淺談“數(shù)字城市”

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摘要：闡述了數(shù)字城市的產(chǎn)生，并論證了數(shù)字城市能夠解決目前城市存在的問(wèn)題，分析了數(shù)字城市在城市建設(shè)、規(guī)劃和管理中的應(yīng)用，同時(shí)提出了我國(guó)建設(shè)數(shù)字城市的建議。

　　1、數(shù)字城市的產(chǎn)生

　　自1998年1月31日美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)枺ˋI.Gore）做了“數(shù)字地球：理解21世紀(jì)我們這顆星球”的報(bào)告以來(lái)，“數(shù)字地球”（DigitalEarth）便作為一個(gè)全新的概念風(fēng)靡全球，引起了各國(guó)政府的密切關(guān)注。各發(fā)達(dá)國(guó)家相繼開(kāi)展了理論研究及相關(guān)技術(shù)實(shí)踐，我國(guó)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人***在1998年6月1日接見(jiàn)兩院院士時(shí)，提出要重視數(shù)字地球的研究；中國(guó)科學(xué)院、科技部等許多專(zhuān)家學(xué)者進(jìn)行了數(shù)字地球的研討。數(shù)字地球已成為當(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)，引起了全人類(lèi)社會(huì)的共同重視。

　　數(shù)字城市是數(shù)字地球應(yīng)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(jīng)濟(jì)的集中地，是現(xiàn)代高新技術(shù)和信息技術(shù)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(shè)”即數(shù)字城市的倡議。一些國(guó)家開(kāi)始進(jìn)行智能大廈、“數(shù)字家庭”、“數(shù)字社區(qū)”的實(shí)驗(yàn)。新加坡、日本等國(guó)相繼著手“數(shù)字城市”的示范和建設(shè)工作。美國(guó)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(guó)約有50個(gè)城市正在打算建設(shè)“數(shù)字城市”。“數(shù)字城市”的研究在我國(guó)雖然剛起步，但已經(jīng)出現(xiàn)了很強(qiáng)的發(fā)展勢(shì)頭，上海市已率先上馬，其城市骨干ATM網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)開(kāi)始，并同時(shí)組建IP電話系統(tǒng)、電子商務(wù)ICP（網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容服務(wù)商）、電子社區(qū)和國(guó)際遠(yuǎn)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(wǎng)絡(luò)，并正在向數(shù)字城市的縱深方向發(fā)展?？梢哉f(shuō)，“數(shù)字城市”是未來(lái)城市發(fā)展與建設(shè)的一個(gè)重要趨勢(shì)，也是信息化社會(huì)發(fā)展的必然。

　　2、數(shù)字城市有利于解決城市現(xiàn)存問(wèn)題

　　數(shù)字城市是隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的，在我們熟悉的物質(zhì)城市身邊正在形成一個(gè)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(shè)、管理中。由于數(shù)字城市的構(gòu)成和運(yùn)做方式，不同于傳統(tǒng)的城市，這個(gè)嶄新的城市結(jié)構(gòu)能夠很好地彌補(bǔ)現(xiàn)有城市的運(yùn)行缺陷，有助于解決現(xiàn)有城市問(wèn)題。

　　2.1當(dāng)代城市中的問(wèn)題

　　規(guī)模經(jīng)濟(jì)和聚集經(jīng)濟(jì)是當(dāng)代城市發(fā)展的核心動(dòng)力。與之相呼應(yīng)，有些城市在空間上高度聚集，人口和物質(zhì)資源高度聚集，經(jīng)濟(jì)成份、科技要素高度聚集，交通網(wǎng)絡(luò)高度聚集。聚集是工業(yè)經(jīng)濟(jì)的必然要求和結(jié)果，它創(chuàng)造了繁榮的城市經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)了人類(lèi)的物質(zhì)擁有，但也帶來(lái)了嚴(yán)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(wèn)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(zhì)和能源的消耗猛增，造成城市供應(yīng)的緊張和能源、資源短缺；噪聲日益嚴(yán)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(yán)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(diào)控，合理的人口密度，有效的資源配置，急需調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善交通狀況和環(huán)境質(zhì)量。

