数字城市的功能与应用

1.4　数字城市的功能与应用

1.4.1　数字城市的功能

广义上讲的数字城市是指信息化的城市，是一个空间化、网络化、智能化和可视化的技术系统。因此，数字城市具有很强的技术功能。而在城市生产、生活中，“数字城市”利用数字技术、信息技术和网络技术为城市人口、资源、环境、经济、社会等问题的解决提供了重要支持，改变了城市生产、生活、管理等方式。因此数字城市的应用功能就成为数字城市技术功能的真正价值所在。因此，数字城市的功能可从技术功能和应用功能两个方面来分析。

1.数字城市的技术功能

数字城市是以城市信息为主要研究对象，而数据是信息的载体。因而数字化就成为数字城市的基础功能。对城市信息的数字化管理技术就成为数字城市技术功能的重要体现。因此，数字城市的技术功能主要体现为:

(1)城市地理、基础设施和社会经济环境信息的采集、传输和处理功能。数字城市是对现实城市数字化的客观反映，数字化是其基本特征。根据现代城市的层次结构，在数字城市中，综合运用3S、宽带网络、多媒体、大规模存储及虚拟仿真等技术，可实现对城市地理和社会活动层数据信息的采集、传输和处理。这是数字城市的基本功能，可为数字城市综合数据平台的架构提供数据基础。

(2)提供数据资源共享的综合数据平台。整体性和资源共享是数字城市的基本特征，数字城市的综合数据平台是其重要体现，也是数字城市运行的基础和前提。通过共享的数据平台实现对城市的管理、控制和协调是数字城市的目标。在数字城市中，通过制定相应的标准规范，对城市中地理和社会活动等数据进行处理和整合，为城市的运行和管理提供一体化、可共享的综合数据平台，是数字城市的一个重要功能。

(3)提供数字城市建设的技术和保障体系。现代城市是一个庞大、复杂、开放的系统，是国家或地区的政治、经济和文化的中心。城市的建设和管理纷繁复杂，如何把城市的各个组成部分组织成一个一体化、用数字描述的系统，是数字城市建设面临的一个重要问题。在资源整合和共享基础上实现城市各级功能的信息化，是数字城市建设的最终目标。数字城市的技术和保障体系是数字城市顺利建设和实现的前提和保证。在技术层面上，该体系为数字城市建设提供空间信息技术平台、管理信息技术平台和综合信息技术平台等，是数字城市建设技术上的保障;在保障层面上，为数字城市建设提供政策法规环境、人才与管理机构体系、技术规范与标准、数据标准与规范、安全规范与标准等，是实现城市信息资源共享的重要保障和基础。

2.数字城市的应用功能

数字城市的应用功能是数字城市技术功能的价值所在和现实体现，数字城市的应用功能主要有:

(1)城市信息的系统化。“数字城市”是以信息技术为支撑的数据库和信息系统，它以数字影像、数字地图为空间定位的基本信息数据，结合地下空间位置有关的信息，形成数据库，进而实现城市信息系统化。如建立城市地理和基础信息管理系统、城市综合应用系统、城市决策服务系统等。

(2)城市规划的数字化。“数字城市”具有使城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和实现可视化表达等强大功能，由此使“数字城市”成为城市规划工作的一个全新的手段和工具。

(3)城市管理的综合化。数字城市的综合应用系统为城市管理的综合化提供了技术保证。数字城市综合应用系统包括政府类应用、企业类应用和公众服务类三方面，具体包括电子政务、电子商务、电子金融、数字企业和数字社会等。其中，数字社会主要包括数字医疗、数字教育、数字社区等与城市居民息息相关的应用与服务。此外，城市交通网络化后，还可节约市中心宝贵的土地资源，“让网络去跑腿”，提升工作效率，减少劳动力使用，降低成本，避免交通堵塞，减轻环境压力。这都为“城市病”的高效、综合化管理提供了有效途径。

(4)城市决策的科学化。信息是科学决策的依据，决策服务是信息的重要功能。辅助决策是数字城市的最高级应用，它在城市基础信息系统和综合应用系统基础上，通过对城市基础数据和应用数据的挖掘和分析，建立分析预测模型，为城市的长远规划和发展及生态环境建设和灾害防治等提供决策服务，为城市的可持续发展提供支持和保障。“数字城市”这一全新的决策管理系统，为城市决策者、规划者、建设者提供了直接有力的帮助，有利于提高政府决策的科学性和规范化，使城市决策与管理更具高效性、前瞻性和科学性。

1.4.2　数字城市的应用

数字城市是未来城市发展的趋势，数字城市的理念将从根本上改变现有的城市社会管理理念、经济发展方式及人类的生活方式。因此，数字城市将涵盖城市发展的方方面面，为现代化城市的发展提供与众不同的发展前景。目前，数字城市的应用领域已十分广阔，简单阐述如下:

