數字城市淺析

　　[摘要]網絡經濟的到來使互聯網成為新世紀國人關注的熱點，而數字城市則無疑又是熱點中的焦點。近兩年來，從國家政府到平民百姓，從政府文件到報刊雜志，這一概念出現頻率越來越高。為推動這一課題向縱深發展，本文現將其研究近況做一綜述。
　　[關鍵詞]數字城市；地理信息系統；GIS
　　[中圖分類號]TP301[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432(2009)13-0150-02
　　
　　1　引言
　　
　　“數字城市”是利用數字信息技術和網絡通信技術，基于地理信息系統CIS、全球定位系統GPS、遙感系統Rs、虛擬仿真等關鍵技術構筑一個信息平臺，把一個城市、地區乃至一個國家的經濟、社會信息及各種信息資源加載上去，加以整合并充分利用。城市規劃者和管理者可以在有準確位置坐標、時間和對象屬性的虛擬城市環境中，進行規劃、決策和管理。
　　
　　
　　2　數字城市的含義及產生背景
　　
　　數字城市是一個發展中的概念，目前尚沒有一個統一權威的意見。一般來說，數字城市的概念可以分廣義和狹義兩種。
　　廣義的數字城市概念，即城市信息化，是指通過建設寬帶多媒體信息網絡、地理信息系統等基礎設施平臺，整合城市信息資源，實現城市經濟信息化，建立城市電子政府、電子商務企業、電子社區，并通過發展信息家電、遠程教育、網上醫療，建立信息化社區。
　　狹義的數字城市概念是指：利用數字城市的理論，基于3s(地理信息系統GIS、全球定位系統GPS、遙感系統Rs)等關鍵技術，深入開發和應用空間信息資源，建設服務于城市規劃、城市建設和管理，服務于政府、企業、公眾，服務于人口、資源環境、經濟社會的可持續發展的信息基礎設施和信息系統。其本質是建設空間信息基礎設施并在此基礎上深度開發和整合應用各種信息資源。
　　數字城市不僅能提高城市管理的效率，而且能大力發展生產力，擴大生產規模，增加市民經濟收入，提高服務質量，促進社會經濟發展。數字城市交通網絡化后，還可以節約城市寶貴的土地資源，緩解建筑稠密，住宅緊張，交通阻塞，環境混亂，資源短缺，噪聲嚴重等現代城市的一系列“城市病”。
　　生活在數字城市的人們，將通過網絡在家工作，并通過遠程教育系統接受繼續教育和培訓；企業通過電子商務進行生產和組織管理；數字社區則為人們提供了網絡化和數字化的生存環境，最終實現“數字生活”。
　　正因為如此，在1998年美國副總統戈爾首次提出數字地球的概念之后，許多國家和地區都將數字地球技術系統的重要組成部分之一——數字城市的研究與建設作為其搶占科技、產業和經濟制高點的戰略之一。
　　
　　3　數字城市的內容及框架
　　
　　數字城市的內容包括技術組成、組織結構及應用等方面。數字城市組織結構，即數字城市工程將通過建設寬帶多媒體網絡、地理信息系統等基礎設施平臺，整合城市信息資源，建立電子政務、電子商務、社會保障等空間信息管理服務系統。數字城市是城市信息技術的綜合應用，也是當前信息技術應用最廣泛的領域。就這個意義而言，數字城市應用十分廣泛，歸納起來主要有12個方面：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、遠程教育、社會醫療保障、社區管理、突發事件處理、城市環境檢測、智能化小區、水網調配。
　　數字城市的體系結構包括：①數據獲取與更新體系。包括城市地表、上空及地下等自然地理數據的自動獲取系統，城市基礎設施數據的實時獲取和更新體系，城市人文、經濟、政論等社會數據的變更與監控系統等。②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儲、壓縮、處理技術、元數據管理技術、空間數據倉庫等。③信息提取與分機體系。包括數據互操作、多元數據集成、信息智能提取分機、海量空間數據的智能提取與分析、決策支持等設施與技術。④網絡體系。包括高寬帶網絡、智能網絡，支持基于網絡的分析式計算操作系統，基于對象的分布式網絡服務，分布處理和互操作協議等。⑤應用體系。包括城市規劃、地籍管理、城市防災、城市交通等。同時還包括城市網絡生活方式等。⑥管理體系。包括專業人員小組、教育培訓、安全管理、系統維護、標準與互操作規范、相關法規等。
