從數(shù)字城市到智慧城市的技術(shù)發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)

陳偉健

（廣西壯族自治區(qū)地理國情監(jiān)測院）

1 前言

近年來，隨著城市化進程的加快，各種新興技術(shù)逐漸廣泛的應(yīng)用到城市生活中。比如，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、地理信息技術(shù)和云計算技術(shù)等。多種先進技術(shù)的應(yīng)用，在一定程度上改變了人們的生活。面對新的技術(shù)發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)，智慧城市隨之而來，智慧城市根據(jù)先進技術(shù)的應(yīng)用，為各種問題的分析和解決，提供了創(chuàng)新性的思維和模式，對于提高城市化進程的發(fā)展水平，具有重要的意義。本文在研究中通過對數(shù)字城市與智慧城市技術(shù)發(fā)展的綜合分析，為日后促進智慧城市的穩(wěn)定發(fā)展，奠定堅實的基礎(chǔ)。

2 城市、數(shù)字城市與智慧城市分析

2.1 城市與數(shù)字城市之間的關(guān)系分析

通過對城市與數(shù)字城市的分析，明確二者存在密切的關(guān)系[1]。從某種角度而言，數(shù)字化城市的構(gòu)建和發(fā)展，是建立在城市基礎(chǔ)性發(fā)展之上的。數(shù)字城市在建設(shè)期間，主要是分析城市系統(tǒng)的各組成要素，明確各組成要素之間關(guān)系的數(shù)字化，利用數(shù)據(jù)和軟件組成城市的數(shù)字化模型。因此，在分析城市與數(shù)字城市之間的關(guān)系時，也可以將數(shù)字城市看成是現(xiàn)實城市在信息空間中的影射。數(shù)字化城市在體現(xiàn)現(xiàn)實城市發(fā)展現(xiàn)狀時，不僅會從數(shù)據(jù)的角度上，實現(xiàn)對現(xiàn)實城市動態(tài)變化過程，同時也要對城市的靜態(tài)特征和構(gòu)成要素，進行明確。從本質(zhì)上來說，數(shù)字城市就是建模城市。為了進一步分析二者的關(guān)系，對城市系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行的深入探討。如圖1所示為城市系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)圖1中的城市系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，可以明確城市系統(tǒng)一般可以由基本框架、三大主體及其子系統(tǒng)構(gòu)成的。基于現(xiàn)實城市的空間地域特征，數(shù)字城市從模型角度出發(fā)，對城市地理空間進行數(shù)字化地理信息空間構(gòu)建，并將其作為數(shù)字城市的構(gòu)建基礎(chǔ)，將城市中的經(jīng)濟資源、自然環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施等，融入到數(shù)字形式下的虛擬城市中，由此形成數(shù)字城市。

基于此種信息嵌入式的數(shù)字城市形成，其核心與重點在于，如何將房屋、道路、水體等地理空間實體與空間屬性，進行有效的關(guān)聯(lián)，從而將其真實的坐落到地理空間坐標(biāo)上，并且按照地理空間的具體坐標(biāo)以二維或是三維分辨地圖的方式呈現(xiàn)。

2.2 數(shù)字城市與智慧城市的關(guān)系分析

圖1 城市系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

在城市發(fā)展進程中，數(shù)字化作為城市的重要發(fā)展手段，對城市發(fā)展水平具有重要的影響。通過對城市發(fā)展的分析，實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，將是城市未來發(fā)展的最終目標(biāo)。現(xiàn)階段，在人們在數(shù)字城市下所獲取的信息，通常是采用人機交互的桌面模式完成的[2]。因此，信息的數(shù)量、種類等時效性，存在一定的不足之處，無法滿足現(xiàn)階段城市系統(tǒng)宏觀和微觀調(diào)控的整體需求。在此基礎(chǔ)上，我國逐漸加強對科學(xué)技術(shù)的研發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)得到創(chuàng)新，并廣泛的應(yīng)用到社會各行業(yè)中。基于此，人們能夠通過上述先進的技術(shù)，實現(xiàn)對信息的快速搜集和傳遞，使遠程監(jiān)控和遠程遙控成為可能。由此，此種數(shù)字城市與物聯(lián)網(wǎng)城市的有效結(jié)合，能夠在一定程度上促進智慧城市的發(fā)展，使城市從數(shù)字化和信息化，逐漸進入到智慧化發(fā)展中。智慧城市在發(fā)展中，將作為現(xiàn)實城市的重要組成部分，在城市未來發(fā)展進程中，發(fā)揮重要的作用和價值。