(1)城市规划与设计。城市规划与设计需要获取包括与城市相关的经济社会等各项基础资料、历次规划成果、规划实施与管理等复杂的数据和信息。数字城市的发展丰富了规划人员获取信息的手段，可以利用数字城市先进的技术和海量的数据存储便捷地获取信息，既经济又准确，也可通过城市遥感影像，方便地统计城市绿地面积、道路面积、甚至建筑面积等，改变了过去在掌握城市信息上受条件限制的局限性。数字城市的发展还丰富了处理信息的方法和手段，传统的城市规划中，数据和现状的分析都是凭个人经验进行的，分析的结果难免具有随意性。但在数字城市中，数据的标准化和准确性可最大程度地得到保证。规划人员可利用多种数学模型与分析手段进行定量的分析。数字城市的虚拟技术可利用计算机生成一个逼真的可交互的动态世界，人们可以对这个虚拟世界中的虚拟实体进行交互式操作，并能产生各种感官刺激，如视觉、听觉、触觉等，同时具有查询、分析、评价、规划和决策等功能，这又丰富了规划方案的决策和表现方式。同时，虚拟现实技术的应用为实践各种可行方案创造了条件，不仅使城市规划的科学性大为提高，而且能缩短规划、设计时间。因此，虚拟现实技术已被广泛应用于虚拟城市规划、虚拟建筑设计、小区规划、破坏地区重建等方面。

(2)城市建设。随着数字城市的建设和城市信息化的发展，城市建设对数字城市技术的依赖越来越强，各项城市建设活动都将离不开数字城市技术的支持。城市供水、供气、供热管道大多是深埋地下，一旦要进行检修或发生故障时，需要尽快准确地确定故障点的位置。要做到这一点，必须借助于与管道埋设情况相对应的有关技术档案。而我国城建行业各城市基础设施的基础技术档案图纸资料的完整度与规范化状况很差，多数城市只有传统的纸面保管的图纸资料，超过30年以上的图纸资料大多仅存于施工人员的头脑中，完整性和准确性较差。在这种情况下，必然会因为延误抢修时间而造成较大损失。而在数字城市中，存有完备的、数字化的、可以为工程人员方便快捷地获得、使用的城市基础设施信息。这样既可提高城市建设工作的效率，又可减少事故损失。

(3)城市综合管理。有效的城市管理是促进城市健康发展的重要手段。目前我国主要以手工或单纯以GIS为主的城市管理，已不适应城市迅速发展的实际需要，迫切需要采用数字城市来集成化解决城市管理中遇到的问题。“数字城市”在城市管理中的主要优势是:城市综合管理的信息服务体系，其可提供出行、购物、休闲、娱乐、旅游、交通、教育、文化、医疗、房地产交易、证券交易等综合信息。数字城市的出现为城市管理提供了有力的技术支持。数字城市可通过遥感技术对城市土地利用现状、城市演变、城市环境、城市道路与交通状况进行调查，为城市管理提供多方面的基础地理信息和其他与城市发展有关的资料。基于数字城市的城市资源系统，可以提供城市的水、电等资源的数量、分布与利用状况，以便于对城市资源进行科学管理和优化配置，使之最大限度地满足城市发展的需求，发挥出较高的经济效益。数字城市在城市综合减灾工作中也有广阔的应用前景。它能够完整地、数字式地、切合实际地描述整个城市和地区的一切参数，通过数字城市的建立过程，可以清晰地了解城市各类承灾体和防灾工程的情况以及各种救灾资源的分布情况。使城市的各个薄弱环节一目了然，有利于安排各项减灾工作。与传统的城市减灾管理相比，数字城市的管理更有效率，成本更低。

(4)城市公共安全体系建设。众多城市突发事件，如交通事故、刑事案件、意外灾害等都是威胁城市公共安全的主要因素。现代化的数字城市必须具有抵御和处理公共安全事件的能力，即要建设城市公共安全体系。所谓城市公共安全体系就是城市公共安全应急管理机制。城市公共安全应急管理机制的建立和完善将从根本上改变公共安全事件发生时常规手段无法迅速、准确、动态地监测、预报、调度、应急处理等现状。城市公共安全体系建设是“数字城市”建设的重要领域，数字城市的现代信息技术可将火情、匪情、汛情等各类灾情信息进行实时快速地收集、分析与处理，供各级领导和相关部门进行预警或防灾指挥调度时使用，是减轻或避免灾害的重要非工程措施。同时，数字城市的建设，也将使政府各职能机构的应急联动成为可能。横向方面，政府各相关部门可相互协调、联合作战;纵向方面，各级政府及相关部门的上下、左右联动也十分重要，如大城市与省级政府、市县(区)和乡镇政府的联动都为城市公共安全体系的建设提供了可能。

