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[摘要]數(shù)字城市是數(shù)字地球應用的重要部分之一，也是數(shù)字地球最基本的空間層次之一。數(shù)字城市是21世紀城市的發(fā)展方向。本文結合當今世界信息化發(fā)展現(xiàn)狀，分析和探討了21世紀我國數(shù)字城市的體系架構及發(fā)展構想。

[關鍵字]數(shù)字城市；可持續(xù)發(fā)展；信息化建設

1引言

21世紀是信息化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化蓬勃發(fā)展的新世紀。世界范圍內的新技術革命和知識經濟的浪潮，推動發(fā)展中國家和發(fā)達國家在電子信息技術領域的創(chuàng)新與應用，重新站在同一起跑線上，共同面對新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。

城市信息化作為國家信息化的重要組成部分，既是區(qū)域信息化的中心，也是城市現(xiàn)代化的必由之路。近年來，伴隨著經濟全球化和社會信息化的進程，我國通信業(yè)、計算機業(yè)、廣播電視業(yè)的傳輸、存儲、處理技術全面實現(xiàn)數(shù)字化、各行各業(yè)都爭先開展語音、視頻、數(shù)據(jù)綜合業(yè)務，競相進人結合服務領域，并且出現(xiàn)了產業(yè)重組與兼并現(xiàn)象，形成了“數(shù)字會聚”、“三網(wǎng)融合”的趨勢。隨著寬帶IP技術的發(fā)展，寬帶IP網(wǎng)已成為三網(wǎng)融合的結合點。產生“無時不在、無處不在”的無縫網(wǎng)絡，將改變人們的社會、經濟、文化、生活方式，也將對未來城市發(fā)展產生重大影響。

2數(shù)字城市背景分析

2.1社會背景

數(shù)字城市的概念來源于數(shù)字地球。人類經過數(shù)十年的努力，在空間科學技術以及遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）等領域取得了巨大成就。特別是隨著全球范圍內對地觀測系統(tǒng)（EOS）、國家信息基礎設施（NII）、國家空間數(shù)據(jù)基礎設施（NSDI）等重大計劃的實施，人類對地球不同層面、不同現(xiàn)象的綜合觀測能力以及信息的處理、傳輸和應用能力達到了空前的水平。由此，1998年1月，美國人順應歷史發(fā)展潮流，率先提出了數(shù)字地球的概念。數(shù)字地球是一個全局性長遠的戰(zhàn)略思維，其核心在于：（l）用數(shù)字化手段統(tǒng)一性地處理地球問題；（2）最大限度地利用信息資源。

數(shù)字地球在不同的歷史時期有其特定的目標，目前從社會經濟發(fā)展的需要來說，建立數(shù)字城市具有更為現(xiàn)實的意義和價值，而且可操作性更高。所謂“數(shù)字化城市”，是指充分利用數(shù)字化及其相關計算機技術和手段，對城市基礎設施與生活發(fā)展相關的各方面內容進行全方位的信息化處理和利用，具有對城市地理、資源、生態(tài)、環(huán)境、人口、經濟、社會等復雜系統(tǒng)的數(shù)字網(wǎng)絡化管理、服務與決策功能的信息體系。數(shù)字城市是城市信息技術的綜合應用。典型應用包括電子政務、電子商務、城市智能交通、市政基礎設施管理、公共信息服務、教育管理、社會保障管理、城市環(huán)境質量監(jiān)測與管理、社區(qū)管理等幾乎所有的城市生活管理方面和經濟層面。

2.2技術背景

2.2.13S(RS、GIS、GPS)的技術背景

遙感技術（RS）的迅猛發(fā)展，使得人們從空間或空中對城市進行觀測的能力空前提高。自1957年第一顆人造衛(wèi)星進入太空以來，世界各國成功發(fā)射了5000余個各類航天器。其中，對地觀測衛(wèi)星（含偵察衛(wèi)星）占總數(shù)的40％左右，居各類航天器之首。利用CCD陣列傳感器，已獲得分辨率高達1m的影像。成像光譜儀可以達到5-40nm的光譜分辨率。微波遙感的發(fā)展可以獲取全天候的信息。

地理信息系統(tǒng)（GIS）萌芽于20世紀60年代初。近20年來，地理信息系統(tǒng)技術的發(fā)展令人矚目。據(jù)國際高科技企業(yè)分析公司1994年的年報分析，全球GIS軟件及相關服務的產值從1994年的12億美元上升到1999年38億美元。

全球定位系統(tǒng)（GPS）采用測定三維坐標的方法，使定位從靜態(tài)擴展到動態(tài)，從后處理擴展到實時定位與導航，其觀測精度達到各種要求的精度，如從百米級發(fā)展到數(shù)米級，進一步發(fā)展到分米級、厘米級。