3 數(shù)字城市到智慧城市的技術(shù)發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)研究

3.1 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

1）在數(shù)字城市向智慧城市發(fā)展進程中，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸受到普遍的關(guān)注。就網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)而言，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要是指，在以往有限網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展基礎(chǔ)上，通信將向無線網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化發(fā)展。尤其在信息化時代下，通用分組無線服務(wù)技術(shù)逐漸向3G技術(shù)普及和向4G技術(shù)的快速發(fā)展，在極大程度上增強了移動信息的通信能力。此種網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)和其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，提供了可能。同時，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也包括智能移動終端。智能移動終端在發(fā)展中借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，提高了對攝像頭、傳感器和全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用水平，充分增強了智能移動終端的信息采集能力，從而對社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到了較大的推動作用。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面，作為數(shù)字城市向智慧城市發(fā)展的重要特征，在日后智慧城市發(fā)展中是尤為重要的技術(shù)之一。

2）在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中，傳感器和智能芯片將會作為連接網(wǎng)絡(luò)的中介，成為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。同時，借助物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取多功能，也能夠從多個角度上實現(xiàn)對遙感技術(shù)的獲取。但隨著城市化發(fā)展進程的不斷加快，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍需要進一步的發(fā)展和完善。

3.2 云計算技術(shù)與地理信息技術(shù)

1）在數(shù)字城市向智慧城市發(fā)展過程中，云計算技術(shù)與地理信息技術(shù)，也將面臨著發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。在云計算方面，數(shù)字城市的發(fā)展呈現(xiàn)出多數(shù)據(jù)和多信息的特征，能夠在云計算的支持下，實現(xiàn)對信息的搜集和傳遞。在數(shù)字城市向智慧城市發(fā)展階段，數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)出海量存儲的現(xiàn)象，無論是對數(shù)據(jù)的分析處理、管理還是共享等，都對云計算提出了更大的挑戰(zhàn)。在此新的發(fā)展形勢下，云計算會將虛擬化的技術(shù)，作為其發(fā)展的核心技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)作為技術(shù)發(fā)展的重要載體，依據(jù)客戶對數(shù)據(jù)信息的實際需求，動態(tài)性的為客戶提供具有伸縮性的計算機服務(wù)。云計算中的虛擬化技術(shù)，能夠充分實現(xiàn)對服務(wù)器物理應(yīng)用邏輯分隔問題的解決，對于計算數(shù)據(jù)資源的共享和動態(tài)的調(diào)節(jié)，都具有重要的意義。

2）在地理信息技術(shù)方面，作為數(shù)字城市的核心技術(shù)，其為城市系統(tǒng)建模形成地理空間框架，成為了可能。隨著數(shù)字城市向智慧城市發(fā)展，地理信息技術(shù)也將面臨新的挑戰(zhàn)。在智慧城市發(fā)展進程中，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，需要在宏觀和微觀三位數(shù)據(jù)層面上，實現(xiàn)對動態(tài)信息建模的解決。因此，應(yīng)從科學(xué)的層面上，實現(xiàn)對地理信息技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。

4 結(jié)語

在當(dāng)前社會發(fā)展進程中，數(shù)字化城市已經(jīng)無法滿足時代的發(fā)展需求。在此發(fā)展新形勢下，智慧城市逐漸成為未來城市發(fā)展的必然趨勢。通過對智慧城市的分析，明確智慧城市主要是依靠云計算技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使城市能夠有序運轉(zhuǎn)，進一步方便人們的生產(chǎn)和生活。針對當(dāng)前數(shù)字城市到智慧城市的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，本文主要從網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)與地理信息技術(shù)方面，分析技術(shù)發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)。

[1]孫杰賢.經(jīng)驗互通、智慧共享——國家新型智慧城市創(chuàng)新發(fā)展論壇召開[J].中國信息化，2018,4(1)：12-13.

[2]馮曉.數(shù)字城市地理信息公共平臺智慧化升級的探討[J].智能建筑與智慧城市，2017,(5)：105-107.