　　2.2數(shù)字城市——去弊存利

　　當(dāng)代城市問(wèn)題的產(chǎn)生一方面是聚集經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)物，另一方面是缺乏認(rèn)識(shí)城市規(guī)律、預(yù)測(cè)城市未來(lái)、監(jiān)管城市開(kāi)發(fā)的有效手段所造成的。解決城市問(wèn)題不能簡(jiǎn)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(lèi)對(duì)物質(zhì)城市認(rèn)識(shí)的又一次飛躍，是對(duì)城市發(fā)展方向的一種描述。其本質(zhì)是對(duì)物質(zhì)城市及其相關(guān)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)特征統(tǒng)一的數(shù)字化認(rèn)識(shí)，是用數(shù)字化的手段來(lái)處理、分析和管理整個(gè)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(guò)網(wǎng)絡(luò)完全可以享受發(fā)達(dá)的信息和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上購(gòu)物等需求。數(shù)字城市通過(guò)發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)，可使各種經(jīng)濟(jì)要素相對(duì)分散布局，降低擁擠成本，提高城市效益。能夠促進(jìn)城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的協(xié)調(diào)和暢通。是解決現(xiàn)有城市問(wèn)題的發(fā)展方向。

　　3、數(shù)字城市的應(yīng)用

　　數(shù)字城市也稱(chēng)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(lèi)與空間位置有關(guān)的直接信息（如地形、地貌、建筑、水文、資源等），還包括相關(guān)的人口、經(jīng)濟(jì)、教育、軍事等社會(huì)數(shù)據(jù)，在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，形成一個(gè)具有智能性質(zhì)的城市信息系統(tǒng)。“數(shù)字城市”為認(rèn)識(shí)物質(zhì)城市打開(kāi)了新的視野，數(shù)字城市——建成，將在城市規(guī)劃、建設(shè)和管理等方面發(fā)揮巨大的作用。城市規(guī)劃師在有準(zhǔn)確坐標(biāo)、時(shí)間和對(duì)象屬性的虛擬城市環(huán)境中，進(jìn)行規(guī)劃、建設(shè)、管理和服務(wù)，就像走在現(xiàn)實(shí)的城市街道上或乘坐直升機(jī)上觀察、設(shè)計(jì)一樣。數(shù)字城市實(shí)現(xiàn)了城市生活的智能化，如網(wǎng)上購(gòu)物、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上旅游等。目前發(fā)展較快的應(yīng)用之一是電子商務(wù)（E.Business），即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)購(gòu)物、業(yè)務(wù)交易等活動(dòng)。同時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可訪問(wèn)其它城市、區(qū)域乃至全球的各種信息。數(shù)字城市的用戶(hù)（包括政府機(jī)構(gòu)、研究單位、企事業(yè)單位等）的所有邏輯應(yīng)用通過(guò)Web瀏覽器（如IE、Netscape等）呈現(xiàn)。用戶(hù)通過(guò)服務(wù)器可以完成查詢(xún)、分析、地籍管理、城市規(guī)劃等服務(wù)。

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

　?。?）城市規(guī)劃手段的革新。目前，我國(guó)城市規(guī)劃工作中土地利用現(xiàn)狀圖都是人工方法進(jìn)行調(diào)查，誤差較大，城市規(guī)劃的方案主要靠經(jīng)驗(yàn)，CAD在規(guī)劃過(guò)程中只起到畫(huà)圖的作用。這種工作方式效益低，，而且城市規(guī)劃的質(zhì)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(gè)全新的手段，通過(guò)“數(shù)字城市”中的機(jī)載傳感器可動(dòng)態(tài)獲得大量城市影像信息，經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)GIS（地理信息系統(tǒng)）進(jìn)行管理，方便地服務(wù)于城市總體規(guī)劃中方案的形成、分析和輸出等過(guò)程。