作為現(xiàn)代城市地理信息產業(yè)的基礎，測繪己經從傳統(tǒng)的地面大地測量轉移到基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星大地測量，從航空攝影測量轉向基于遙感的航空航天數(shù)字攝影測量，從單一的地圖制圖轉向電子地圖數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)的建設。而且技術結構也從單一技術向“3S”集成技術、基于網(wǎng)絡環(huán)境的“3S”運行體系發(fā)展。

2.2.2空間數(shù)據(jù)建設

構建數(shù)字城市需要數(shù)據(jù)。1994年，美國提出了國家空間數(shù)據(jù)基礎設施計劃即NSDI計劃，該計劃的核心是國家基礎地理信息數(shù)據(jù)庫的建設，它包含數(shù)字線劃地形數(shù)據(jù)（DLG）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字柵格數(shù)據(jù)（DRG）、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)（DOM）以及地名等數(shù)據(jù)庫的建設。

2.2.3信息高速公路

數(shù)字城市的信息是可以并應當為公眾所共享的。共享的基礎設施就是信息高速公路。信息高速公路概念源于美國。美國時任總統(tǒng)克林頓于1993年2月正式提出美國決定建設信息高速公路--國家信息基礎設施以此作為產業(yè)發(fā)展的基礎，帶動新學科和交叉學科發(fā)展，形成高新企業(yè)群，提高生產效率，增強國際競爭能力，促進經濟騰飛。

2.2.4互聯(lián)網(wǎng)

1996年，美國政府提出了新一代Internet，即NGI實施計劃。該計劃由美國34所大學和研究機構發(fā)起，其目標立足于當前Internet的TCP/IP協(xié)議。[摘要]數(shù)字城市是數(shù)字地球應用的重要部分之一，也是數(shù)字地球最基本的空間層次之一。數(shù)字城市是21世紀城市的發(fā)展方向。本文結合當今世界信息化發(fā)展現(xiàn)狀，分析和探討了21世紀我國數(shù)字城市的體系架構及發(fā)展構想。

[關鍵字]數(shù)字城市；可持續(xù)發(fā)展；信息化建設

1引言

21世紀是信息化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化蓬勃發(fā)展的新世紀。世界范圍內的新技術革命和知識經濟的浪潮，推動發(fā)展中國家和發(fā)達國家在電子信息技術領域的創(chuàng)新與應用，重新站在同一起跑線上，共同面對新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。

城市信息化作為國家信息化的重要組成部分，既是區(qū)域信息化的中心，也是城市現(xiàn)代化的必由之路。近年來，伴隨著經濟全球化和社會信息化的進程，我國通信業(yè)、計算機業(yè)、廣播電視業(yè)的傳輸、存儲、處理技術全面實現(xiàn)數(shù)字化、各行各業(yè)都爭先開展語音、視頻、數(shù)據(jù)綜合業(yè)務，競相進人結合服務領域，并且出現(xiàn)了產業(yè)重組與兼并現(xiàn)象，形成了“數(shù)字會聚”、“三網(wǎng)融合”的趨勢。隨著寬帶IP技術的發(fā)展，寬帶IP網(wǎng)已成為三網(wǎng)融合的結合點。產生“無時不在、無處不在”的無縫網(wǎng)絡，將改變人們的社會、經濟、文化、生活方式，也將對未來城市發(fā)展產生重大影響。

2數(shù)字城市背景分析

2.1社會背景

數(shù)字城市的概念來源于數(shù)字地球。人類經過數(shù)十年的努力，在空間科學技術以及遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）等領域取得了巨大成就。特別是隨著全球范圍內對地觀測系統(tǒng)（EOS）、國家信息基礎設施（NII）、國家空間數(shù)據(jù)基礎設施（NSDI）等重大計劃的實施，人類對地球不同層面、不同現(xiàn)象的綜合觀測能力以及信息的處理、傳輸和應用能力達到了空前的水平。由此，1998年1月，美國人順應歷史發(fā)展潮流，率先提出了數(shù)字地球的概念。數(shù)字地球是一個全局性長遠的戰(zhàn)略思維，其核心在于：（l）用數(shù)字化手段統(tǒng)一性地處理地球問題；（2）最大限度地利用信息資源。