(5)城市公共服务体系建设。政府的主要职能之一就是公共服务和社会管理。政府职能转变的关键首先就是要树立为社会服务的意识。根据我国的国情和城市的特点，从数字城市的角度来看，建设政府呼叫中心和城市信息亭将是实用、经济、易行和更加便民的城市公共服务体系。目前，我国各级政府都在大力推进由管理监督职能向管理服务职能的转变，努力开展电子政务建设。政府机关电子化程度的提高，呼叫中心被引进政府机关，并成为密切联系群众的重要手段之一。在民政、公用事业、卫生、旅游、政府等部门，成为联系群众，为群众排忧解难、指导行业发展的重要手段。这些呼叫中心的建立为市民提供了极大的方便。城市信息亭是政府公共服务平台的重要组成部分，为社会提供了更加快捷的交流平台，为客商、市民提供了更多、更优质的信息服务。所谓城市信息亭，就是一个网络化的自动服务终端。主要是给百姓提供安全便捷的政务、新闻、公交换乘、缴费等方面的信息服务，让市民及时了解衣、食、住、行等日常生活资讯。信息亭主要由大屏幕显示系统、触摸屏幕系统、金融卡的持卡系统、密码键盘、摄像头、可视电话等几部分组成。通过信息亭可以实现任何一家银行卡的消费，提供各类票务信息并实现现场交易，提供娱乐惊喜折扣，提供各类缴费服务(如手机费、电费)，可以进行各种卡的充值，如电卡、手机卡、煤气卡、水卡等，医保、社保信息的查询，电子商场的服务。还有电子地图、市长信箱、公益宣传等，都可以通过信息亭逐步加以实现。还可开通招聘、求职、低价住房、定购机票、福利彩票等各方面的信息和交易服务。真正实现把互联网/电子邮件、数字打印、交互式广告、电子虚拟存储器、银行业务、旅行信息、控制台和网上政府服务终端等搬上街头。随着信息亭数目的扩充，将让市民真实地感受到数字城市信息化建设带来的生活便利，并从根本上改变城市生活方式。

(6)电子政务。电子政务是现实政府在数字城市中的虚拟实现。它是国内外实施“数字城市”首推的应用领域。所谓电子政务是指政府基于计算机网络来履行其行政管理职能。世界各国发展电子政务的根本目的旨在增加政府的透明度，提高政府的工作效率，促进政府的职能转变，更好地为企业和社会公众服务。实现电子政务的基本形式是建设政府网站，而政府网站的建设重点在于信息公开和网上办事。所谓信息公开就是在网上适时地向社会发布政府的有关信息。通过信息公开使政府的行政管理公开透明，以便主动接受人民群众的批评与监督。所谓网上办事就是网上向企业和公众提供政府行政审批的服务。网上办事是一种人机在线互动式服务，这种服务对政府的管理提出了更高的要求，它要求政府改造工作流程，规范办事行为，转变政府职能。通过网上办事能使政府改善服务质量，提高工作效率，更好地履行行政管理的职能。

(7)电子商务与现代物流。电子商务是传统商务模式的一次革命，它不仅改变着以往的社会生产方式，而且对经济结构的调整产生了极为深刻的影响，并正在成为世界经济新的增长点，因而它也是国内外实施“数字城市”的一大应用领域。所谓电子商务是指贸易双方或多方通过计算机网络进行商务活动的过程。电子商务是一个里程碑式的新事物，它把互联网由单纯的媒体转变为电子化的市场，在生产者、流通者和消费者之间建立起有序、公正和高效的虚拟贸易环境。建立电子商务的目的是通过互联网在世界范围内实现商品的采购、销售和售后服务。电子商务作为一种全新的贸易方式，它的推广应用将会给全球经济带来极大的效益。电子商务不仅是数字城市建设的一个重要内容，它还可以带动电子政务和数字企业的发展。电子商务建设不是哪一个企业或政府机构可以独立承担和实现的，它涉及电子金融、电子物流、数字化的供应链管理、物流中心等多个方面的内容。由此可见，电子商务与现代物流是互为依存的两个概念。一方面，电子商务的实现需要现代物流的支撑，绝大部分电子商务的实现都离不开物流;另一方面，社会化、专业化、全球化的经济发展，使得现代物流呈现出更多电子化、虚拟化和网络化的特征，电子商务相关技术在现代物流业中发挥着关键的作用。现代物流是相对于传统物流而言的。它是在传统物流的基础上，引入高科技手段，即运用计算机进行信息联网，并对物流信息进行科学管理，从而使物流速度加快，准确率提高，库存减少，成本降低，以此延伸和放大传统物流的功能。现代物流使货物从起始地到目的地之间进行正确的流动，能够大大节约企业的时间消耗和流通成本，有利于加快资金周转和扩大再生产。因此，建立现代物流服务体系是加快城市经济发展和社会进步的有力推进器。它涵盖了运输的合理化、仓储的自动化、包装的标准化、装卸的机械化、加工配送的一体化和信息管理的网络化等。因此，其必将促进现代信息社会电子商务技术的飞速发展。

