1隨著信息技術、計算機技術、空間技術的發(fā)展，城市的概念正在悄悄地發(fā)生變化，在我們熟悉的物質城市的身邊正在形成一個充滿數字化特征的時代現(xiàn)象——數字城市。這種現(xiàn)象正在滲透到城市規(guī)劃、建設、管理與服務中，并發(fā)揮越來越大的作用，忽視它的存在將失去城市持續(xù)發(fā)展的技術手段。216.1數字城市概述“數字城市”是人類對物質城市認識的又一次飛躍，其本質是對物質城市及其相關現(xiàn)象（經濟社會特征）統(tǒng)一的數字化重現(xiàn)和認識，是用數字化的手段來處理、分析和管理整個城市，促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協(xié)調。16.1.1“數字城市”的基本概念3“數字城市”研究的起源可以追溯到20世紀80年代初，美國skidmore和merrill兩個城市進行了三維城市模擬。英國strathclyde大學也在這方面做了研究。許多發(fā)達國家已在1995年前就開始了“數字家庭”、“數字社區(qū)”和“數字城市”的綜合建設實驗。美國前副總統(tǒng)戈爾提出了“數字化舒適社區(qū)建設”的倡議，新加坡提出“智能城市”的設想，美國與日本已經建成一批智能化生活小區(qū)（數字社區(qū)）的示范工程。美國約有50個城市正在打算建設“數字城市”。4“數字城市”的研究在我國雖然剛起步，但已經出現(xiàn)了很強的發(fā)展勢頭，上海市已率先上馬，其城市骨干atm網的建設已經開始，并同時組建ip電話系統(tǒng)、電子商務icp（網絡內容服務商）、電子社區(qū)等增值系統(tǒng)，國際遠程醫(yī)療中心等；

2000年在上海舉辦的“亞太地區(qū)城市信息化高層論壇”會議上，“數字城市”成為中心議題。目前許多高校、科研機構開始著手“數字城市”的研究工作。雖然許多國家多年前就開始“數字城市”的綜合建設實驗，但就世界范圍看，“數字城市”的研究目前仍處于探索階段。51、什么是數字城市？“數字城市”是以計算機技術、多媒體技術和大規(guī)模存儲技術為基礎，以寬帶網絡為紐帶，運用3ｓ技術、遙測、仿真——虛擬技術等對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述。通俗來說，也就是用數字的方法將城市、城市中的活動及整個城市環(huán)境的時空變化裝入電腦中，實現(xiàn)在網絡上的流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、生活、娛樂服務。6“數字城市”具有以下特點：1）“數字城市”的數據具有無邊無縫的分布式數據層結構，包括多源、多比例尺、多分辨率的、歷史和現(xiàn)時的、矢量格式和柵格格式的數據。2）“數字城市”具有迅速充實、聯(lián)網的地理數據庫，以及多種可以融合并顯示多源數據的機制。3）“數字城市”采用開放平臺、構件技術、動態(tài)互操作等最先進的技術方案。74）“數字城市”是基于網絡和多媒體技術，將3s一體化集成的一種新技術，它不僅僅是一個“地理坐標系”，而且是可以隨時隨地使用所需的地理數字模型，對采集到的數據進行分析、運算、過濾、重組，并引入人工智能（ai）的“高級決策系統(tǒng)”（pms）。5）“數字城市”可通過多媒體技術和電子感觀儀器（如數據手套、顯示頭盔等），對城市進行視覺、聽覺、觸覺等虛擬感觀認識。6）構建“數字城市”需要眾多的大學、研究所、政府部門等擁有大量城市信息數據的機構參與。82、數字城市的內涵（1）“數字城市”是城市規(guī)劃、建設、管理與服務數字化工程的終極目標（2）數字城市是廣義的城市信息化（3）數字城市是“虛擬城市”，強調城市管理的技術系統(tǒng)（4）數字城市是一種新的社會經濟系統(tǒng)（5）“數字城市”為城市持續(xù)發(fā)展提供了重要的支撐工具。