　　（2）在城市防災(zāi)中的應(yīng)用。城市建設(shè)災(zāi)害事故時(shí)有發(fā)生，既影響居民正常生活，又造成經(jīng)濟(jì)損失。“數(shù)字城市”通過(guò)3S系統(tǒng)可迅速、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)，當(dāng)突發(fā)性災(zāi)害事故發(fā)生時(shí)，GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）和RS（遙感系統(tǒng)）能快速探測(cè)到事故發(fā)生地，并將有關(guān)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(duì)得到的災(zāi)害信息進(jìn)行空間模擬分析，進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)，制定減災(zāi)策略等。

　?。?）城市管理手段的現(xiàn)代化。有效的城市管理是促進(jìn)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(shì)包括：動(dòng)態(tài)、快速地得到和存貯城市規(guī)劃、建設(shè)與管理的信息；快速、高精度地進(jìn)行城市管理信息的查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)，方便用戶(hù)獲取各類(lèi)信息；有效進(jìn)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(xué)性，提高城市規(guī)劃、建設(shè)與管理的效率和工作的規(guī)范化，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展，并使政府的管理和服務(wù)從定性化走向定量化。

　?。?）在城市建設(shè)中的應(yīng)用。在城市建設(shè)方面，可以杜絕由于地質(zhì)、地下設(shè)施等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不清、不準(zhǔn)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(xiàng)目或工程的選址及優(yōu)化、工程建設(shè)管理提供準(zhǔn)確的綜合信息服務(wù)。

　　在建筑業(yè)與房地產(chǎn)方面，可為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理提供與各專(zhuān)業(yè)結(jié)合的、圖數(shù)結(jié)合的信息管理服務(wù)，提高這類(lèi)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)水平，改善住宅與社區(qū)的環(huán)境質(zhì)量，使城市居民在生產(chǎn)、生活等方面得到更為有效的服務(wù)保障?？傊?，“數(shù)字城市”在城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與服務(wù)行業(yè)的應(yīng)用，可以提高工作效率、改善工作質(zhì)量，集成化解決城市規(guī)劃、建設(shè)與管理的問(wèn)題。能夠帶來(lái)巨大的效益，是未來(lái)城市發(fā)展的重要技術(shù)支持。

　　4、我國(guó)建設(shè)數(shù)字城市的建議

　　與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)城市化水平較低，城市發(fā)展較為落后。但應(yīng)該看到，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化的速度在不斷加快。近20年以來(lái)，國(guó)家有關(guān)部門(mén)已積累了大量建立“數(shù)字城市”的相關(guān)資料和技術(shù)基礎(chǔ)。今后數(shù)字城市的建設(shè)要注意以下問(wèn)題：

　?。?）選擇發(fā)展條件較好、城市規(guī)模不大的小型城市進(jìn)行“數(shù)字城市”的初步實(shí)踐。海南省廣東省等地已逐步展開(kāi)了數(shù)字城市的基礎(chǔ)建設(shè)工作，將對(duì)我國(guó)各地的數(shù)字城市示范具有重要的參考、借鑒價(jià)值。

　?。?）加大我國(guó)城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。發(fā)展和形成數(shù)字城市主要依賴(lài)國(guó)家的信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。實(shí)現(xiàn)城市信息的共享，要建立城市空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)體系，構(gòu)建城市空間數(shù)據(jù)庫(kù)，建設(shè)城市空間數(shù)據(jù)交換城域網(wǎng)，確保網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。

　?。?）開(kāi)展城市智能管理的試驗(yàn)。重點(diǎn)進(jìn)行城市交通、防災(zāi)、電子商務(wù)、地籍管理、城市規(guī)劃等智能化實(shí)踐，采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)及GIS空間分析技術(shù)相結(jié)合，建立實(shí)時(shí)虛擬的決策體系。開(kāi)發(fā)城市地理信息系統(tǒng)應(yīng)用軟件及空間數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)管理系統(tǒng)。數(shù)字城市的構(gòu)建是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，目前僅處于初步的試驗(yàn)階段，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)特別是信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字城市必將成為未來(lái)城市發(fā)展的主要方向。