　　數字城市系統一般包括五個基礎構件：信息網絡通信基礎設施、公共數據基礎、專題數據、應用系統和應用支撐體系。四個公共基礎數據庫包括：自然資源和空間地理信息基礎數據庫、人口數據庫、法人單位數據庫、宏觀經濟數據庫。三個基礎管理層：身份認證、信息管理、空間信息服務；重點方面：要融合的重點專題數據庫和城市的專題數據庫；兩個保障體系：包括法規、政策、標準、規范體系和安全、組織、資金、人才體系等。總體架構如下圖所示。
　　
　　4　我國數字城市發展現狀
　　
　　建設“數字城市”的嘗試，在國外許多城市都在緊鑼密鼓地進行籌劃，有相當一部分城市已經開始啟動實施示范性的工程。美國成立了“數字城市”公司，在因特網上發布最有影響的60個城市的信息；日本電信與京都大學等合作致力開發網上虛擬京都；新加坡首先提出了“智能島”和IT2000的概念。德國、加拿大和澳大利亞等國家取得了比較成熟的應用技術，獲得了很大的社會效益和經濟效益。
　　從整體上看，我國“數字城市”建設與國外進展相似，也處在理論與技術的研究及應用的試點建設階段。1999年北京市提出了啟動“數字北京工程”，2000年年初制定了《“數字北京”工程總體框架及發展規劃》；山西省2000年通過了《“數字山西”空間數據基礎設施項目建議書》及其總體設計方案；湖南省2000年將“數字湖南”基礎框架工程納入省國民經濟和社會發展“十五”計劃；2001年陜西省通過了《陜西省國民經濟和社會發展第十個五年計劃綱要》；《福建省國民經濟和社會發展“十五”計劃綱要》把建設“數字福建”作為“十五”的重點建設項目。
　　
　　5　數字城市基本建設步驟
　　
　　5.1指導原則
　　(1)總體規劃，分步實施
　　(2)以需求為導向，以應用促發展。
　　(3)從“數字城市”應用的全局出發，主動提供相關信息，實現共建共享。同時，要采取有效措施，確保國家秘密的安全。
　　5.2建設步驟
　　“數字城市”建設包括很多方面，其中較為重要的應該是“數字城市”信息系統的建設，它一般包括以下九個步驟：
　　(1)確定規劃性質，檢查、確定信息系統規劃的年限和規劃方法。
　　(2)收集來自省內外和環境中與規劃有關的各種信息。
　　(3)對信息系統的戰略目標、開發方法、功能結構、計劃活動、財務狀況、信息部門情況、所擔風險程度和政策等多方面進行分析。
　　(4)根據財務資源、人力資源、信息設備等方面的限制，定義信息系統劃分表等。
　　(5)根據分析結果與約束條件，明確信息系統的戰略目標，也就是在規劃結束時，信息系統應具有怎樣的能力，包括服務范圍、質量等多方面內容。
　　(6)選擇未來信息系統的思想，勾畫出未來信息系統的框圖，建立子系統劃分表等。
　　(7)對信息系統進行分析，根據資源限制，選擇一些適宜的項目優先開發，制定出總體開發順序。
　　(8)在確定每個項目的優先權后，估算項目成本、一定人員要求等具體實施目標，以此作為整個時期的任務、成本與進度表。
　　(9)將規劃書寫成文，在此過程中不斷征求用戶、信息系統工作者的意見。規劃經省市領導批準生效，并將它合并到城市規劃中。
　　
　　6　結束語
　　
　　“數字城市”建設是一項復雜和龐大的系統工程，在推進和實施過程中，必然會遇到各種問題，如何打破部門壁壘，消除信息孤島，在統一、標準的基礎數據平臺上，實現全社會信息資源共享；如何創建相適應的建設機制、投融資機制以及市場競爭機制，形成全社會共建合力等。“數字城市”絕不是一朝一夕、一個工程、一項計劃就能完成的工作，而是一種真正體現全社會意志的集體行動。
　　參考文獻：
　　[1]李琦，劉純波，承繼成.數字城市若干理論問題探討[J]
　　地理與地理信息科學，2003(19)：32—36.
　　[2]楊昆，張光宇.Web GIS在美國南加州數字城市建設中的應用實例分析[J].測繪與空間地理信息，2005(5)：15—17.
　　[3]陳軍，鄔倫.數字中國地理空間基礎框架[M].北京：科學出版社，2003：12—25.
　　[4]承繼成，等.國家空間信息基礎設施與數字地球[M].北京：清華大學出版社，1999：45—54.
　　[5]高復先，菜文海.信息資源規劃師培訓教材[M].大連：大連圣達計算機發展有限公司，2004：25—4