1.2　數(shù)字城市的概念及其內(nèi)涵

對于人類社會、經(jīng)濟(jì)、文化與人力聚集地的城市來說，利用數(shù)字地球的理念認(rèn)識和理解城市及其發(fā)展問題將成為一種必然趨勢。因此，“數(shù)字城市”是“數(shù)字地球”理念在城市的引用、延伸和拓展。由于人們理解層面和切入角度的差異，目前仍未形成對“數(shù)字城市”內(nèi)涵的確切定義。不同學(xué)者對數(shù)字城市的定義也不盡相同。如俞正聲(2000年)認(rèn)為，所謂“數(shù)字城市”與“園林城市”、“生態(tài)城市”、“山水城市”一樣，是對城市發(fā)展方向的一種描述，是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要滲透到城市生活的各個方面。這將是世紀(jì)之交最重要的技術(shù)革命，將深刻改變?nèi)藗兞?xí)慣的工作方式、生活方式甚至風(fēng)俗習(xí)慣和思維方式。中國科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略首席科學(xué)家牛文元(2001年)認(rèn)為，數(shù)字城市是從工業(yè)時代向信息化時代轉(zhuǎn)換的基本標(biāo)志之一。它一般是指在城市“自然、社會、經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)的范疇內(nèi)，能夠有效獲取、分類存儲、自動處理和智能識別海量數(shù)據(jù)的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虛擬現(xiàn)實(shí)又可直接參與城市管理和服務(wù)的一項(xiàng)綜合工程。段學(xué)軍(2001年)認(rèn)為，“數(shù)字城市”是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，運(yùn)用3S技術(shù)(遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng))、遙測、仿真——虛擬技術(shù)等對城市進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，即利用技術(shù)手段把城市現(xiàn)實(shí)生活中存在的全部內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)上數(shù)字化虛擬實(shí)現(xiàn)。通俗說就是用數(shù)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(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)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(wù)。

隨著“數(shù)字城市”理論與技術(shù)研究和應(yīng)用的深入，人們對它的認(rèn)識也逐漸趨向統(tǒng)一。目前認(rèn)為數(shù)字城市的概念有廣義和狹義之分。廣義的數(shù)字城市可理解為信息化的城市，即是一個空間化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的技術(shù)系統(tǒng);狹義的數(shù)字城市是指綜合運(yùn)用3S(GIS、RS和GPS)技術(shù)、多媒體技術(shù)、大規(guī)模存儲及虛擬仿真等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動采集和動態(tài)監(jiān)測管理，并為城市的規(guī)劃和建設(shè)提供輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)。其中，前者更關(guān)注城市功能的實(shí)現(xiàn)，即從其內(nèi)部反映一個城市的面貌;后者則從空間維度來表現(xiàn)一個城市，更側(cè)重于真實(shí)反映一個城市的外在面貌。但二者的最終目標(biāo)都是實(shí)現(xiàn)城市信息化。從這個意義上說，兩種數(shù)字城市的定義是從不同的角度描述城市信息化的兩個不同階段，本質(zhì)上是一致的。在數(shù)字城市中，數(shù)字化是信息化的基礎(chǔ)階段，就如同數(shù)據(jù)與信息的關(guān)系一樣，數(shù)字化的過程支持人類對客觀自然的抽象描述與對信息加工的機(jī)械化需求。城市信息化的第二階段是建立在數(shù)字化基礎(chǔ)上的信息資源加工、處理與實(shí)施的高級階段。

在城市的生產(chǎn)、生活等活動中，“數(shù)字城市”是指利用數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將城市的人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會等要素?cái)?shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的全部過程。“數(shù)字城市”的本質(zhì)是要將數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透到城市生產(chǎn)、生活的各個方面，并通過運(yùn)用這些技術(shù)手段，把城市的各類信息資源整合起來，再根據(jù)對這些信息處理、分析和預(yù)測的結(jié)果來管理城市，以促進(jìn)城市的人流、物流、資金流和信息流的通暢和高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

從城市經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展角度看，“數(shù)字城市”是運(yùn)用以信息技術(shù)為主的各種現(xiàn)代高科技手段，充分挖掘、采集和整合城市中自然與人文、經(jīng)濟(jì)與社會及環(huán)境等方面的信息資源，構(gòu)筑面向政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾的信息服務(wù)平臺，開發(fā)涵蓋城市生產(chǎn)、生活等領(lǐng)域活動的應(yīng)用系統(tǒng)，通過信息的服務(wù)與利用，使人們正確處理當(dāng)前與長遠(yuǎn)的關(guān)系、城市與郊區(qū)的關(guān)系、生產(chǎn)與生活的關(guān)系、經(jīng)濟(jì)建設(shè)與自然資源和生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，并從整體上統(tǒng)籌解決“城市病”問題，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展。

