從數(shù)字城市進(jìn)化到智慧城市的技術(shù)領(lǐng)域挑戰(zhàn)

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1、從數(shù)字城市進(jìn)化到智慧城市的技術(shù)領(lǐng)域挑戰(zhàn)本文來自：5聯(lián)網(wǎng)http://www.5lian.cn/1998年1月，在加利福尼亞科學(xué)中心開幕典禮上，時任美國副總統(tǒng)的戈?duì)柊l(fā)表了題為“數(shù)字地球——理解21世紀(jì)我們的星球”的演說，提出了“數(shù)字地球”的概念，數(shù)字地球是“一種關(guān)于地球的可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)的、多分辨率和三維的表示”。此概念被引伸到城市，使“數(shù)字城市”成為城市信息化的熱點(diǎn)。到2011年末，由國家測繪局推動的數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)已在全國29個省、自治區(qū)、直轄市的220個城市展開，其中地級市約180個，占我國全部地級市的60%。雖然地理空間框架只是數(shù)字城市的基礎(chǔ)部分，但也說明了數(shù)字城市建設(shè)已

2、成為國內(nèi)城市信息化的著力點(diǎn)。2008年11月6日，在紐約召開的美國對外關(guān)系委員會上，IBM總裁兼首席執(zhí)行官彭明盛發(fā)表了題為“智慧地球——下一個領(lǐng)導(dǎo)人議程”的演講，提出了“智慧地球”的概念，“大量的計(jì)算資源都能以一種規(guī)模小、數(shù)量多、成本低的方式嵌入各類非電腦的物品中”，通過在地球內(nèi)各種有需要的物體（things）上嵌入傳感器或智能芯片，使這些物體成為具有智能的信息采集或可控制裝置，通過物與物的網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)形成的物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）匯集數(shù)據(jù)和反饋指令，實(shí)現(xiàn)地球內(nèi)各子系統(tǒng)的智能化調(diào)控，構(gòu)建人類生活和工作的智能環(huán)境（intelligentenvironments）或周邊智能（am

3、bientintelligence）。“智慧地球”的概念，同樣被引伸到城市，繼“數(shù)字城市”之后，“智慧城市”（SmartCity）也開始成為城市信息化的熱詞。從數(shù)字城市到智慧城市發(fā)展反映了城市信息化的與時俱進(jìn)，同時也需要我們更深入的思考數(shù)字城市與智慧城市的關(guān)系，應(yīng)對智慧城市帶來的技術(shù)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。數(shù)字城市、智慧城市與城市系統(tǒng)的關(guān)系分析城市與數(shù)字城市、智慧城市之間關(guān)系有利于理解和認(rèn)識數(shù)字城市與智慧城市發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展方向的因果關(guān)系本原。1.城市信息化是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的互動過程城市是以非農(nóng)業(yè)人口和非農(nóng)業(yè)活動為主的人類聚居地。它是以人為主體，以空間利用為特點(diǎn)，以集聚效益為目的集約人口、集

4、約經(jīng)濟(jì)、集約科學(xué)文化的空間地域系統(tǒng)，是一定區(qū)域范圍內(nèi)政治、經(jīng)濟(jì)、文化和信息的中心，城市是一種復(fù)雜、開放的混合系統(tǒng)（hybridsystem），包括了自然和人工系統(tǒng)。城市在中國現(xiàn)階段的工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、市場化和國際化高速發(fā)展的進(jìn)程中，發(fā)揮著核心的作用，而城市信息化則在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、市場化和國際化進(jìn)程發(fā)揮著穿針引線的作用。城市信息化是指城市社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)從以物質(zhì)與能量為重心，向以信息與知識為重心轉(zhuǎn)變的一種發(fā)展過程1，是在城市經(jīng)濟(jì)、政治、社會、文化等領(lǐng)域運(yùn)用信息技術(shù)和信息基礎(chǔ)設(shè)施改變其運(yùn)行方式及增強(qiáng)城市功能的過程2。城市信息化涉及城市的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化交互的過程，數(shù)字化是指城市的各種

5、信息以數(shù)字化形式采集、存貯、處理和使用的過程；網(wǎng)絡(luò)化是城市數(shù)字化信息通過網(wǎng)絡(luò)流動與分發(fā)的過程；智能化是信息采集及系統(tǒng)調(diào)控的自動化過程，三者之間是相互作用的，數(shù)字化是城市信息化的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)化是保障，智能化是終極目標(biāo)。信息化將從多個層面和方位改變城市系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為和功能，城市的行為將更加智能。2.城市與數(shù)字城市的關(guān)系數(shù)字城市建設(shè)是以城市的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為重點(diǎn)的城市信息化過程。數(shù)字城市是在城市的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之上，通過城市系統(tǒng)各組成要素及其關(guān)系的數(shù)字化，構(gòu)建的由數(shù)據(jù)和軟件組成的實(shí)體城市的數(shù)字模型，是現(xiàn)實(shí)城市在信息空間的影射。它不僅要反映城市系統(tǒng)組成要素及其結(jié)構(gòu)的靜態(tài)特征，而且要反映其動態(tài)變化過程

6、，其本質(zhì)是建模城（modelingourcity）。城市系統(tǒng)的構(gòu)成如下圖所示，體現(xiàn)為一個基礎(chǔ)框架、三大主體和三大子系統(tǒng)。數(shù)字城市基于城市空間地域系統(tǒng)特征，以城市地理空間的數(shù)字化所構(gòu)建的地理空間信息框架為基礎(chǔ)，嵌入或集成城市的自然資源與自然環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)與社會乃至歷史和文化信息，形成數(shù)字形式的虛擬城市。圖1城市系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)基于地理空間信息框架的城市信息嵌入或集成是數(shù)字城市的本質(zhì)特征，其核心在于將各種信息所隱含的空間屬性與地理空間實(shí)體（如地址、道路、房屋、水體、區(qū)劃單元等）關(guān)聯(lián)或落實(shí)到地理空間的具體坐標(biāo)上，按地理空間框架加以組織、索引和分析，以二、三維及多分辨率地圖或場景的形式可視化表

7、達(dá)。地理信息系統(tǒng)在城市地理空間框架的構(gòu)建中發(fā)揮著核心的作用，成為數(shù)字城市的核心組成部分。城市的三大主體——政府、企業(yè)和公眾通過數(shù)字城市的人機(jī)交互界面獲取城市系統(tǒng)的各種信息或視圖（view），實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和各種智能終端的信息互動，進(jìn)而對三大主體自身行為和城市系統(tǒng)的子系統(tǒng)或相關(guān)要素進(jìn)行調(diào)控，如汽車導(dǎo)航、交通和電力系統(tǒng)的控制等，使城市系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)與運(yùn)行管理更有序，經(jīng)濟(jì)發(fā)展更高效，市民生活更美好，應(yīng)對突發(fā)事件的響應(yīng)更敏