数字城市若干理论问题探讨

作者简介:
李琦(1955-),女,教授,博士生导师,中国图像图形学会技术委员会主任委员,全国地理信息系统标准化委员会委员。 北京大学遥感与地理信息系统研究所,北京 100871 刘纯波 北京大学遥感与地理信息系统研究所,北京 100871 承继成 北京大学遥感与地理信息系统研究所,北京 100871

原文出处:
地理与地理信息科学

内容提要:

该文从城市与区域信息化、数字城市工程建设的角度,结合数字城市工程实践,综合城市建设领域、3S领域、测绘科学领域、计算机科学领域专家学者对数字城市的研究成果,对数字城市的基本概念、数字城市的理论框架、数字城市的工程框架等理论问题,进行了初步的研究,提出了数字城市的基本理论框架。


期刊代号:K9
分类名称:地理
复印期号:2003 年 05 期

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      中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-0504(2003)01-0032-05

      自美国副总统提出数字地球的概念[1]、第一届数字地球国际研讨会在北京召开、中国提出数字城市概念以来,数字城市已经引起了党和国家的高度重视,正在日益成为国家高科技发展和城市建设关注的重点。科技部在863计划信息获取与处理主题(106主题)设立了多项课题支持数字城市理论、技术与产业化的研究。建设部在全国设立了30多个数字城市示范基地。同时,数字城市也已经成为政府、企业、高校和科研院所学术研究的热点。城市建设领域、3S领域、测绘领域、计算机领域等专家学者,都从不同的角度,对数字城市展开了研究。但是,就什么是数字城市、数字城市的理论框架、数字城市的工程实施框架等基本问题,各领域的专家还在探讨。本文从城市与区域信息化、数字城市工程建设的角度,结合数字城市工程实践,综合城市建设领域、3S领域、测绘科学领域、计算机科学领域专家学者对数字城市的研究成果,对数字城市的基本概念、数字城市的理论框架、数字城市的工程框架等理论问题进行初步研究,提出了数字城市的基本理论框架,供数字城市的理论研究与工程实践参考。

      1 数字城市概念

      数字城市,在表述上有数码城市(Cyber City)、数字化城市、电子城市、数码港、信息港、数位城市等多种提法。目前,学术界比较趋同于数字城市(DC,Digital City)的统一提法。但是,在数字城市的概念内涵上,与数字城市相关的各个领域都有各自的表述。归纳起来,有以建设部为代表的城市建设系统、以测绘局为代表的测绘系统、以3S企业为代表的3S系统、以信息产业部为代表的IT系统等四种观点。

      (1)建设部观点[2]。建设部系统对数字城市的理解是,数字城市就是城市规划、建设、管理与服务的数字化,建设数字城市就是要实施城市规划、建设、管理与服务的数字化工程。建设部组织建设系统的高校、企业等部门的专家学者,历时1 a多,提出了城市数字化工程方案,作为建设部系统“十五”信息化与数字城市建设的纲要。建设部在其“十五”科技攻关项目“城市规划、建设、管理与服务数字化工程专项”的建议书中认为,“数字城市”是综合运用GIS、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统;它具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。它是由UGIS-WEB UGIS-COM UGIS-VR UGIS-CYBER UGIS发展而成,具有城市地理信息系统的全部功能,但功能更强、更丰富,它与其前身——城市地理信息系统的主要区别在于对城市有关数据能够自动采集、处理分析、传输分发、自动或半自动智能决策,可直接为社会公众提供便利的网络服务。目前,建设部已经按照这种思路在全国确立了30个数字城市示范基地。

      (2)测绘系统观点。测绘系统对数字城市的理解是,数字城市就是将真实城市以地理位置及其相关关系为基础而组成数字化的信息框架,并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称,提供快速、准确、充分和完整地了解及利用城市中各方面的信息。数字城市的本质(或者核心)就是海量城市空间数据与三维城市地理信息系统、时序城市地理信息系统的融合。数字城市首先是国家空间数据基础设施在城市尺度的具体化实施,是指城市空间数据基础设施(USDI,Urban Spatial Data Infrastructure),数字城市工程就是要建立和完善城市空间数据快速高效的获取、共享与应用体系,建设城市基础地理信息系统,完善以城市基础地理数据(4D数字产品)为核心的城市空间信息基础设施建设,在此基础上建立城市的四维时空参考框架,集成多样化的信息应用。目前,已有相当一部分城市在原城市勘测设计院的基础上,相继成立城市地理信息中心,该中心牵头组织数字城市的规划、设计与工程实施。

      (3)3S系统观点[3,4]。3S系统对数字城市的定义是,数字城市就是基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。其本质是建设空间信息基础设施,进一步深化和完善城市地理信息系统建设,并在此基础上深度开发和整合应用各种信息资源。

      (4)信息产业部观点。信息产业部较集中的代表了IT领域的观点。IT领域对数字城市的提法是宽带数字城市,即通过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,实现城市经济信息化,建立城市电子政府、电子商务企业、电子社区;并通过发展信息家电、远程教育、网上医疗,建立信息化社区。信息产业部信息化推进司在2001年广州数字城市会议上发表的《国家城市信息化建设指南》集中体现了上述观点。同时,建设部在全国已经确立了北京、广州、江门、成都、杭州、扬州、大庆、南海、桂林、包头、石龙镇(东莞)、张家界、贵阳、武汉等14个信息化建设示范城市。

      上述四种观点分别从城市规划建设、城市基础空间数据库建设(城市空间信息基础设施,USII)、城市地理信息系统应用、城市整体信息化四个角度,对数字城市的概念进行了定义。综合以上观点,着眼于我国城市建设发展与国家信息化建设的实践,笔者认为,数字城市定义如下:数字城市是从信息化角度,对信息时代及准信息时代城市状态的形象刻画,表征在花园城市、园林城市、生态城市等工业城市文明基础之上,信息化基础设施完备、信息数据资源丰富、信息化应用与信息产业高度发达、工业化与信息化持续协调发展、人居环境舒适的良性城市状态。数字城市工程就是要在集成化高速宽带城市通讯网络基础设施、城市空间数据基础设施、城市信息安全基础设施建设的基础上,整合城市信息数据资源,连接城市信息化孤岛,开展面向政府、企业、公众的个性化、多样性综合信息应用服务,同时促进城市领域(行业)信息化建设,以信息化带动工业化,促进传统产业结构调整,优化城市产业结构、生态结构与城市空间规划,促进工业化与信息化的持续协调发展。数字城市是城市信息化建设的结果,是工业文明的实体城市在信息社会(及准信息社会)的自然进化。

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