数字城市(Digital City),又叫信息城市(Information City),或叫信息港(Information Port)、数码港(Digital Port),还有称为智能城市(Intelligence City)等,但数字城市更可能为大家所接受。
城市是社会经济的中心,国内总产值(GDP)的80%以上集中在城市。在发达国家中,80%左右的人口集中在城市,我国最近也提出了农村城镇化的倡议,城市化已经成为当前的大趋势。
数字城市不仅是信息社会的主要组成部分,而且也是数字地球技术系统的集中表现。数字城市可以从不同角度来理解,但城市数据库、城市信息系统则是其最主要部分。Al Gore综合了很多教授、专家、企业家及政府管理人员的意见,于1998年9月提出了“数字化舒适社区建设”,即“数字城市”建设的倡议。实际上约在五年前,在一些发达国家中已经开始建设“智能大厦(楼)”、“智能家庭(数字家庭)”、“智能小区”和“智能城市”(数字城市)的实验。所谓的智能大厦,就是利用先进的仪器设备与计算机系统来控制和管理大厦的供热/水、空调、照明、防火、安全、多媒体、音响、通讯等部分,使其协调、合理地工作。推而广之,智能小区、智能城市等是更加复杂的智能管理系统。新加坡首先提出了建设“智能城市”,或“智能国家”(数字新加坡)的设想,并正在积极地进行之中。美国和日本等已经分别建成了若干个“智能化(数字化)的生活小区”的示范区,美国现在约有50个城市正在或打算建设“数字城市”,数字城市的关键技术除了和数字地球的相同外,还应侧重强调以下几点:
(1)真三维地理信息系统(3D-GIS)研究,普遍认为3D-GIS是数字城市首先要解决的问题。国际上已经专门成立了3D-GIS研究组织,主要为城市研究服务。德国的Rostock,Stuttgart大学等研究机构,在3D-GIS方面已经做了很多工作,并建立了模拟系统,对一些城市进行了研究。
(2)仿真一虚拟技术,或虚拟地理信息系统(VR-GIS)技术已成为公认的数字城市的关键技术。1995年Liggetti等人运用VR-GIS技术制成了大比例尺城市模型,1997年Dodge等人运用VR-GIS技术对城市环境设计和规划进行了研究,同时还对土地污染、大气污染进行了深入仿真的研究。还有一些国家正在进行城市行为仿真技术研究等。
(3)数字城市的信息模型与体系结构研究:如城市建筑设施、交通设施、能源设施、通信设施、服务设施、文化设施和行政管理设施的信息模型及体系结构(包括逻辑及运行)和信息组织与管理研究。
(4)数字城市的运行管理技术:通信网络系统及其管理、数据组织及数据转换、决策模型管理、城市信息安全保障机制研究。
(5)数字城市的功能系统研究,包括数据交换中心、公用信息平台、专业信息平台等的研究。
数字化城市的内容,包括数字化、网络化、智能化与可视化等几个方面:
1.城市设施的数字化
在统一的标准与规范基础上,实现数字化。
(1)城市基础设施:①建筑设施;②管线设施;③环境设施。
(2)交通设施:①地面交通;②地下交通;③空中交通。
(3)金融业:①银行;②保险;③交易所(股票)。
(4)产业平台:①第一产业;②第二产业;③第三产业;④信息产业。
(5)文教卫生:①教育科研;②医疗卫生;③博物、科技馆;④电视、通讯社;⑤运动场、体育馆;⑥名胜古迹。
(6)安全保卫:①消防;②公安;③环保。
(7)政府管理:①各级政府;②海关税务;③地籍管理与房地产。
(8)城市规划与管理:①背景数据:地质、地貌、气象、水文及自然灾害等;②城市监测;③城市规划。
2.城市网络化
(1)三网连接:电话网、有线电视网与Internet三网实现互连、互通;
(2)通过网络将分散的和分布式数据库和信息系统连接起来,建立互操作平台;
(3)建立数据仓库与交换中心;
(4)数据处理平台;多种数据的融合与立体表达、仿真与虚拟技术;
(5)数据共享平台。
3.城市的智能化
Bill Gates最近提出了“数字神经系统”与“网络生活方式”的新构想,他的原意是指公司的管理方式,但也适用于城市管理与城市行为方式的智能化研究。例如,电子金融、电子商务等,它们也离不开数字地球技术系统,即离不开空间分布概念,如人们可以通过网络对虚拟商场和厂家进行“网上购物”,但货物不能直接到顾客手中,还要通过“送货上门”。送货就有最佳路径问题,就需要采用城市GIS技术。包括
(1)网上商务:①网上贸易;②虚拟商场;③网上市场管理。
(2)网上金融:①网上银行;②网上股市;③网上期货;④网上保险。
(3)网上社会:①网上影院、戏院;②网上旅游;③网上办各种手续。
(4)网上教育:①虚拟教室;②虚拟实验;③虚拟图书馆。
(5)网上医院:①网上健康咨询;②网上会诊;③网上护理。
(6)网上政务:①网上会议;②网上议会等。
另外,城市规划的虚拟、城市生态建设或改造虚拟实验等,也属于城市智能化的内容。它们不仅可以提高城市规划或城市生态建设的科学性,同时还能缩短设计时间。
总之,数字城市或信息城市,或智能城市是指将城市的部分或大部分的基础设施、功能设施数字化,建立数据库,并用计算机高速通信网络相连接,实现网络化管理和调控,并具有高度自动化、智能化的技术系统。
城市通过信息化后,能够充分和高效地利用信息,使信息快速流动,不仅提高了对城市的管理效率,而且能大幅度提高生产和贸易效益,扩大生产规模,增加财富收入,提高服务质量,促进社会经济发展。
数字城市交通网络化后,还可以节约市中心宝贵的土地资源,减少市中心或商业区的交通拥挤,“让网络去跑腿”,既省节了经费,也加快了速度,减少雇员,降低了成本,避免交通堵塞,节约了汽油,减少了污染。
数字城市还将推动“科教兴国”和“可持续发展”的进程。网络化后不仅加快了科教信息的传播,提高了教学与科研水平;在我国,则有利于实现我国的中长期战略目标。
从数字家庭到数字大厦、数字小区、数字城市,到数字国家,如新加坡,并不是科学幻想,而是活生生的现实,是未来的人类社会的发展模式和人类的生存方式。
未来的数字城市,还将是一个生态城市,具有蓝天、白云、森林、鲜花,清水和分布式的现代化的建筑群与合理的高速公路网所组成。它既具有高效的、信息化的工作环境,又有舒适、方便、安全的现代化的生活环境。在数字城市中,人们可以高效、有序地工作,过着舒适安宁的生活。
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