(8)电子金融。在大部分国家，金融服务业向来是一个充满竞争的行业。采用最先进的技术手段以扩大销售收入和降低经营成本，一直是金融企业谋求提升市场竞争力的一个重要手段。互联网的迅速发展和电子商务的产生，为电子金融的发展打下了坚实的基础。所谓电子金融，又称网络金融，从狭义上讲是在国际互联网上开展的金融业务，包括网络银行、网络证券、网络保险、网络信托等金融服务及相关内容。从广义上讲，就是以网络技术为支撑在全球范围内进行的所有金融活动的总称。它不仅包括狭义的内容，还包括网络金融安全、网络金融监管等方面，它不同于传统的以物理形态存在的金融活动，它是存在于电子空间中的金融活动，具有形态虚拟化、运行方式网络化的特征，是信息技术特别是互联网技术飞速发展与现代金融相结合的产物。现代的金融业是集金融交易和金融性增值服务为一体的金融超级市场。它包括电子银行、网上保险、电子化的资本市场和网上个人理财等诸多方面。电子银行，又称网上银行，它利用计算机和互联网技术，为客户提供综合、实时的全方位银行服务。相对于传统银行，网络银行是一种全新的银行服务手段或全新的企业组织形式。对于传统银行而言，它有开放性，以客户为中心、采用多种服务方式和服务渠道及集成性的特点。网上保险是保险公司或新型的网上保险中介机构以互联网和电子商务技术为工具来支持保险经营管理活动的经济行为。通过广泛的网上保险信息共享系统，保险公司可以扩大与客户群的接触面，直接提供和出售保险商品，从而缩短销售环节，节约佣金，降低人力成本，提高公司的竞争力，同时扩大市场份额。电子化的资本市场主要指现代信息技术在资本市场尤其是在证券市场的广泛应用，涉及各种证券电子交易系统、网上经纪业务、电子通信网络及网上公开发行和相关的综合信息服务等。网上个人理财是指运用Internet技术，为客户提供理财信息查询和理财分析工具，甚至帮助理财者制订个性化的理财计划及提供理财投资工具的交易服务等一系列个人理财服务的活动。这些电子化的金融活动都从根本上改变了传统金融业的运作模式，极大地提高了金融业的拓展领域和发展速度。同时，电子金融的发展也可促进其他行业电子商务的发展，也为电子商务的繁荣提供了更便利的支付条件。支付结算业务是电子商务的两个基本环节之一，绝大多数是由金融专用网络完成的。电子银行、电子钱包、电子付款及智能信用卡等已开始应用。但要真正发挥金融电子化对电子商务的保证作用，还需要建立完整的网络电子支付系统，提供验证、银行转账对账、电子证券、账务管理、交易处理、代缴代付、报表服务等全方位的金融服务和金融管理信息系统。

(9)城市智能交通。城市交通作为城市功能的重要组成部分，直接影响着整个城市社会经济体系的正常运转和人们的工作和生活。随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对交通的需求也不断增长，机动车的增长速度远远大于道路基础设施的增长速度。有限的交通运输能力与巨大的、日益增长的需求间的矛盾越来越显著，交通堵塞、事故不断、运输效率下降、大气污染严重等问题不断出现，严重影响了城市社会经济的发展。随着信息化技术的飞速发展，利用信息技术提高交通运输效率已成为当前广泛审视的问题，交通信息化或智能化也成为当前城市发展关注的焦点。智能交通系统(Intelligent Transportation System，ITS)是将先进的信息技术、通信技术、传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效、综合的现代交通运输和管理系统。它充分利用现代化的通信、定位、传感及其他相关信息技术，将出行者、道路和交通运输工具三者作为一个整体系统来综合考虑，并强调运输设备的系统性、信息交流的交互性及服务的广泛性。主要包括道路智能化、车辆智能化和道路系统智能化三个方面，其中道路智能化包括交通控制智能化、事故管理智能化、电子收费智能化和道路管理自动化等。车辆智能化包括车辆定位智能化、行车导航智能化、车辆防撞智能化和安全预防智能化等。道路系统智能化包括系统需求管理智能化、行前路径咨询和行过路线指引的智能化、紧急救援的智能化等。在数字城市的总体规划下，完善不断变化的城市电子地图和各类地物标志，周密设置不同交通等级的虚拟控制中心、虚拟流动模拟、虚拟通过能力、虚拟交通疏导方案、虚拟交通线路优选，可将车辆的流动通量、无人看守的自动调控信号及车载智能终端等信息采集、处理、反馈和优化决策组成一个高度灵敏的交通智能系统。城市交通是一个从根本上改善人的居住环境质量，有利于可持续发展的重要战略问题。通过数字城市提供的数据信息，综合考虑城市环境、城市面貌和土地利用等因素，可使道路设计科学化，交通管理智能化，让城市交通变得井然有序。

