S(RS、GIS、GPS)的技术背景

遥感技术（RS）的迅猛发展，使得人们从空间或空中对城市进行观测的能力空前提高。自1957年第一颗人造卫星进入太空以来，世界各国成功发射了5000余个各类航天器。其中，对地观测卫星（含侦察卫星）占总数的40％左右，居各类航天器之首。利用CCD阵列传感器，已获得分辨率高达1m的影像。成像光谱仪可以达到5-40nm的光谱分辨率。微波遥感的发展可以获取全天候的信息。

地理信息系统（GIS）萌芽于20世纪60年代初。近20年来，地理信息系统技术的发展令人瞩目。据国际高科技企业分析公司1994年的年报分析，全球GIS软件及相关服务的产值从1994年的12亿美元上升到1999年38亿美元。

全球定位系统（GPS）采用测定三维坐标的方法，使定位从静态扩展到动态，从后处理扩展到实时定位与导航，其观测精度达到各种要求的精度，如从百米级发展到数米级，进一步发展到分米级、厘米级。

作为现代城市地理信息产业的基础，测绘己经从传统的地面大地测量转移到基于卫星导航系统的卫星大地测量，从航空摄影测量转向基于遥感的航空航天数字摄影测量，从单一的地图制图转向电子地图数据库、地理信息系统的建设。而且技术结构也从单一技术向“3S”集成技术、基于网络环境的“3S”运行体系发展。

2.2.2空间数据建设

构建数字城市需要数据。1994年，美国提出了国家空间数据基础设施计划即NSDI计划，该计划的核心是国家基础地理信息数据库的建设，它包含数字线划地形数据（DLG）、数字高程模型（DEM）、数字栅格数据（DRG）、数字正射影像数据（DOM）以及地名等数据库的建设。

2.2.3信息高速公路

数字城市的信息是可以并应当为公众所共享的。共享的基础设施就是信息高速公路。信息高速公路概念源于美国。美国时任总统克林顿于1993年2月正式提出美国决定建设信息高速公路--国家信息基础设施以此作为产业发展的基础，带动新学科和交叉学科发展，形成高新企业群，提高生产效率，增强国际竞争能力，促进经济腾飞。

2.2.4互联网

1996年，美国政府提出了新一代Internet，即NGI实施计划。该计划由美国34所大学和研究机构发起，其目标立足于当前Internet的TCP/IP协议。5.11医疗、卫生领域的信息化建设

建立医药卫生信息系统，在城市各大医院建立管理信息系统基础上实现联网，建立城市各医院、各种专科、各种药品的检索、查询系统，诊治各种疑难病症的名医名药查询系统和常见病、多发病的预防、诊治、查询系统以及医药卫生数据库系统，推动医疗体制改革，建立重大疫情监管预报信息系统。建立医疗专业人才数据库、病历数据库、药品和医疗器材信息库等、开展方便群众的网上预约、挂号、IC卡应用及远程会诊等业务。积极创造条件，推进网上论断和医疗指导。充分利用信息技术，强化对药品的生产、销售管理，推进医药用品网上招标采购，增加采购的透明度，降低医疗开支，提高效率。

5.12宣传、文化领域的信息化建设

建立宣传、文化信息系统和相应的数据库。包括党的方针政策，党和国家的重要文献、历史年鉴、文化知识、文学、戏剧、电影、音乐等信息系统（网站），重要的民族文化遗产和艺术作品的数字化，促进城市精神文明建设；推进新闻领域信息化，在新闻领域的各个环节，广泛采用信息技术，建立各报纸、电台的信息化同站，以适应未来的需要，为社会公众提供更好的服务。

5.13旅游、娱乐领域的信息化建设

建设好旅游娱乐信息服务系统。包括景点了解、交通、游览、旅游热线、食宿、安全、气象等信息服务系统；为丰富人们群众的积极生活方式，建立文娱、体育等同上查询、网上预定等业务和网上娱乐活动。

5.14各区县的区域信息化建设

各区、县信息化是我市城市信息化的重要组成部分。各区、县应根据自己的实际需要和可能，建立起区（县）、社区（乡）、街道（重点村）的计算机网络系统。采用虚拟专网（VPN）等先进技术，开发、利用信息资源，开展信息服务。各区、县的信息化建设应和全市各领域、行业的信息化建设结合起来。统筹规划，条块结合，避免重复建设和交叉采集信息资源，以减少浪费。

5.15社会保险业的信息化建设

努力实现社保信息化是整个信息化建设的重要组成部分。建设以城市公用信息平台为枢纽的公用信信息资源网络。将全市医药、养老、失业。保险、卫生、社区服务、文化教育、就业等信息资源和公用信息站点联网运行，为社会公众提供查询、检索服务和公共信息，逐渐深入到家庭信息化，为全社会的健康、稳定发展服务。

5.16推进电子商务的信息化建设

推动电子商务的健康发展，需要解决商品信息的数字化、网络化、认证、安全支付、物流配送等问题。要采取有效措施，完善适合电子商务的信息网络，建设认证中心、密钥中心、支付网关、SDI中心，制定配套的政策法规。随着企业内部信息化水平的提高，逐渐实现内外贯通的全过程信息化，提高企业竞争力，改善人们的生活水平。

5.17综合统计领域的信息化建设

统计信息是政府和社会的主要信息来源。要充分利用统计信息资源在组织、制度、法律保证等方面的优势，努力完善市、区（县）、乡三级统计资源数据库和信息网络，以现代信息技术支持统计信息、资源的实时传递。汇集和处理，提高统计的质量和效率。

6数字城市描绘美好未来

进入90年代以来，随着计算机技术与通信技术的飞速发展，在我国信息化建设已经得到了广泛的重视，并开始影响着城市与区域的未来发展。目前，我国不少城市已开始进行了各具特色的信息化建设。比如：北京设计了“数字北京”，并以中关村为试点大步推进；上海率先于全国提出了“信息港”概念，并逐步明确和细化外延与内涵；广州、重庆、深圳、厦门、中山等许多城市也都在加速进行城市信息化建设。

参考文献

1数字城市导论，中国建筑工业出版社，2001

2数字城市的理论与实践，世界图书出版公司，2001

作者简介：范晓磊，男，31周岁，哈尔滨市城市规划设计研究院，高级工程师

在不久的将来，我们的身边将形成一个充满数字特征的时代现象，也就是说，数字化城市正在桥悄悄向我们走来，数字地球-数字城市-数字社区-智能大厦的空间结构体系也必将成为现实。到那时，人们将居住在智能化建筑（见图2）中，最大限度地利用数字、信息和网络技术，在家中即可轻松实现电子政务、电子商务、远程医疗、远程教育等。让我们张开理想的翅膀在未来的数字城市里去感受和体味数字王国的神奇与奥秘吧。