淺談“數(shù)字城市”

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摘要：闡述了數(shù)字城市的產生，并論證了數(shù)字城市能夠解決目前城市存在的問題，分析了數(shù)字城市在城市建設、規(guī)劃和管理中的應用，同時提出了我國建設數(shù)字城市的建議。

　　1、數(shù)字城市的產生

　　自1998年1月31日美國副總統(tǒng)戈爾（AI.Gore）做了“數(shù)字地球：理解21世紀我們這顆星球”的報告以來，“數(shù)字地球”（DigitalEarth）便作為一個全新的概念風靡全球，引起了各國政府的密切關注。各發(fā)達國家相繼開展了理論研究及相關技術實踐，我國國家領導人***在1998年6月1日接見兩院院士時，提出要重視數(shù)字地球的研究；中國科學院、科技部等許多專家學者進行了數(shù)字地球的研討。數(shù)字地球已成為當今信息技術發(fā)展的制高點，引起了全人類社會的共同重視。

　　數(shù)字城市是數(shù)字地球應用的主要方面之一，也是數(shù)字地球最基本的空間層次之一。城市作為人口、經濟的集中地，是現(xiàn)代高新技術和信息技術的發(fā)源地，也是數(shù)字地球的重中之重。AI.Gore于1998年9月提出了“數(shù)字化舒適社區(qū)建設”即數(shù)字城市的倡議。一些國家開始進行智能大廈、“數(shù)字家庭”、“數(shù)字社區(qū)”的實驗。新加坡、日本等國相繼著手“數(shù)字城市”的示范和建設工作。美國已建成一批智能化生活小區(qū)（數(shù)字社區(qū)）的示范工程，美國約有50個城市正在打算建設“數(shù)字城市”。“數(shù)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)和國際遠程醫(yī)療中心等；深圳、珠海等城市均已初步建成覆蓋全市區(qū)的ATM骨干網絡，并正在向數(shù)字城市的縱深方向發(fā)展。可以說，“數(shù)字城市”是未來城市發(fā)展與建設的一個重要趨勢，也是信息化社會發(fā)展的必然。

　　2、數(shù)字城市有利于解決城市現(xiàn)存問題

　　數(shù)字城市是隨著信息技術、計算機技術、空間技術的發(fā)展應運而生的，在我們熟悉的物質城市身邊正在形成一個充滿數(shù)字化特征的城市。這種數(shù)字特征正滲透到城市規(guī)劃、建設、管理中。由于數(shù)字城市的構成和運做方式，不同于傳統(tǒng)的城市，這個嶄新的城市結構能夠很好地彌補現(xiàn)有城市的運行缺陷，有助于解決現(xiàn)有城市問題。

　　2.1當代城市中的問題

　　規(guī)模經濟和聚集經濟是當代城市發(fā)展的核心動力。與之相呼應，有些城市在空間上高度聚集，人口和物質資源高度聚集，經濟成份、科技要素高度聚集，交通網絡高度聚集。聚集是工業(yè)經濟的必然要求和結果，它創(chuàng)造了繁榮的城市經濟，促進了人類的物質擁有，但也帶來了嚴重的“城市病”。

　　高度聚集使得城市中人口和環(huán)境的平衡受到影響，造成了一系列城市問題：建筑稠密、住宅緊張、道路擁擠、交通阻塞、城市環(huán)境混亂；物質和能源的消耗猛增，造成城市供應的緊張和能源、資源短缺；噪聲日益嚴重，使人的心跳速度加快、緊張，心情變得煩躁：“三廢”排放量與日俱增，生活垃圾難以處理，環(huán)境污染嚴重；綠化面積萎縮，城市空氣的自然凈化率降低，城市的優(yōu)美環(huán)境遭到破壞。城市發(fā)展急需有力的城市空間布局調控，合理的人口密度，有效的資源配置，急需調整產業(yè)結構，改善交通狀況和環(huán)境質量。

　　2.2數(shù)字城市——去弊存利

　　當代城市問題的產生一方面是聚集經濟的產物，另一方面是缺乏認識城市規(guī)律、預測城市未來、監(jiān)管城市開發(fā)的有效手段所造成的。解決城市問題不能簡單地套用“頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳”的方法，而必須從系統(tǒng)的角度出發(fā)。

　　“數(shù)字城市”是人類對物質城市認識的又一次飛躍，是對城市發(fā)展方向的一種描述。其本質是對物質城市及其相關經濟、社會特征統(tǒng)一的數(shù)字化認識，是用數(shù)字化的手段來處理、分析和管理整個城市。在數(shù)字化的城市里，人們不必要聚集在城市中心，通過網絡完全可以享受發(fā)達的信息和實現(xiàn)網上購物等需求。數(shù)字城市通過發(fā)達的網絡，可使各種經濟要素相對分散布局，降低擁擠成本，提高城市效益。能夠促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的協(xié)調和暢通。是解決現(xiàn)有城市問題的發(fā)展方向。

　　3、數(shù)字城市的應用

　　數(shù)字城市也稱信息城市、智能城市。它以數(shù)字化的方式表示城市及其各種信息，不僅包括城市各類與空間位置有關的直接信息（如地形、地貌、建筑、水文、資源等），還包括相關的人口、經濟、教育、軍事等社會數(shù)據(jù)，在現(xiàn)代信息技術的基礎上，形成一個具有智能性質的城市信息系統(tǒng)。“數(shù)字城市”為認識物質城市打開了新的視野，數(shù)字城市——建成，將在城市規(guī)劃、建設和管理等方面發(fā)揮巨大的作用。城市規(guī)劃師在有準確坐標、時間和對象屬性的虛擬城市環(huán)境中，進行規(guī)劃、建設、管理和服務，就像走在現(xiàn)實的城市街道上或乘坐直升機上觀察、設計一樣。數(shù)字城市實現(xiàn)了城市生活的智能化，如網上購物、遠程教育、網上旅游等。目前發(fā)展較快的應用之一是電子商務（E.Business），即通過網絡實現(xiàn)購物、業(yè)務交易等活動。同時，通過網絡可訪問其它城市、區(qū)域乃至全球的各種信息。數(shù)字城市的用戶（包括政府機構、研究單位、企事業(yè)單位等）的所有邏輯應用通過Web瀏覽器（如IE、Netscape等）呈現(xiàn)。用戶通過服務器可以完成查詢、分析、地籍管理、城市規(guī)劃等服務。