(10)数字企业。企业是国民经济的细胞，是电子商务和现代物流系统运行的主体，电子商务又是电子政务、电子金融的驱动力。因此，数字企业是推进国民经济信息化，提升城市传统产业的竞争力，调整产业结构的重要手段，是数字城市的重要组成部分。通过数字企业建设，可实现企业在生产作业、管理、经营各个环节、各个层次、各个领域利用计算机、通信和网络等现代信息技术，充分开发、广泛利用企业内外信息资源，逐步实现企业运行的全面自动化。数字企业具体包括办公管理自动化、生产过程信息化、产品设计信息化、市场营销信息化、财务管理信息化、人事管理信息化等。通过数字企业的建设，可使企业在生产经营方面，实现设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数字化，并通过网络集成实现企业内部及客户、企业和供应商的无缝连接，达到人、技术、经营目标和管理的整体化，促进企业不同产品线的均衡发展。在销售贸易方面，通过信息系统的支持，不仅为用户及时提供满足其需求的产品，更重要的是实现对产品全生命周期(从用户需求分析、产品设计、制造装配、维护服务到报废回收)的管理和服务。在网络环境支持下，扩大产品销售市场，增加产品资金来源，拓宽发展领域，形成全球性的贸易活动。对从事外贸的数字企业，力争有能力运用电子商务手段进行国际贸易活动。在业务合作方面，倡导一种全新的合作理念，将企业供应链上每个环节的管理模式从单纯的合同契约管理变成共同发展的伙伴管理。伙伴之间充分实现知识共享、优势互补、利益共享和风险共担。在企业生存发展方面，不仅能被动地响应市场变化，而且能主动抓住市场变化的机遇，通过技术改进来获取市场变化带来的商机。

(11)数字社区。社区是城市居民生活、栖息的基本场所，也是城市的基本组成单元。随着互联网技术的迅猛发展与广泛应用，城市居民的生活观念和生活方式也出现了根本性的变化。通过互联网提高生活质量也成为人们的共同需求，于是数字社区这一概念和数字城市一起走进了人们的生活，在引领城市生活潮流的同时实实在在地改变了城市人民的生活方式。所谓数字社区是指通过综合使用先进的计算机、通信和控制技术，建立以社区宽带网络为基础的、面向社区信息通信、安全防范和物业管理等应用系统的集成平台，为社区居民提供一个安全、舒适、便利、节能和高效的居住环境，实现社区日常管理与综合服务的信息化。数字社区是信息社会城市社区建设的目标，也是数字城市的一个基础组成单元。数字社区能充分利用互联网、计算机、通信、人工智能等现代技术，在社区的虚拟地理信息系统支持下，实现社区范围内基础设施与功能设施的全部数字化、网络化和智能化，进而实现社区管理和服务的最优化，为社区居民提供一个信息畅通、管理高效、服务温馨、生活便捷、舒适安全的居住环境。数字社区的主要功能包括数字化的社区物业管理与服务和数字化社区信息服务两部分。通过数字社区，城市管理者可以在任何地点用电脑或其他手持设备，通过数字城市访问登录到数字社区，浏览社区物业及其附属设施的空间分布、物业公司和业主的资料信息、采集行业管理所需要的统计数据、发布与社区管理有关的政策法规、接受业主的咨询和投诉。置业者则可通过因特网“进入”数字社区，浏览社区物业、环境、设施设备的空间分布和状况，“翻阅”各种大楼和户型的三维透视图和效果图，了解物业公司的管理方式及其资信度，为置业进行分析决策。物业公司通过社区宽带网，向用户提供社区新闻、智能提取水电气暖的月行读数，自动从业主的账户中划转各种收费(如物业管理费、水电气暖等公共事业费等)、配送物品、安排物业维修等服务。住户可在家用电脑、带机顶盒的电视机或手机通过社区宽带网，获得有关自己居住的社区所有的管理信息、社区服务(如物业管理服务、社区电子商务、社区文化服务等)，可以在网上进行业主委员会选举，还可得到教育、娱乐、保健等全方位的生活咨询及服务。数字社区是信息化城市在人居环境方面的集中体现，是城市信息化中与老百姓密切相关的重要建设内容。因此也是众多发达国家实施“数字城市”的一个热点应用领域。数字社区将是一个环境幽雅、设施齐全、生活方便、居住安全的环境，它能比传统社区提供更加有效的管理、更加丰富的文化、更加全面的服务。

此外，数字城市还涉及人类生活的各个领域，如城市生活领域中的教育问题、医疗问题等，远程教育体系和远程医疗信息技术系统的发展将从根本上改变传统的教育方式和医疗、就医模式，为人民的生活带来极大的便利和深刻的变革。

综上所述，可以看出数字城市的概念符合人类社会发展的大趋势，必将对城市建设、发展和人民生活产生多方面的深远影响。城市的规划、建设、管理和公众服务系统必将对信息技术应用提出广泛而又迫切的需求，以提高城市的管理质量和快速反应能力。目前，国家大力推进城市化进程，迅速提升政府管理水平，并向现代化政府管理迈进，这些都在客观上呼唤着“数字城市”的建设和发展，“数字城市”建设将成为21世纪全球新的竞争制高点，城市数字化能力的大小和数字化水平的高低将从根本上决定着城市的竞争能力。因此，倡导“数字城市”必将成为我国城市发展的一种必然选择。