（6）“數字城市”還為認識物質城市打開了新的視野，并提供了全新的城市規(guī)劃、建設、管理與服務的調控手段。綜上所述，數字城市即是空間化、網絡化、智能化、和可視化的技術系統(tǒng)。9“數字城市”的基本框架數字城市就是信息化城市。其運用遙感、遙測、網絡，多媒體以及仿真——虛擬技術對城市的基礎設施、功能機制進行監(jiān)測和管理，開展輔助決策與服務。因此，數字城市不但包括城市經濟、社會、小區(qū)的信息化，而且包含電子商務、電子政務、智能交通和規(guī)劃、地籍、電力、通訊、旅游、生態(tài)、抗災等的數字化。101、“數字城市”的功能結構“數字城市”為人們提供了一種新的生存方式，即數字化生存。下面是其部分常用的功能：1）電子商務，包括網上貿易、虛擬商場、網上市場管理等；2）電子金融，包括電子銀行、網上股市、網上期貨、網上保險等；3）電子社會，包括網上影院、戲院、網上旅游、網上辦各種手續(xù)等；4）網絡教育，包括虛擬教室、虛擬實驗、虛擬圖書館等；5）電子醫(yī)院，包括網上健康咨詢、網上會診、網上護理等；6）電子政務，包括政府上網、網上會議等。112、數字城市框架現(xiàn)代城市的基本功能是整合設施，優(yōu)化配置，發(fā)展經濟，穩(wěn)定社會，服務于廣大人民，滿足人民需求。其總體框架如圖16.4?？梢?，“數字城市”通過寬帶多媒體網絡、地理信息系統(tǒng)等基礎平臺，整合全市信息資源，建設多種信息系統(tǒng)工程，實現(xiàn)全市經濟與社會的信息化，政務與商務的電子化，生產與服務的智能化。城市公用信息平臺在市域網的基礎上開發(fā)和建設，有統(tǒng)一的標準和規(guī)范。12第一節(jié)數字城市概述

圖16.4數字城市總體框架示意圖市域網城市地理信息工程城市公用信息平臺政策法規(guī)技術標準民眾社區(qū)企業(yè)商業(yè)城市規(guī)劃城市建設城市管理科技教育智能交通電子商務智能社區(qū)安全保障信息服務文化娛樂城市信息資源管理中心城市決策電子政務133、“數字城市”的體系結構“數字城市”由數據獲取與更新、數據處理與儲存、信息提取與分析、網絡、應用模型、專用軟件、咨詢服務、專業(yè)人員、用戶、教育、標準與互操作、法規(guī)和財經等體系構成。數據獲取與更新體系包括各類遙感設施，如高分辨率高光譜衛(wèi)星、星-機-地數據接收設施、地面臺站及人文、經濟等數據獲取設施等；數據處理儲存體系包括高密度高速率的海量數據儲存設施、多分辨率海量數據實時地存貯、壓縮、處理技術、元數據管理技術、空間數據倉庫等。14數據信息提取與分析體系包括數據互操作，多源數據集成，信息智能提取與分析，海量空間數據的智能提取與分析，決策支持等設施與技術；網絡體系包括：高寬帶網絡，智能網絡，支持基于網絡的分布式計算操作系統(tǒng)，基于對象的分布式網絡服務，分布處理和互操作協(xié)議等。應用模型體系為用戶提供實際應用的解決方案，利用它能夠更好地認識和分析所觀測到的海量數據，從中找出規(guī)律和知識。科學計算可以突破實驗和理論科學的限制，建模和模擬可以更加深入地探索城市空間信息基礎數據。15專用軟件體系是完成城市信息處理、實現(xiàn)“數字城市”的功能的基本工具。包括數字圖像處理軟件、gis軟件、統(tǒng)計分析軟件、數據可視化軟件（多媒體與虛擬現(xiàn)實）等。專業(yè)人員體系、教育體系、標準與互操作體系、法規(guī)和財經體系是“數字城市”順暢運行的保障系統(tǒng)。