　　“數(shù)字城市”對城市規(guī)劃、建設、管理與服務工作的影響是方方面面的，特別是表現(xiàn)在以下幾方面：

　　（1）城市規(guī)劃手段的革新。目前，我國城市規(guī)劃工作中土地利用現(xiàn)狀圖都是人工方法進行調查，誤差較大，城市規(guī)劃的方案主要靠經驗，CAD在規(guī)劃過程中只起到畫圖的作用。這種工作方式效益低，，而且城市規(guī)劃的質量得不到提高。“數(shù)字城市”可為我們城市規(guī)劃工作提供一個全新的手段，通過“數(shù)字城市”中的機載傳感器可動態(tài)獲得大量城市影像信息，經過高效的數(shù)字加工處理，提取三維城市地物的位置信息、幾何信息和屬性信息，通過一定的整合手段，就可得

　　得到城市規(guī)劃的基本圖件。上述圖件可通過GIS（地理信息系統(tǒng)）進行管理，方便地服務于城市總體規(guī)劃中方案的形成、分析和輸出等過程。

　?。?）在城市防災中的應用。城市建設災害事故時有發(fā)生，既影響居民正常生活，又造成經濟損失。“數(shù)字城市”通過3S系統(tǒng)可迅速、準確的監(jiān)測與預報，當突發(fā)性災害事故發(fā)生時，GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）和RS（遙感系統(tǒng)）能快速探測到事故發(fā)生地，并將有關信息迅速輸入GIS系統(tǒng)，由其顯示出發(fā)生地及附近的地理圖件，如飲用水源地、地下管線、建筑狀況等，并對得到的災害信息進行空間模擬分析，進行預警預報，制定減災策略等。

　?。?）城市管理手段的現(xiàn)代化。有效的城市管理是促進城市健康發(fā)展的重要手段。“數(shù)字城市”在城市管理中的主要優(yōu)勢包括：動態(tài)、快速地得到和存貯城市規(guī)劃、建設與管理的信息；快速、高精度地進行城市管理信息的查詢和統(tǒng)計，方便用戶獲取各類信息；有效進行城市信息的空間分析。“數(shù)字城市”有利于提高政府決策的科學性，提高城市規(guī)劃、建設與管理的效率和工作的規(guī)范化，促進城市的可持續(xù)發(fā)展，并使政府的管理和服務從定性化走向定量化。

　?。?）在城市建設中的應用。在城市建設方面，可以杜絕由于地質、地下設施等基礎數(shù)據(jù)不清、不準而造成的施工中管線爆裂、泄漏、線路中斷等事故，可為重大項目或工程的選址及優(yōu)化、工程建設管理提供準確的綜合信息服務。

　　在建筑業(yè)與房地產方面，可為企業(yè)的生產、經營和管理提供與各專業(yè)結合的、圖數(shù)結合的信息管理服務，提高這類企業(yè)的生產經營水平，改善住宅與社區(qū)的環(huán)境質量，使城市居民在生產、生活等方面得到更為有效的服務保障。總之，“數(shù)字城市”在城市規(guī)劃、建設、管理與服務行業(yè)的應用，可以提高工作效率、改善工作質量，集成化解決城市規(guī)劃、建設與管理的問題。能夠帶來巨大的效益，是未來城市發(fā)展的重要技術支持。

　　4、我國建設數(shù)字城市的建議

　　與發(fā)達國家相比，我國城市化水平較低，城市發(fā)展較為落后。但應該看到，隨著我國經濟的飛速發(fā)展，城市化的速度在不斷加快。近20年以來，國家有關部門已積累了大量建立“數(shù)字城市”的相關資料和技術基礎。今后數(shù)字城市的建設要注意以下問題：

　?。?）選擇發(fā)展條件較好、城市規(guī)模不大的小型城市進行“數(shù)字城市”的初步實踐。海南省廣東省等地已逐步展開了數(shù)字城市的基礎建設工作，將對我國各地的數(shù)字城市示范具有重要的參考、借鑒價值。

　　（2）加大我國城市空間數(shù)據(jù)基礎設施的建設。發(fā)展和形成數(shù)字城市主要依賴國家的信息基礎設施建設。實現(xiàn)城市信息的共享，要建立城市空間數(shù)據(jù)網絡體系，構建城市空間數(shù)據(jù)庫，建設城市空間數(shù)據(jù)交換城域網，確保網絡的安全性和穩(wěn)定性。

　?。?）開展城市智能管理的試驗。重點進行城市交通、防災、電子商務、地籍管理、城市規(guī)劃等智能化實踐，采用現(xiàn)代計算機技術及GIS空間分析技術相結合，建立實時虛擬的決策體系。開發(fā)城市地理信息系統(tǒng)應用軟件及空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，研制能完成空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)共同管理的空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)字城市的構建是一個漫長的過程，目前僅處于初步的試驗階段，隨著現(xiàn)代科學技術特別是信息技術的飛速發(fā)展，數(shù)字城市必將成為未來城市發(fā)展的主要方向。