1.4.3　数字城市的作用

数字城市不仅是历史发展的必然，也是解决“城市病”的有效良方。数字城市可提高城市的综合行政管理水平，强化城市的社会服务功能。综合来讲，数字城市可将“信息资源”进行最优配置，并以最快的速度、最直观的形式、最低的成本传送给各个层次的决策者，或传送给因特网的各个经济社会应用系统，达到对社会资源的有效控制和利用，提高整个城市的经济社会效益，最终实现社会的良性循环和经济的可持续发展。其作用主要表现为:

(1)改变城市产业结构。随着数字城市的发展，传统的资源密集型产业和劳动密集型产业逐渐被知识密集型、高技术密集型或信息产业所替代，即被高附加值的产业和可持续发展型的产业所替代。发达国家和地区大部分已完成了这种产业转型。而发展中国家和地区正在以信息化带动工业化和现代化，努力实现多样化和跨越式的发展。传统城市商业模式逐渐被现代化的电子商务模式所替代。在发达国家和地区，正在完成由电子商务模式替代传统的商务运作模式的转型，而在发展中国家或地区正在为转型而积极筹备。

(2)改变城市空间结构。城市信息化的飞速发展使得城市在宏观结构上体现出很强的聚集与扩散能力，城市空间规模相应扩大。大城市和世界性的大城市数目不断增多，城市带、城市区域如珠江三角洲、长江三角洲、京津塘等不断扩大。而城市微观空间结构则趋向分散化、郊区化，且分散化趋势越来越明显，逐渐形成“小市区、大郊区”的新型城市结构模式。而且随着信息化、全球化的飞速发展，家庭生产方式得到充分发展。城市是由小的核心——CBD和周围广大的、分散的、星罗棋布的多功能社区，包括研究院、设计院所组成。社区与社区之间、社区与CBD之间，由网状分布的宽带网络和高速公路相联结，它们之间则为面积广大的城市森林、绿地、运动场、花坛和草地所组成。

(3)改变城市功能结构。随着信息化的发展，在发达国家或地区工业逐渐迁出城市，远离城市，逐渐被第三产业和科研院所、设计院所及金融机构所替代。因此，城市由生产型功能的区域逐步向服务型功能区域转化。发展中国家和地区的城市正在成为发达国家的工业生产基地。同时，随着发展中国家对信息化、现代化重视程度的提高，信息化带动工业化的发展模式也使发展中国家或地区的城市开始密切关注全球，与世界联系逐步加强，有的城市甚至成为世界性城市。

(4)改变城市社会结构。信息化过程的发展必然会出现城市与城市之间、城市内部企业之间信息化发展不对称的现象，信息鸿沟、数字化分异或分化都导致在全球化、信息化洪流中出现了边缘化的现象。信息化、全球化水平较低的城市或企业逐渐被人遗忘或日趋衰落，于是出现了“富者更富，穷者更穷”的现象。这些城市或企业的人也从知识穷人、信息穷人逐渐沦落为物质穷人，即出现新的分化。此外，随着城市信息化的发展，人们生活质量不断提高，老龄化问题将越来越严重。信息化带动的自动化也将导致蓝领工人逐渐被白领工人所替代，白领工人逐渐被铁领工人(机器人)替代。

(5)改变城市生活方式。城市信息化的结果使得传统的生活方式逐渐转变为网上办公、网上生产、网上学习、网上医疗、网上商务、网上金融、网上政务、网上影剧院、网上旅游。既改变了传统的城市生产和生活方式，也改变了人们的行为和习惯，甚至思想方法和生活方式，并逐步趋向全球一体化的生活方式。

(6)改变城市政府职能。城市信息化的结果，使得电子政府、电子政务逐步实现，政府的传统管理型功能逐步转变为管理服务型的职能。同时，数字城市的建设也改变了政府机关的工作方式、工作作风，进一步提高了其工作质量和效率。数字城市是建立办事高效、运转协调、行为规范的行政管理体制、辅助政府决策水平的必由之路。

由此可见，数字城市是21世纪的生存方式，是城市高度信息化、智能化、虚拟化和敏捷化的具体体现。它着眼于从根本上变革城市生活、工作与交流方式，重塑政府、企业与公众的关系，协调人类与环境的关系，实现城市行为的高效与敏捷，从而为促进城市的可持续发展奠定基础。

1.4.4　数字城市的可持续发展

可持续发展是当今人类社会的共识。《21世纪议程》为人类采取措施保障共同的未来提供了一个全球性框架。城市可持续发展是建立在可持续发展思想理念上的城市发展新模式。它要求城市在实现经济增长的过程中，尽可能地减少对自然资源和能源的消耗及对生态环境的破坏，在提高城市居民生活水平的同时，规划并设计有益于城市居民健康且与生态资源友好的环境，注重当代及代与代之间对城市资源获取和分享的公平性、持续性及协调性。