數(shù)字地球在不同的歷史時期有其特定的目標，目前從社會經濟發(fā)展的需要來說，建立數(shù)字城市具有更為現(xiàn)實的意義和價值，而且可操作性更高。所謂“數(shù)字化城市”，是指充分利用數(shù)字化及其相關計算機技術和手段，對城市基礎設施與生活發(fā)展相關的各方面內容進行全方位的信息化處理和利用，具有對城市地理、資源、生態(tài)、環(huán)境、人口、經濟、社會等復雜系統(tǒng)的數(shù)字網(wǎng)絡化管理、服務與決策功能的信息體系。數(shù)字城市是城市信息技術的綜合應用。典型應用包括電子政務、電子商務、城市智能交通、市政基礎設施管理、公共信息服務、教育管理、社會保障管理、城市環(huán)境質量監(jiān)測與管理、社區(qū)管理等幾乎所有的城市生活管理方面和經濟層面。

2.2技術背景

2.2.13S(RS、GIS、GPS)的技術背景

遙感技術（RS）的迅猛發(fā)展，使得人們從空間或空中對城市進行觀測的能力空前提高。自1957年第一顆人造衛(wèi)星進入太空以來，世界各國成功發(fā)射了5000余個各類航天器。其中，對地觀測衛(wèi)星（含偵察衛(wèi)星）占總數(shù)的40％左右，居各類航天器之首。利用CCD陣列傳感器，已獲得分辨率高達1m的影像。成像光譜儀可以達到5-40nm的光譜分辨率。微波遙感的發(fā)展可以獲取全天候的信息。

地理信息系統(tǒng)（GIS）萌芽于20世紀60年代初。近20年來，地理信息系統(tǒng)技術的發(fā)展令人矚目。據(jù)國際高科技企業(yè)分析公司1994年的年報分析，全球GIS軟件及相關服務的產值從1994年的12億美元上升到1999年38億美元。

全球定位系統(tǒng)（GPS）采用測定三維坐標的方法，使定位從靜態(tài)擴展到動態(tài)，從后處理擴展到實時定位與導航，其觀測精度達到各種要求的精度，如從百米級發(fā)展到數(shù)米級，進一步發(fā)展到分米級、厘米級。

作為現(xiàn)代城市地理信息產業(yè)的基礎，測繪己經從傳統(tǒng)的地面大地測量轉移到基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星大地測量，從航空攝影測量轉向基于遙感的航空航天數(shù)字攝影測量，從單一的地圖制圖轉向電子地圖數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)的建設。而且技術結構也從單一技術向“3S”集成技術、基于網(wǎng)絡環(huán)境的“3S”運行體系發(fā)展。

2.2.2空間數(shù)據(jù)建設

構建數(shù)字城市需要數(shù)據(jù)。1994年，美國提出了國家空間數(shù)據(jù)基礎設施計劃即NSDI計劃，該計劃的核心是國家基礎地理信息數(shù)據(jù)庫的建設，它包含數(shù)字線劃地形數(shù)據(jù)（DLG）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字柵格數(shù)據(jù)（DRG）、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)（DOM）以及地名等數(shù)據(jù)庫的建設。

2.2.3信息高速公路

數(shù)字城市的信息是可以并應當為公眾所共享的。共享的基礎設施就是信息高速公路。信息高速公路概念源于美國。美國時任總統(tǒng)克林頓于1993年2月正式提出美國決定建設信息高速公路--國家信息基礎設施以此作為產業(yè)發(fā)展的基礎，帶動新學科和交叉學科發(fā)展，形成高新企業(yè)群，提高生產效率，增強國際競爭能力，促進經濟騰飛。

2.2.4互聯(lián)網(wǎng)

1996年，美國政府提出了新一代Internet，即NGI實施計劃。該計劃由美國34所大學和研究機構發(fā)起，其目標立足于當前Internet的TCP/IP協(xié)議。5.11醫(yī)療、衛(wèi)生領域的信息化建設

建立醫(yī)藥衛(wèi)生信息系統(tǒng)，在城市各大醫(yī)院建立管理信息系統(tǒng)基礎上實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，建立城市各醫(yī)院、各種?？啤⒏鞣N藥品的檢索、查詢系統(tǒng)，診治各種疑難病癥的名醫(yī)名藥查詢系統(tǒng)和常見病、多發(fā)病的預防、診治、查詢系統(tǒng)以及醫(yī)藥衛(wèi)生數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，推動醫(yī)療體制改革，建立重大疫情監(jiān)管預報信息系統(tǒng)。建立醫(yī)療專業(yè)人才數(shù)據(jù)庫、病歷數(shù)據(jù)庫、藥品和醫(yī)療器材信息庫等、開展方便群眾的網(wǎng)上預約、掛號、IC卡應用及遠程會診等業(yè)務。積極創(chuàng)造條件，推進網(wǎng)上論斷和醫(yī)療指導。充分利用信息技術，強化對藥品的生產、銷售管理，推進醫(yī)藥用品網(wǎng)上招標采購，增加采購的透明度，降低醫(yī)療開支，提高效率。

