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打造數(shù)字城市，構(gòu)建美好家園
[摘要]數(shù)字城市是數(shù)字地球應(yīng)用的重要部分之一，也是數(shù)字地球最基本的空間層次之一。數(shù)字城市是21世紀(jì)城市的發(fā)展方向。本文結(jié)合當(dāng)今世界信息化發(fā)展現(xiàn)狀，分析和探討了21世紀(jì)我國數(shù)字城市的體系架構(gòu)及發(fā)展構(gòu)想。
[關(guān)鍵字]數(shù)字城市；可持續(xù)發(fā)展；信息化建設(shè)
1引言
21世紀(jì)是信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化蓬勃發(fā)展的新世紀(jì)。世界范圍內(nèi)的新技術(shù)革命和知識經(jīng)濟(jì)的浪潮，推動發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家在電子信息技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新與應(yīng)用，重新站在同一起跑線上，共同面對新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
城市信息化作為國家信息化的重要組成部分，既是區(qū)域信息化的中心，也是城市現(xiàn)代化的必由之路。近年來，伴隨著經(jīng)濟(jì)全球化和社會信息化的進(jìn)程，我國通信業(yè)、計算機(jī)業(yè)、廣播電視業(yè)的傳輸、存儲、處理技術(shù)全面實現(xiàn)數(shù)字化、各行各業(yè)都爭先開展語音、視頻、數(shù)據(jù)綜合業(yè)務(wù)，競相進(jìn)人結(jié)合服務(wù)領(lǐng)域，并且出現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)重組與兼并現(xiàn)象，形成了“數(shù)字會聚”、“三網(wǎng)融合”的趨勢。隨著寬帶IP技術(shù)的發(fā)展，寬帶IP網(wǎng)已成為三網(wǎng)融合的結(jié)合點。產(chǎn)生“無時不在、無處不在”的無縫網(wǎng)絡(luò)，將改變?nèi)藗兊纳鐣�、�?jīng)濟(jì)、文化、生活方式，也將對未來城市發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
2數(shù)字城市背景分析
2.1社會背景
數(shù)字城市的概念來源于數(shù)字地球。人類經(jīng)過數(shù)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(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）等領(lǐng)域取得了巨大成就。特別是隨著全球范圍內(nèi)對地觀測系統(tǒng)（EOS）、國家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）、國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（NSDI）等重大計劃的實施，人類對地球不同層面、不同現(xiàn)象的綜合觀測能力以及信息的處理、傳輸和應(yīng)用能力達(dá)到了空前的水平。由此，1998年1月，美國人順應(yīng)歷史發(fā)展潮流，率先提出了數(shù)字地球的概念。數(shù)字地球是一個全局性長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略思維，其核心在于：（l）用數(shù)字化手段統(tǒng)一性地處理地球問題；（2）最大限度地利用信息資源。
數(shù)字地球在不同的歷史時期有其特定的目標(biāo)，目前從社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要來說，建立數(shù)字城市具有更為現(xiàn)實的意義和價值，而且可操作性更高。所謂“數(shù)字化城市”，是指充分利用數(shù)字化及其相關(guān)計算機(jī)技術(shù)和手段，對城市基礎(chǔ)設(shè)施與生活發(fā)展相關(guān)的各方面內(nèi)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(jì)、社會等復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化管理、服務(wù)與決策功能的信息體系。數(shù)字城市是城市信息技術(shù)的綜合應(yīng)用。典型應(yīng)用包括電子政務(wù)、電子商務(wù)、城市智能交通、市政基礎(chǔ)設(shè)施管理、公共信息服務(wù)、教育管理、社會保障管理、城市環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與管理、社區(qū)管理等幾乎所有的城市生活管理方面和經(jīng)濟(jì)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)行觀測的能力空前提高。自1957年第一顆人造衛(wèi)星進(jìn)入太空以來，世界各國成功發(fā)射了5000余個各類航天器。其中，對地觀測衛(wèi)星（含偵察衛(wèi)星）占總數(shù)的40％左右，居各類航天器之首。利用CCD陣列傳感器，已獲得分辨率高達(dá)1m的影像。成像光譜儀可以達(dá)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(tǒng)（GIS）萌芽于20世紀(jì)60年代初。近20年來，地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展令人矚目。據(jù)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(tǒng)（GPS）采用測定三維坐標(biāo)的方法，使定位從靜態(tài)擴(kuò)展到動態(tài)，從后處理擴(kuò)展到實時定位與導(dǎo)航，其觀測精度達(dá)到各種要求的精度，如從百米級發(fā)展到數(shù)米級，進(jìn)一步發(fā)展到分米級、厘米級。
作為現(xiàn)代城市地理信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，測繪己經(jīng)從傳統(tǒng)的地面大地測量轉(zhuǎn)移到基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星大地測量，從航空攝影測量轉(zhuǎn)向基于遙感的航空航天數(shù)字?jǐn)z影測量，從單一的地圖制圖轉(zhuǎn)向電子地圖數(shù)據(jù)庫、地理信息系統(tǒng)的建設(shè)。而且技術(shù)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)建設(shè)
構(gòu)建數(shù)字城市需要數(shù)據(jù)。1994年，美國提出了國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施計劃即NSDI計劃，該計劃的核心是國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，它包含數(shù)字線劃地形數(shù)據(jù)（DLG）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字柵格數(shù)據(jù)（DRG）、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)（DOM）以及地名等數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。
2.2.3信息高速公路
數(shù)字城市的信息是可以并應(yīng)當(dāng)為公眾所共享的。共享的基礎(chǔ)設(shè)施就是信息高速公路。信息高速公路概念源于美國。美國時任總統(tǒng)克林頓于1993年2月正式提出美國決定建設(shè)信息高速公路--國家信息基礎(chǔ)設(shè)施以此作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，帶動新學(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(jì)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實施計劃。該計劃由美國34所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)發(fā)起，其目標(biāo)立足于當(dāng)前Internet的TCP/IP協(xié)議。
3發(fā)展數(shù)字城市勢在必行
3.1國民經(jīng)濟(jì)與社會信息化所決定
國民經(jīng)濟(jì)與社會信息化是當(dāng)今世界范圍的一項戰(zhàn)略任務(wù)。加速實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化是我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要舉措之一。我國現(xiàn)有城市建成區(qū)面積約占整個國土面積的0.2%，但人口占
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