城市空間信息基礎數據是“數字城市”的“血液”，它不僅包括中、小比例尺的空間數據，還包括局部范圍的大比例尺的空間數據以及所有相關的元數據；不僅包括地球的各類多光譜、多時相、高分辨率的遙感衛(wèi)星影像、航空影像、不同比例尺的各類數字專題圖，還包括相應的以文本形式表現(xiàn)的有關可持續(xù)發(fā)展、地理、環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)、人口、教育和人文等不同類別的數據。16數字城市”的研究意義1、“數字城市”是充分利用城市現(xiàn)有的數據和信息資源的最佳途徑2、數字城市”提供給人們一種全新的城市規(guī)劃、建設和管理的理念3、“數字城市”是適應現(xiàn)代城市信息化發(fā)展的要求建立起的優(yōu)化城市整體運行的全新解決方案4、“數字城市”是知識經濟社會中信息資源的主體核心，它為知識的生產、流通和應用提供了場所和工具5、“數字城市”必將對人民生活產生深遠的影響1716.2數字城市的應用1、城市規(guī)劃與設計數字城市方便規(guī)劃人員從整體上掌握信息，改變了過去在掌握城市信息上受條件限制的局限性。同時，數字城市的應用使城市規(guī)劃從過去偏重定性方法轉向定性與定量方法并重，使規(guī)劃的精度大大提高，并可提高城市規(guī)劃管理工作的效率，豐富表現(xiàn)手法，增加信息含量，提高分析能力和準確性。從而使城市規(guī)劃管理與設計更加具有前瞻性、科學性和及時性。數字城市的應用前景182、城市信息管理與服務“數字城市”可促進城市信息管理與服務在方式、內容、手段、速度、效果等方面進入新時代。首先，就政府而言，數字城市將有助于城市政府日常辦公效率的提高。其次，就教育等社會公益部門來說，數字城市也將推動其發(fā)展。第三，對于企業(yè)來說，數字城市可以幫助企業(yè)管理者更好地開拓市場。諸如企業(yè)選址、區(qū)域市場戰(zhàn)略等都可以利用數字城市進行輔助決策。第四，個人也是數字城市最重要的需求者，個人的工作、居住、交通、休閑均可通過數字城市進行。193、城市公共設施管理數字城市能夠提高管理公共工程設施的綜合能力，實現(xiàn)不同管線的共同管理，提高信息的共享程度，可以在相當程度上杜絕由于地質、地下設施等基礎數據不清、不準而造成的施工中管線爆裂、泄漏、線路中斷、鑿穿煤氣管道等事故的發(fā)生。同時，也可以使不同管線間的相互影響、相互干擾達到最小、效益達到最優(yōu)。4、城市交通管理數字城市不但可以提供有用的交通信息，還可以幫助城市交通管理。205、突發(fā)事件處理突發(fā)事件通常有交通事故、刑事案件、意外災害等。目前，我國重大的城市建設災害事故時有發(fā)生，影響了居民的正常生活，造成了巨大的經濟損失。在這些事故突然發(fā)生時，現(xiàn)有的常規(guī)手段很難實現(xiàn)迅速、準確、動態(tài)的監(jiān)測與預報，以至于有關部門難于快速而又準確的作出減災決策?！皵底殖鞘小笨苫窘鉀Q這些問題。6、市場調查與產品銷售電子商務是數字城市建設的一個重要內容。商家企業(yè)可以利用數字城市的相關信息庫進行某地區(qū)某產品需求量的調查。借助對信息的分析結果，企業(yè)或公司可對商業(yè)網進行規(guī)劃，并及時調整銷售策略。217、政府決策數字城市是高度網絡化的信息世界，政府工作人員可以隨時隨地通過有線、無線通訊設施，用電腦上網得到所需信息，并且可以實現(xiàn)智能化分析。8、城市綜合管理有效的城市管理是促進城市健康發(fā)展的重要手段?！皵底殖鞘小痹诔鞘泄芾碇械闹饕獌?yōu)勢包括：動態(tài)、快速、高精度、規(guī)范地得到和存貯城市規(guī)劃、建設與管理的成果信息；快速、高精度地進行城市管理信息的查詢檢索和統(tǒng)計，方便用戶獲取各類精確信息；有效進行城市信息的空間分析，支持城市管理工作的深化；快速、高精度的更新城市定位信息，保證城市管理工作中信息的現(xiàn)勢性。