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打造數字城市，構建美好家園
[摘要]數字城市是數字地球應用的重要部分之一，也是數字地球最基本的空間層次之一。數字城市是21世紀城市的發(fā)展方向。本文結合當今世界信息化發(fā)展現狀，分析和探討了21世紀我國數字城市的體系架構及發(fā)展構想。
[關(guān)鍵字]數字城市；可持續發(fā)展；信息化建設
1引言
21世紀是信息化、網(wǎng)絡(luò )化、數字化、智能化蓬勃發(fā)展的新世紀。世界范圍內的新技術(shù)革命和知識經(jīng)濟的浪潮，推動(dòng)發(fā)展中國家和發(fā)達國家在電子信息技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng )新與應用，重新站在同一起跑線(xiàn)上，共同面對新的發(fā)展機遇和挑戰。
城市信息化作為國家信息化的重要組成部分，既是區域信息化的中心，也是城市現代化的必由之路。近年來(lái)，伴隨著(zhù)經(jīng)濟全球化和社會(huì )信息化的進(jìn)程，我國通信業(yè)、計算機業(yè)、廣播電視業(yè)的傳輸、存儲、處理技術(shù)全面實(shí)現數字化、各行各業(yè)都爭先開(kāi)展語(yǔ)音、視頻、數據綜合業(yè)務(wù)，競相進(jìn)人結合服務(wù)領(lǐng)域，并且出現了產(chǎn)業(yè)重組與兼并現象，形成了“數字會(huì )聚”、“三網(wǎng)融合”的趨勢。隨著(zhù)寬帶IP技術(shù)的發(fā)展，寬帶IP網(wǎng)已成為三網(wǎng)融合的結合點(diǎn)。產(chǎn)生“無(wú)時(shí)不在、無(wú)處不在”的無(wú)縫網(wǎng)絡(luò )，將改變人們的社會(huì )、經(jīng)濟、文化、生活方式，也將對未來(lái)城市發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
2數字城市背景分析
2.1社會(huì )背景
數字城市的概念來(lái)源于數字地球。人類(lèi)經(jīng)過(guò)數十年的努力，在空間科學(xué)技術(shù)以及遙感（RS）、地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）等領(lǐng)域取得了巨大成就。特別是隨著(zhù)全球范圍內對地觀(guān)測系統（EOS）、國家信息基礎設施（NII）、國家空間數據基礎設施（NSDI）等重大計劃的實(shí)施，人類(lèi)對地球不同層面、不同現象的綜合觀(guān)測能力以及信息的處理、傳輸和應用能力達到了空前的水平。由此，1998年1月，美國人順應歷史發(fā)展潮流，率先提出了數字地球的概念。數字地球是一個(gè)全局性長(cháng)遠的戰略思維，其核心在于：（l）用數字化手段統一性地處理地球問(wèn)題；（2）最大限度地利用信息資源。
數字地球在不同的歷史時(shí)期有其特定的目標，目前從社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的需要來(lái)說(shuō)，建立數字城市具有更為現實(shí)的意義和價(jià)值，而且可操作性更高。所謂“數字化城市”，是指充分利用數字化及其相關(guān)計算機技術(shù)和手段，對城市基礎設施與生活發(fā)展相關(guān)的各方面內容進(jìn)行全方位的信息化處理和利用，具有對城市地理、資源、生態(tài)、環(huán)境、人口、經(jīng)濟、社會(huì )等復雜系統的數字網(wǎng)絡(luò )化管理、服務(wù)與決策功能的信息體系。數字城市是城市信息技術(shù)的綜合應用。典型應用包括電子政務(wù)、電子商務(wù)、城市智能交通、市政基礎設施管理、公共信息服務(wù)、教育管理、社會(huì )保障管理、城市環(huán)境質(zhì)量監測與管理、社區管理等幾乎所有的城市生活管理方面和經(jīng)濟層面。
2.2技術(shù)背景
2.2.13S(RS、GIS、GPS)的技術(shù)背景
遙感技術(shù)（RS）的迅猛發(fā)展，使得人們從空間或空中對城市進(jìn)行觀(guān)測的能力空前提高。自1957年第一顆人造衛星進(jìn)入太空以來(lái)，世界各國成功發(fā)射了5000余個(gè)各類(lèi)航天器。其中，對地觀(guān)測衛星（含偵察衛星）占總數的40％左右，居各類(lèi)航天器之首。利用CCD陣列傳感器，已獲得分辨率高達1m的影像。成像光譜儀可以達到5-40nm的光譜分辨率。微波遙感的發(fā)展可以獲取全天候的信息。
地理信息系統（GIS）萌芽于20世紀60年代初。近20年來(lái)，地理信息系統技術(shù)的發(fā)展令人矚目。據國際高科技企業(yè)分析公司1994年的年報分析，全球GIS軟件及相關(guān)服務(wù)的產(chǎn)值從1994年的12億美元上升到1999年38億美元。
全球定位系統（GPS）采用測定三維坐標的方法，使定位從靜態(tài)擴展到動(dòng)態(tài)，從后處理擴展到實(shí)時(shí)定位與導航，其觀(guān)測精度達到各種要求的精度，如從百米級發(fā)展到數米級，進(jìn)一步發(fā)展到分米級、厘米級。
作為現代城市地理信息產(chǎn)業(yè)的基礎，測繪己經(jīng)從傳統的地面大地測量轉移到基于衛星導航系統的衛星大地測量，從航空攝影測量轉向基于遙感的航空航天數字攝影測量，從單一的地圖制圖轉向電子地圖數據庫、地理信息系統的建設。而且技術(shù)結構也從單一技術(shù)向“3S”集成技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的“3S”運行體系發(fā)展。
2.2.2空間數據建設
構建數字城市需要數據。1994年，美國提出了國家空間數據基礎設施計劃即NSDI計劃，該計劃的核心是國家基礎地理信息數據庫的建設，它包含數字線(xiàn)劃地形數據（DLG）、數字高程模型（DEM）、數字柵格數據（DRG）、數字正射影像數據（DOM）以及地名等數據庫的建設。
2.2.3信息高速公路
數字城市的信息是可以并應當為公眾所共享的。共享的基礎設施就是信息高速公路。信息高速公路概念源于美國。美國時(shí)任總統克林頓于1993年2月正式提出美國決定建設信息高速公路--國家信息基礎設施以此作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎，帶動(dòng)新學(xué)科和交叉學(xué)科發(fā)展，形成高新企業(yè)群，提高生產(chǎn)效率，增強國際競爭能力，促進(jìn)經(jīng)濟騰飛。
2.2.4互聯(lián)網(wǎng)
1996年，美國政府提出了新一代Internet，即NGI實(shí)施計劃。該計劃由美國34所大學(xué)和研究機構發(fā)起，其目標立足于當前Internet的TCP/IP協(xié)議。
3發(fā)展數字城市勢在必行
3.1國民經(jīng)濟與社會(huì )信息化所決定
國民經(jīng)濟與社會(huì )信息化是當今世界范圍的一項戰略任務(wù)。加速實(shí)現國民經(jīng)濟和社會(huì )信息化是我國現代化建設的重要舉措之一。我國現有城市建成區面積約占整個(gè)國土面積的0.2%，但人口占
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