信息化、网络化、智能化深入到城市的各行各业，推动城市的可持续发展。因此，人类迫切需要建立一个能够对城市人口、资源、环境各个子系统有效整合、实现城市资源在空间上的优化配置及时间上的合理利用、辅助城市可持续发展决策制定的综合体系。这便是以网络技术为依托，以城市可持续发展数据共享系统和网络技术平台为支持，在城市基础框架数据的支持下，对现实城市虚拟重现和高效管理的系统，即数字城市。

数字城市的可持续发展包含数字城市自身的可持续发展和数字城市可促进城市可持续发展两层含义。

1.数字城市自身的可持续发展

数字城市可以看做是一个基于空间智能体的数字生态系统。首先，作为一个基本单元的空间智能体，其具有一定的自适应能力;其次，数字城市所依赖的网络空间包含了生物群体的典型特征。网络节点的信息处所也是空间智能体的处所，具备多样性的构成了超大规模的群体。空间智能体的信息交换、互操作性、复制、淘汰使得信息资源丰富，构成了一幅生动的进化图景。在数字城市中，空间智能体是形成数字生态系统自适应进化结构的最小组成部分，也是实现网络空间智能化数据发现、信息融合及知识发现功能的基本单元。空间智能体也同样遵循“物竞天择，适者生存”的规律。它们从环境(数据源或其他空间智能体)中接受新的信息，繁衍后代，参与竞争。从结构上讲，数字城市是以虚拟网络空间为基础的数字生态系统;从功能上看，数字城市是基于空间智能体的知识发现系统。因此，数字城市自身符合可持续发展与自我改进的要求。

2.数字城市可促进城市的可持续发展

(1)数字城市为城市可持续发展提供决策支持。数字城市可为决策提供丰富的信息，并可通过预测模型预测城市未来的发展。由于城市地域的广阔性和时间因素，许多不可能在实地进行的实验，可通过数字城市的虚拟实验室来完成。如虚拟城市规划、城市生态建设虚拟、城市虚拟设计等。在数字城市的各种信息系统中，本身就包含了决策支持系统;数字城市的决策模型也可在众多的决策方案中选择实现城市决策的最优化。

(2)数字城市为城市可持续发展提供核心推动力。数字城市是知识经济、信息经济和网络经济等新经济模式在城市实现的具体体现。数字城市运用高科技手段，实现城市的数字化、信息化、网络化和虚拟化。数字城市对城市可持续发展的推动力表现在:一是通过向传统产业渗透，提高传统产业的生产效率;二是数字城市作为高新技术集成的基础平台，本身会壮大高新技术产业，创造新的经济增长点;三是数字城市可提高城市管理水平，从而提高城市的生产效率，促进财富的增长;四是数字城市可协调人口、资源和环境的关系，实现可持续发展。数字城市属于高技术范畴，因此它对城市可持续发展的推动力应该是核心推动力。

(3)数字城市为城市可持续发展提供信息保障的平台。可持续发展的城市应该包括可持续的土地利用、可持续的人居环境、可持续的能源利用、可持续的交通和通信系统等。在城市的可持续发展实践中，要求充分研究城市自然资源、生态环境和灾害信息及社会经济信息。同时，还要求研究与城市可持续发展密切相关的政策和法规、知识及国际、国内相关数据库连接站点信息。而数字城市正是一种基于3S等关键技术，服务于城市规划、建设、管理;服务于政府、企业、公众;应用于人口、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。因而成为城市可持续发展信息资源的配置中心。如何合理开发和利用信息资源，为城市的自然、社会、经济提供可持续发展的信息保障体系，是数字城市的终极目标。

(4)数字城市为城市可持续发展提供资源优化配置方法论。在城市系统结构因子中，各种自然生态因素、技术物理因素、经济资产因素、社会文化因素及各种人文因素等构成了城市综合体的等级性、共轭性、异质性、多样性。在城市系统的功能因子中，通过城市系统的物质流、能量流、信息流、人口流、资金流等的互相作用、互相影响、互相制约，特别是通过城市的物质代谢过程、能量传递过程、信息反馈过程和优化配置过程，去培育城市的自组织、自学习、自适应能力。在这些过程中，信息反馈和调度能力起到对各种“流”的设计、优化和调节功能。信息流为城市可持续发展生态系统中的物种流、能量流、物质流、价值流的规律提供了技术保障和实现手段，使得一切资源、能源可以经济有效的使用，防止浪费，鼓励资源重复利用及再生利用等。利用数字城市可实现城市可持续发展中的系统性、全局性，进而合理优化安排，统筹规划各种长期的、综合的城市发展任务。