22建設“數字城市”的基本任務1、政府上網從世界范圍來看，推進政府部門辦公自動化、網絡化、電子化、全面信息共享已是大勢所趨。在世界各國積極倡導的“信息高速公路”的5個應用領域中，“政府上網”被列為第一位，可以說政府信息化是社會信息化的基礎?！罢暇W”主要體現(xiàn)在以下幾個方面：電子政務、電子采購及招標、電子福利支付、電子郵遞、電子資料庫、電子化公文、電子稅務、電子身份認證等。232、發(fā)展電子商務電子商務是影響整個社會和時代的一次經濟革命。如果說互聯(lián)網在改變著社會，電子商務則在改變互聯(lián)網。它不僅改變我們經營的途徑，而且改變我們的購物方式乃至思維方式。就目前來說，電子商務是一個里程碑式的新事物，它把互聯(lián)網由單純的媒體轉變?yōu)橐粋€市場。媒體的本質和市場的本質，其在影響的深度、廣度方面是截然不同的，因為商務模式已經觸及人類的方方面面。目前，電子商務在全球呈現(xiàn)出競相發(fā)展的態(tài)勢。243、建設信息港指運用遙感、遙測、網絡、多媒體及仿真/虛擬技術等對城鎮(zhèn)的全部基礎設施、功能機制進行動態(tài)監(jiān)測與管理、輔助決策服務的技術系統(tǒng)。它具有城市地理信息系統(tǒng)的全部功能，而且是以它為基礎的，但功能更強，更豐富，直接與社會生產和生活密切相關的（網絡生存）技術系統(tǒng)。其內容包括：（1）建立信息化城市基礎設施（2）建立空間信息工程系統(tǒng)（3）建立城市輔助決策支持系統(tǒng)254、發(fā)展智能建筑建筑智能化的目的是應用現(xiàn)代4c技術構成智能建筑結構與系統(tǒng)，結合現(xiàn)代化的服務與管理方式，給人們提供一個安全、舒適的生活、學習與工作環(huán)境空間。建筑智能化結構是由3大系統(tǒng)組成：樓宇自動化系統(tǒng)（bas）、辦公自動化系統(tǒng)（oas）、通信自動化系統(tǒng)（cas）。智能化住宅小區(qū)是綜合運用了計算機技術、通信技術、控制技術，由家庭智能控制系統(tǒng)、通信接入網、小區(qū)物業(yè)管理服務系統(tǒng)和小區(qū)綜合信息服務系統(tǒng)來支持實現(xiàn)的。265、發(fā)展智能交通智能交通系統(tǒng)（its）是充分利用現(xiàn)代化的通訊、定位、遙感，以及地理信息系統(tǒng)、電子地圖和其他相關技術來減少交通擁擠、提高交通流量、改善安全狀況、充分利用路網資源并減少對環(huán)境的影響，從而改善地面交通運輸條件的一項具有戰(zhàn)略意義的工程。在公路運輸及城市交通領域，智能交通系統(tǒng)將汽車、司機、道路及其相關的服務部門相互聯(lián)系起來，使汽車在道路上的運行功能實現(xiàn)智能化。智能交通系統(tǒng)是技術、系統(tǒng)與交通管理的集合，它提供了出行者、車輛與宏觀基礎設施的智能連接。276、加大城市規(guī)劃、城市建設和管理的信息化力度“數字城市”建設要求形成若干適合我國城市規(guī)劃、建設與管理工作的數字化業(yè)務應用系統(tǒng)，極大地推進全市范圍內城市規(guī)劃、建設與管理工作的信息共享與業(yè)務應用?？臻g信息工程系統(tǒng)對“數字城市”最大的特長所在是根據城市的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和潛在能力等綜合因素，通過不同的預測模型展現(xiàn)可能的前景，供中長期規(guī)劃和宏觀調控使用，隨著系統(tǒng)論、控制論、信息論的發(fā)展，在協(xié)同、突變、混沌等科學思想方法的指導下，進一步解決城市面臨的復雜而綜合的問題。