数字城市出现的背景

1.1　数字城市出现的背景

数字城市是在数字地球的概念提出之后逐渐发展起来的。数字城市是数字地球的重要组成部分。因此，下面首先简单介绍数字地球的提出。

1.1.1　数字地球的提出

数字地球，是美国前副总统戈尔于1998年1月，在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表题为“数字地球——新世纪人类星球之认识”演说时，提出的一个与GIS、网络、虚拟现实等高新技术密切相关的概念。戈尔将数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示，它能够放入大量的地理数据”。

就简单分析来看，数字地球能够按地理空间位置，以极高的分辨率对大地进行选点抽样，将抽样点上的自然资源和社会资源信息作为该点的属性信息存入计算机，然后再将这些信息进行统筹安排、抽象分析和逻辑组合，形成能为决策者提供服务的方案。使用者只需点击计算机屏幕上数字地球的任何一点，相关信息就会唾手可得。

严格意义上的数字地球概念是指以地理空间信息技术和数字化技术来对地球进行全要素数字地形的重新描述。通过数字正射影像、数字地形模型、地球三维景观模型建立地球空间定位的基本信息数据。从信息科学及其发展的角度来看，“数字地球”的概念强调了数字化的基础作用，反映了信息科技的基本观点:“信息是经过加工处理的数据”;“数字地球”的概念对信息感知技术、信息采集技术、信息存储技术等提出了新的要求，推动了信息资源的共享和开发利用，极大地促进了信息化技术的发展。因此，戈尔的数字地球是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。

显然，面对如此一个浩大的工程，任何一个政府组织、企业或学术机构，都是无法独立完成的，它需要成千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。数字地球要解决的技术问题，包括计算机科学、海量数据存储、卫星遥感技术、宽带网络、互操作性、元数据等。可以预见，随着地球空间信息学的发展而建立起的数字地球，必将促进测绘事业的现代化，为测绘事业与整个国民经济建立更加紧密的联系作出更大的贡献，并在未来和知识经济社会中产生巨大的经济效益和社会效益。

在地球空间中，城市一直都是区域经济、文化、社会活动的空间集中和聚集点，因此，谈地球必谈城市，谈数字地球必将引出数字城市，数字城市是维系数字地球架构的重要节点。

1.1.2　数字城市出现的背景

“数字城市”是在数字地球提出的背景下出现的，其产生和发展绝不是偶然的，而是有着其深刻的经济、社会和技术背景。

1.经济背景

全球信息化正从技术革命引发为产业革命，这场革命既推动了传统产业的升级换代，又培育了以信息加工、处理和传播为特征的新兴产业，从而使知识经济在全球成为主导的社会经济形态，这意味着人类社会的发展已迈入一个崭新的时代——信息时代。在信息时代，生产力的发展已不再仅依赖于生产资料(原材料、机器)、劳动力和资金，而是更多地依赖于知识与技术在内的各种有用信息。目前，人类正面临着拥有大量各种有用信息而又未对这些信息充分加以利用的窘境。在新的历史时期，信息将成为人类社会发展生产力的基本要素，人们如何获取和利用各种有用的信息将成为经济发展的动力。城市人口对国内外各种有用信息的迫切需要，为“数字城市”的产生创造了必要的条件。

2.社会背景

以电子计算机技术为核心，以网络技术为标志的现代信息科学技术的不断进步和迅速发展拉开了人类进入信息时代的序幕，给整个社会带来了翻天覆地的变化。信息科学的出现和信息技术的迅猛发展，使人类在信息获取、传输、存储、处理与利用信息进行管理、决策和控制等方面取得了突破性的进展，整个社会出现了“信息化”潮流。城市作为区域物质流、能量流和信息流的聚集和扩散中心，不仅构成了区域物资、能源、资金、人才及市场的高度集中点，更成为信息产生、交流、扩散和传播的高度聚合点。城市的现代化水平、信息化水平和数字化程度都成为衡量一个国家或地区融入全球、进而提升经济社会实力和知名度的重要标志。在全球信息化的热潮中，信息流成了信息时代城市发展的主要驱动力。随着城市发展进程的加快，人口膨胀、住房短缺、交通拥挤、环境污染、基础设施供给不足及疾病、失业、犯罪等城市发展难题日益凸显。如何应对和解决这些难题成为人类发展史上不可逃避的现实问题。充分运用先进的科技手段，尤其是信息化手段，深入分析研究“城市病”问题，合理地配置城市的各种资源，科学协调发展与环境的关系，全面提高城市规划、建设与管理的水平，努力营造一个适合人类长期工作、学习和生活的城市环境将成为人类的必然选择。实现城市经济与社会的可持续发展，对“数字城市”的产生起到了催化作用。

3.技术背景

随着信息技术的不断发展，全球定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)已成为人类解决问题的重要技术手段。目前，全球定位系统技术已达到很高的水平，其定位精度静态可达到米级，若采用差分方法，定位精度还可提高到厘米级;遥感技术已形成从卫星遥感到航空遥感的对地观测系统，其空间分辨率可从几公里到几厘米，波段覆盖从紫外线到超长波的240个波段，探测周期能从每隔十多天一次到每天数次;地理信息系统技术已具备对大量数据进行有效存储和管理的能力，并可对这些数据进行查询、统计、分析和显示、输出。将以上3S技术融为一体并综合应用，可实现对城市地理事物的定位、定性和定量描述与分析，从而为“数字城市”的产生奠定了重要的技术基础。