(5)数字城市为城市可持续发展提供城市设计技术体系。在城市可持续发展过程中，人们越来越意识到城市设计的重要性。城市设计的好坏不仅对于新兴城市的建立和可持续发展起着至关重要的作用，而且对老城区改造也具有积极意义。城市设计是当前城市规划、建筑设计领域中为更有效地改善城市环境面貌、方便和丰富人们的物质和精神生活而积极推行的、并为人们广泛关注的新兴技术。其更加注重人的主体地位和作用，并从自然环境、社会状况、历史渊源、文化特征及心理要求、视觉感受、时空效应等多方面进行综合考虑，从而创造出具有美感、时代感和整体感的城市空间。数字城市可为城市设计提供数字化的建筑和设计平台。数字化城市设计作为建筑技术和电子信息网络技术相结合的产物，以计算机辅助设计为手段，通过对城市各类建筑的三维立体仿真，并与自然环境的“融合”，为城市设计出高效、节能、舒适、美观、时尚的生活社区与特色建筑，并在此基础上不断修正来实施现实世界的城市建设与规划。数字城市采用的数字设计技术在欧、美、日及世界各地的城市可持续发展战略中得到广泛重视和蓬勃发展。我国近几年来也开始了这方面的工作，如北京数字奥运工程的环境与场馆虚拟现实系统、人民大会堂虚拟现实系统等。

(6)数字城市为城市可持续发展提供新经济增长模式。城市可持续发展的目标之一是提高城市居民的生活质量和改善人们的居住环境，而经济增长则是实现这一目标的有效途径。知识经济是信息社会的经济增长模式，而数字革命又是知识经济的核心要素，也是数字城市服务的主要对象。数字经济，或称信息经济、知识经济，是自20世纪90年代以来伴随信息技术迅猛发展而产生的新的经济形式。数字革命、互联网、电子商务和通信技术在这种新经济形式中扮演着重要角色。一方面信息产业占国民经济的份额不断增加，另一方面信息产业对总体经济的带动作用更加突出。事实上，由于信息产业和信息技术的发展，20世纪90年代以来，美国持续80多个月实现了高增长、高就业、低通胀、预算赤字减小、利率降低等宏观经济环境稳定形势。在我国，新经济近年来也得到长足发展。从1996年至2002年，我国电子和通信行业的劳动生产率以每年平均21.25%的速度增长，大大高于我国国民经济劳动生产率8.05%的增长速度。在劳动力方面，1997年仅有1500万人就业于信息产业，到2002年这一数字增长到6200万人。数字城市的建设代表着新经济的力量和趋势，而新经济创造的资本价值和劳动观念将为城市可持续发展，甚至人类可持续发展产生不可磨灭的影响。

(7)数字城市为城市可持续发展提供解决“城市病”的手段。城市可持续发展的重要问题就是解决和克服“城市病”及工业化城市的问题，如人口密集、生态环境恶化、交通堵塞、城市规划建设及管理混乱、监控反馈滞后及决策反应迟缓、资源无序等。城市化在让人类享受物质文明的同时，也使人类备受“城市病”的困扰。日益恶化的基础设施及交通拥挤、污染严重、资源浪费、疾病、失业、犯罪、城市治理资金匮乏和管理者决策水平低下等问题都严重威胁着城市的经济发展潜力、社会凝聚力和政治稳定。数字城市建设是城市化战略发展的历史要求和有效选择，是解决欠城市化和过度城市化的有效途径。通过数字城市建设可提高城市行政管理水平，有效配置、管理城市人文资源和物质资源，致力于城市的可持续发展。并以发展克服“城市病”、以规划减少“城市病”、以管理医治“城市病”。数字城市为城市系统带来的决策能力提高，反应速度加快等城市基础能力的增强，是解决“城市病”的基础。

(8)数字城市为城市可持续发展提供了消灭“数字鸿沟”的机遇。在信息化与全球化过程中，由于信息基础设施、教育水平和信息化普及程度的差异导致了“数字鸿沟”的出现。“数字鸿沟”是指当代信息领域中信息富有者与贫困者之间的差距，具体表现在信息资源分布的不平衡。它不仅存在于发达国家与发展中国家之间，而且在国内的不同地区和城市之间、城市与乡村之间都可能存在着巨大的差别。信息不对称、信息边缘化问题都将导致国家之间、地区城市之间竞争的不公平性，从而增大贫富差距，引起社会发展的不均衡。而解决这一问题的唯一有效途径就是努力消灭已经存在、而且还在扩大的数字鸿沟，帮助落后的城市和地区提高信息化水平。数字城市建设为该问题的解决带来了机遇。数字城市为聚集的城市信息提供了共享和开放的平台，各种城市建设和发展信息可以公开、公正、公平、高效地在其上运行，国家和地区之间可以充分地进行信息共享，降低信息使用成本。而信息资源共享程度的提高便可消除信息不对称，从而带动落后地区发展，拉近与发达地区的差距。而降低成本则消除了工业文明对规模的追求，可增加中小城市和地区产业发展的机会，由此产生可观的经济效益。同时，城市在进行数字化建设时也应注意城市内部区域间的信息平衡，避免产生城市内部的“数字鸿沟”，促进城市的可持续发展。