如區(qū)域經濟與城市可持續(xù)發(fā)展，城市增長、規(guī)劃與土地增值，城市動態(tài)演變和預測，城市交通網絡的時空模型，城市其他專題，以及綜合問題的決策支持系統(tǒng)。28數字化業(yè)務應用系統(tǒng)有：城市規(guī)劃綜合管理系統(tǒng)，城市規(guī)劃辦公管理系統(tǒng)，城市規(guī)劃決策支持系統(tǒng)，城市綜合管線管理系統(tǒng)，城市給水管理系統(tǒng)，城市燃氣供應管理系統(tǒng)，城市集中供熱管理系統(tǒng)，城市排水管理系統(tǒng)，城市公共交通系統(tǒng)，城市園林和風景名勝區(qū)管理系統(tǒng)，城市環(huán)境衛(wèi)生管理系統(tǒng)，城市建設檔案管理系統(tǒng)，建筑市場及交易管理系統(tǒng)，工程造價管理系統(tǒng)，工程質量管理系統(tǒng)，施工安全管理系統(tǒng)，工程設計管理系統(tǒng)，工程項目管理系統(tǒng)，工程項目監(jiān)理管理系統(tǒng)，房地產市場行政管理系統(tǒng)，房地產市場交易管理系統(tǒng)，房地產投資方案經濟評價系統(tǒng)，房地產價格評估系統(tǒng)，產權產籍登記系統(tǒng)，房地產金融服務系統(tǒng)，住房公積金管理系統(tǒng)，房地產網絡服務平臺，等等。2916.3數字城市：城市政府管理的革命1、“數字城市”使城市政府功能輸出輸入發(fā)生“位移”“數字城市”給城市帶來無限的發(fā)展空間和機遇，同時也將伴隨著社會結構調整促進政府角色的轉換。（1）“數字城市”使城市政府具有更強的信息獲得與控制能力，從而使政府職能向新的領域擴展，可以更集權、更有效地實現(xiàn)對社會的控制。“數字城市”將重鑄城市政府的權能301）“數字城市”使得城市政府能有效地將國家或國家級組織提供的信息和自身的需求結合起來，尋求有效的解決方案。2）公共服務成為城市政府的核心職能。3）促進社會公平將成為城市政府的重要職能?！皵底殖鞘小钡闹匾卣骶褪切畔①Y源的共享，它要求一體化的模式。網絡愈大，網絡各部分的運行效率和潛在功能愈是倍增。更廣泛的覆蓋面和更多的參與者是“數字城市”發(fā)展的先決條件。4）建立靈敏的公共安全預警保障機制成為城市政府的當務之急。

5）城市政府必須投入更大的力量致力于人力資源的開發(fā)，為市民創(chuàng)造更多的發(fā)展機會。31（2）“數字城市”的建立和發(fā)展，導致城市政府的部分功能流失。“數字城市”的建立，使市民、家庭和社區(qū)組織具有較強的自主性。因為，“數字城市”在更廣泛意義上實現(xiàn)了信息資源的共享，通過網絡和信息傳播媒介，市民更了解政府的運作過程，一些原由政府提供的服務，市民可通過其他渠道獲得。此外，“數字城市”的發(fā)展使社區(qū)組織與公眾在信息的交流與享用方面相對自由。可見，當網絡技術滲透到城市社區(qū)組織、市民的日常生活與工作時，政府就會自行收縮行政決策范圍，實現(xiàn)“小政府、大社會”的價值追求?！皵底殖鞘小笔勾罅抗蚕硇畔⒘魍ㄓ诨ヂ?lián)網，并且信息不會因傳遞渠道障礙失真，信息的公開性、共享性、保真性使信息占有上的不對稱現(xiàn)象大量減少。信息的對稱性發(fā)展決定了政府某些方面職能范圍適當收縮。322、“數字城市”將使城市政府管理民主化趨勢取得突破性進展在“數字城市”時代，城市行政管理民主化是一種必然趨勢，是一種潮流，勢不可擋。其原因在于數字化技術的高度發(fā)達將破壞以權力集中為特征的官僚體制的技術基礎，必然導致城市政府管理的民主化。（1）“數字城市”弱化了政府官僚集權機構的社會控制能力（2