從城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的角度講，“數(shù)字城市”是指在城市的規(guī)劃、建設(shè)和管理活動中，利用數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立對城市的基礎(chǔ)地理、基礎(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)資源和基礎(chǔ)功能進(jìn)行信息自動采集、動態(tài)監(jiān)測、輔助決策和科學(xué)管理的信息化應(yīng)用系統(tǒng)。這個應(yīng)用系統(tǒng)可為人們監(jiān)管城市、預(yù)測城市和調(diào)控城市提供重要的決策依據(jù)和革命性的管理手段，并能積極促進(jìn)政府決策的科學(xué)性、前瞻性，提高城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的效率和水平。

從技術(shù)角度講，“數(shù)字城市”是指整個城市經(jīng)數(shù)字化處理后由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫和通信網(wǎng)絡(luò)來管理的巨型信息系統(tǒng)。這個信息系統(tǒng)是以寬帶城域網(wǎng)為基礎(chǔ)，以城市基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)為依托，以全球定位系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)及虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)融合和動態(tài)互操作等現(xiàn)代高科技為技術(shù)支撐，以城市中自然和人文的事物與現(xiàn)象為應(yīng)用對象，構(gòu)成具有多源、多尺度海量數(shù)據(jù)的融合，能用多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行多維表達(dá)的數(shù)字化虛擬城市。

從行業(yè)角度分析，建設(shè)部認(rèn)為數(shù)字城市是城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與服務(wù)的數(shù)字化，建設(shè)數(shù)字城市就是要實(shí)施城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與服務(wù)的數(shù)字化工程?！皵?shù)字城市”是綜合運(yùn)用GIS、遙感、遙測、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)對城市基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行信息自動采集、動態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)，它具有城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會等復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬仿真、優(yōu)化決策支持和可視化表達(dá)等強(qiáng)大功能。測繪系統(tǒng)認(rèn)為數(shù)字城市就是將真實(shí)城市以地理位置及其相關(guān)關(guān)系為基礎(chǔ)而組成數(shù)字化的信息框架，并在該框架內(nèi)嵌入我們所能獲得的信息的總稱，提供快速、準(zhǔn)確、充分和完整地了解及利用城市中各方面的信息。其本質(zhì)就是海量城市空間數(shù)據(jù)與三維城市地理信息系統(tǒng)、時序城市地理信息系統(tǒng)的融合。目前，已有相當(dāng)一部分城市在規(guī)劃或國土部門信息中心及勘測部門的基礎(chǔ)上相繼成立了城市地理信息中心，牽頭組織數(shù)字城市的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與工程實(shí)施。3S系統(tǒng)認(rèn)為數(shù)字城市是基于3S等關(guān)鍵技術(shù)，深入開發(fā)和應(yīng)用空間信息資源，建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理，服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾，服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。其本質(zhì)是建設(shè)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)一步深化和完善城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)，并在此基礎(chǔ)上深度開發(fā)和整合應(yīng)用各種信息資源。信息產(chǎn)業(yè)部認(rèn)為數(shù)字城市是寬帶數(shù)字城市，即通過建設(shè)寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺，整合城市信息資源，實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)信息化，建立城市電子政府、電子商務(wù)企業(yè)、電子社區(qū);并通過發(fā)展信息家電、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上醫(yī)療，建立信息化社區(qū)。其觀點(diǎn)較集中地代表了IT領(lǐng)域的觀點(diǎn)。

上述4種行業(yè)的觀點(diǎn)分別從城市規(guī)劃建設(shè)、城市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)、城市地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、城市整體信息化四個角度，對數(shù)字城市的內(nèi)涵進(jìn)行了界定。廣義的“數(shù)字城市”為調(diào)控城市、預(yù)測城市、監(jiān)管城市提供了革命性手段，是對城市發(fā)展方向本質(zhì)特征的一種描述。狹義的數(shù)字城市工程則是綜合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)、管理，服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾，服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。

因此，可以認(rèn)為“數(shù)字城市”是信息時代背景下城市及其理論發(fā)展的一種必然，它是以信息技術(shù)為支撐、以信息服務(wù)為中心的一種城市發(fā)展模式;它以可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的表達(dá)方式對物質(zhì)城市進(jìn)行數(shù)字化的再現(xiàn)與升華，形成統(tǒng)一的、可共享的信息管理與服務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(如綜合市情系統(tǒng)、城市規(guī)劃系統(tǒng)，智能交通系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育或醫(yī)療系統(tǒng)等)為市政府提供決策支持，為民眾提供服務(wù)。它具有使現(xiàn)代城市管理更快捷高效、使城市居民更輕松方便的眾多優(yōu)點(diǎn)，是未來城市可持續(xù)發(fā)展的一個主要方向。由此可見，數(shù)字城市已不再是一個技術(shù)性概念，而是一種現(xiàn)代科技、社會、政治、經(jīng)濟(jì)影響下的新城市形態(tài)。