5.12宣傳、文化領域的信息化建設

建立宣傳、文化信息系統(tǒng)和相應的數(shù)據(jù)庫。包括黨的方針政策，黨和國家的重要文獻、歷史年鑒、文化知識、文學、戲劇、電影、音樂等信息系統(tǒng)（網(wǎng)站），重要的民族文化遺產和藝術作品的數(shù)字化，促進城市精神文明建設；推進新聞領域信息化，在新聞領域的各個環(huán)節(jié)，廣泛采用信息技術，建立各報紙、電臺的信息化同站，以適應未來的需要，為社會公眾提供更好的服務。

5.13旅游、娛樂領域的信息化建設

建設好旅游娛樂信息服務系統(tǒng)。包括景點了解、交通、游覽、旅游熱線、食宿、安全、氣象等信息服務系統(tǒng)；為豐富人們群眾的積極生活方式，建立文娛、體育等同上查詢、網(wǎng)上預定等業(yè)務和網(wǎng)上娛樂活動。

5.14各區(qū)縣的區(qū)域信息化建設

各區(qū)、縣信息化是我市城市信息化的重要組成部分。各區(qū)、縣應根據(jù)自己的實際需要和可能，建立起區(qū)（縣）、社區(qū)（鄉(xiāng)）、街道（重點村）的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。采用虛擬專網(wǎng)（VPN）等先進技術，開發(fā)、利用信息資源，開展信息服務。各區(qū)、縣的信息化建設應和全市各領域、行業(yè)的信息化建設結合起來。統(tǒng)籌規(guī)劃，條塊結合，避免重復建設和交叉采集信息資源，以減少浪費。

5.15社會保險業(yè)的信息化建設

努力實現(xiàn)社保信息化是整個信息化建設的重要組成部分。建設以城市公用信息平臺為樞紐的公用信信息資源網(wǎng)絡。將全市醫(yī)藥、養(yǎng)老、失業(yè)。保險、衛(wèi)生、社區(qū)服務、文化教育、就業(yè)等信息資源和公用信息站點聯(lián)網(wǎng)運行，為社會公眾提供查詢、檢索服務和公共信息，逐漸深入到家庭信息化，為全社會的健康、穩(wěn)定發(fā)展服務。

5.16推進電子商務的信息化建設

推動電子商務的健康發(fā)展，需要解決商品信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、認證、安全支付、物流配送等問題。要采取有效措施，完善適合電子商務的信息網(wǎng)絡，建設認證中心、密鑰中心、支付網(wǎng)關、SDI中心，制定配套的政策法規(guī)。隨著企業(yè)內部信息化水平的提高，逐漸實現(xiàn)內外貫通的全過程信息化，提高企業(yè)競爭力，改善人們的生活水平。

5.17綜合統(tǒng)計領域的信息化建設

統(tǒng)計信息是政府和社會的主要信息來源。要充分利用統(tǒng)計信息資源在組織、制度、法律保證等方面的優(yōu)勢，努力完善市、區(qū)（縣）、鄉(xiāng)三級統(tǒng)計資源數(shù)據(jù)庫和信息網(wǎng)絡，以現(xiàn)代信息技術支持統(tǒng)計信息、資源的實時傳遞。匯集和處理，提高統(tǒng)計的質量和效率。

6數(shù)字城市描繪美好未來

進入90年代以來，隨著計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展，在我國信息化建設已經得到了廣泛的重視，并開始影響著城市與區(qū)域的未來發(fā)展。目前，我國不少城市已開始進行了各具特色的信息化建設。比如：北京設計了“數(shù)字北京”，并以中關村為試點大步推進；上海率先于全國提出了“信息港”概念，并逐步明確和細化外延與內涵；廣州、重慶、深圳、廈門、中山等許多城市也都在加速進行城市信息化建設。

參考文獻

1數(shù)字城市導論，中國建筑工業(yè)出版社，2001

2數(shù)字城市的理論與實踐，世界圖書出版公司，2001

作者簡介：范曉磊，男，31周歲，哈爾濱市城市規(guī)劃設計研究院，高級工程師

在不久的將來，我們的身邊將形成一個充滿數(shù)字特征的時代現(xiàn)象，也就是說，數(shù)字化城市正在橋悄悄向我們走來，數(shù)字地球-數(shù)字城市-數(shù)字社區(qū)-智能大廈的空間結構體系也必將成為現(xiàn)實。到那時，人們將居住在智能化建筑（見圖2）中，最大限度地利用數(shù)字、信息和網(wǎng)絡技術，在家中即可輕松實現(xiàn)電子政務、電子商務、遠程醫(yī)療、遠程教育等。讓我們張開理想的翅膀在未來的數(shù)字城市里去感受和體味數(shù)字王國的神奇與奧秘吧。