数字城市的概念及其内涵

1.2　数字城市的概念及其内涵

对于人类社会、经济、文化与人力聚集地的城市来说，利用数字地球的理念认识和理解城市及其发展问题将成为一种必然趋势。因此，“数字城市”是“数字地球”理念在城市的引用、延伸和拓展。由于人们理解层面和切入角度的差异，目前仍未形成对“数字城市”内涵的确切定义。不同学者对数字城市的定义也不尽相同。如俞正声(2000年)认为，所谓“数字城市”与“园林城市”、“生态城市”、“山水城市”一样，是对城市发展方向的一种描述，是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生活的各个方面。这将是世纪之交最重要的技术革命，将深刻改变人们习惯的工作方式、生活方式甚至风俗习惯和思维方式。中国科学院可持续发展战略首席科学家牛文元(2001年)认为，数字城市是从工业时代向信息化时代转换的基本标志之一。它一般是指在城市“自然、社会、经济”系统的范畴内，能够有效获取、分类存储、自动处理和智能识别海量数据的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虚拟现实又可直接参与城市管理和服务的一项综合工程。段学军(2001年)认为，“数字城市”是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用3S技术(遥感、全球定位系统、地理信息系统)、遥测、仿真——虚拟技术等对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用技术手段把城市现实生活中存在的全部内容在网络上数字化虚拟实现。通俗说就是用数字的方法将城市、城市中的活动及整个城市环境的时空变化装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、生活、娱乐服务。

随着“数字城市”理论与技术研究和应用的深入，人们对它的认识也逐渐趋向统一。目前认为数字城市的概念有广义和狭义之分。广义的数字城市可理解为信息化的城市，即是一个空间化、网络化、智能化和可视化的技术系统;狭义的数字城市是指综合运用3S(GIS、RS和GPS)技术、多媒体技术、大规模存储及虚拟仿真等技术实现对城市的基础设施、功能机制进行自动采集和动态监测管理，并为城市的规划和建设提供辅助决策服务的技术系统。其中，前者更关注城市功能的实现，即从其内部反映一个城市的面貌;后者则从空间维度来表现一个城市，更侧重于真实反映一个城市的外在面貌。但二者的最终目标都是实现城市信息化。从这个意义上说，两种数字城市的定义是从不同的角度描述城市信息化的两个不同阶段，本质上是一致的。在数字城市中，数字化是信息化的基础阶段，就如同数据与信息的关系一样，数字化的过程支持人类对客观自然的抽象描述与对信息加工的机械化需求。城市信息化的第二阶段是建立在数字化基础上的信息资源加工、处理与实施的高级阶段。

在城市的生产、生活等活动中，“数字城市”是指利用数字技术、信息技术和网络技术，将城市的人口、资源、环境、经济、社会等要素数字化、网络化、智能化和可视化的全部过程。“数字城市”的本质是要将数字技术、信息技术和网络技术渗透到城市生产、生活的各个方面，并通过运用这些技术手段，把城市的各类信息资源整合起来，再根据对这些信息处理、分析和预测的结果来管理城市，以促进城市的人流、物流、资金流和信息流的通畅和高效运转。

从城市经济和社会可持续发展角度看，“数字城市”是运用以信息技术为主的各种现代高科技手段，充分挖掘、采集和整合城市中自然与人文、经济与社会及环境等方面的信息资源，构筑面向政府、企业、社区和公众的信息服务平台，开发涵盖城市生产、生活等领域活动的应用系统，通过信息的服务与利用，使人们正确处理当前与长远的关系、城市与郊区的关系、生产与生活的关系、经济建设与自然资源和生态环境的关系，并从整体上统筹解决“城市病”问题，促进城市经济和社会的可持续发展。

从城市规划、建设和管理的角度讲，“数字城市”是指在城市的规划、建设和管理活动中，利用数字技术、信息技术和网络技术，建立对城市的基础地理、基础设施、基础资源和基础功能进行信息自动采集、动态监测、辅助决策和科学管理的信息化应用系统。这个应用系统可为人们监管城市、预测城市和调控城市提供重要的决策依据和革命性的管理手段，并能积极促进政府决策的科学性、前瞻性，提高城市规划、建设和管理的效率和水平。

从技术角度讲，“数字城市”是指整个城市经数字化处理后由计算机、数据库和通信网络来管理的巨型信息系统。这个信息系统是以宽带城域网为基础，以城市基础地理空间数据为依托，以全球定位系统、遥感、地理信息系统及虚拟现实、数据融合和动态互操作等现代高科技为技术支撑，以城市中自然和人文的事物与现象为应用对象，构成具有多源、多尺度海量数据的融合，能用多媒体和虚拟现实技术进行多维表达的数字化虚拟城市。

从行业角度分析，建设部认为数字城市是城市规划、建设、管理与服务的数字化，建设数字城市就是要实施城市规划、建设、管理与服务的数字化工程。“数字城市”是综合运用GIS、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术对城市基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统，它具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表达等强大功能。测绘系统认为数字城市就是将真实城市以地理位置及其相关关系为基础而组成数字化的信息框架，并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称，提供快速、准确、充分和完整地了解及利用城市中各方面的信息。其本质就是海量城市空间数据与三维城市地理信息系统、时序城市地理信息系统的融合。目前，已有相当一部分城市在规划或国土部门信息中心及勘测部门的基础上相继成立了城市地理信息中心，牵头组织数字城市的规划、设计与工程实施。3S系统认为数字城市是基于3S等关键技术，深入开发和应用空间信息资源，建设服务于城市规划、建设和管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。其本质是建设空间信息基础设施，进一步深化和完善城市地理信息系统建设，并在此基础上深度开发和整合应用各种信息资源。信息产业部认为数字城市是宽带数字城市，即通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源，实现城市经济信息化，建立城市电子政府、电子商务企业、电子社区;并通过发展信息家电、远程教育、网上医疗，建立信息化社区。其观点较集中地代表了IT领域的观点。

上述4种行业的观点分别从城市规划建设、城市基础空间数据库建设、城市地理信息系统应用、城市整体信息化四个角度，对数字城市的内涵进行了界定。广义的“数字城市”为调控城市、预测城市、监管城市提供了革命性手段，是对城市发展方向本质特征的一种描述。狭义的数字城市工程则是综合运用地理信息系统、全球卫星定位系统、遥感系统、网络等关键技术，建设服务于城市规划、建设、管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。

因此，可以认为“数字城市”是信息时代背景下城市及其理论发展的一种必然，它是以信息技术为支撑、以信息服务为中心的一种城市发展模式;它以可视化、网络化、智能化的表达方式对物质城市进行数字化的再现与升华，形成统一的、可共享的信息管理与服务数据库系统(如综合市情系统、城市规划系统，智能交通系统、远程教育或医疗系统等)为市政府提供决策支持，为民众提供服务。它具有使现代城市管理更快捷高效、使城市居民更轻松方便的众多优点，是未来城市可持续发展的一个主要方向。由此可见，数字城市已不再是一个技术性概念，而是一种现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态。