數(shù)字城市概述

數(shù)字城市馮海霞山東交通學院1、課程的地位、性質(zhì)和任務GIS專業(yè)本科生專業(yè)選修課，地下專業(yè)的專業(yè)選修課。課程的主要任務是傳授城市GIS相關(guān)理論和知識。參考教材作者：謝宏全作↑主編：賴明←主編：承繼成←主編：周心鐵↓主編：賈艷紅↓主編：李宗華↓主編：李宗華什么是城市？“城市”包含了兩方面的含義：“城”為行政地域的概念，即人口的集聚地；“市”為商業(yè)的概念，即商品交換的場所。最早的“城市”就是因商品交換集聚人群后形成的（尼羅河下游最南端的孟斐斯城）。而城市的出現(xiàn)，同商業(yè)的變革有著直接的淵源關(guān)系。最初城市中的工業(yè)集聚，是為了使商品交換變得更為容易（就地加工、就地銷售）而形成的。城市包括包括有城市規(guī)模、城市功能、城市布局和城市交通，而這幾方面所發(fā)生的變化，都必然地會對城市的商業(yè)活動帶來影響，促使其發(fā)生相應的變革。城市的特征以人為主體，以自然環(huán)境為依托、以經(jīng)濟活動為基礎(chǔ)、社會聯(lián)系極為密切的有機整體密集性－物質(zhì)與精神的密集高效性－高效率與高效益多元性—多動能與多類型城市的構(gòu)成自然系統(tǒng)城市地理學、城市環(huán)境學經(jīng)濟系統(tǒng)城市經(jīng)濟學社會系統(tǒng)城市人口學城市社會學建設(shè)系統(tǒng)城市規(guī)劃土木工程建設(shè)學城市發(fā)展各歷史階段的主要特征歷史階段經(jīng)濟功能城市建設(shè)發(fā)展狀況城鄉(xiāng)關(guān)系前工業(yè)社會手工業(yè)生產(chǎn)集中地農(nóng)產(chǎn)品集散地市政設(shè)施簡陋生活條件落后規(guī)模小數(shù)量少城市分離相對封閉工業(yè)社會機器大工業(yè)中心商業(yè)中心市政設(shè)施完備生活條件改善規(guī)模擴張數(shù)量猛增城鄉(xiāng)對立差距拉大后工業(yè)社會第三產(chǎn)業(yè)中心多功能化市政設(shè)施現(xiàn)代化生活條件優(yōu)越規(guī)模數(shù)量穩(wěn)定形成大都市連綿區(qū)城鄉(xiāng)融合差距縮小信息社會信息流通、管理和服務中心城市信息化、園林化、宜人化超級城市裂解中小城鎮(zhèn)崛起城鄉(xiāng)一體化城市化的含義城市化是社會生產(chǎn)力的變革所引起的人類生產(chǎn)方式、生活方式和居住方式改變的過程。表現(xiàn)：一個國家或地區(qū)內(nèi)的人口由農(nóng)村向城市轉(zhuǎn)移、農(nóng)業(yè)人口轉(zhuǎn)化為非農(nóng)業(yè)人口農(nóng)村地區(qū)逐步轉(zhuǎn)化為城市地域城鎮(zhèn)數(shù)目不斷增加城市人口不斷膨脹、用地規(guī)模不斷擴大城市基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務設(shè)施水平不斷提高城市居民的生活水水平和居住水平發(fā)生由量變到質(zhì)變的改善城市文化和價值觀念城為社會文化的主體，并在農(nóng)村地區(qū)不斷擴散和推廣城市化動力機制機制：事物內(nèi)在的聯(lián)系和運行規(guī)律，不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀存在1、農(nóng)業(yè)發(fā)展是城市化的初始動力2、工業(yè)化是城市化的根本動力3、第三產(chǎn)業(yè)是城市化的后續(xù)動力數(shù)字城市----智慧城市城市化的發(fā)展階段與基本形式城市化的三種基本形式城鄉(xiāng)空間格局的變化、人口與非農(nóng)業(yè)經(jīng)濟活動的不同集中型城市化農(nóng)村人口和非農(nóng)業(yè)經(jīng)濟活動向城市聚集分散型城市化城市的經(jīng)濟活動和基本功能向外擴散外延型飛地型就地型城市化深圳

建成區(qū)面積

1979:7Km21991:88.2Km22000:753.8Km22007:953.6Km21979到2007年建成區(qū)擴大到了946.6Km2.城市擴展率為137倍不同時期建成區(qū)面積變化BuildingAreasinDifferentPeriods夜間的世界發(fā)達國家與發(fā)展中國家城市化的特點逆城市化（發(fā)達國家）在城市化水平繼續(xù)緩慢提高的同時，郊區(qū)化以更快的速度在進行市區(qū)中心吸引力下降，郊區(qū)成為人們主要的聚居區(qū)域中心城市開始分解，小城市成為城市化的主力軍超前城市化（發(fā)展中國家）城市化速度超來工業(yè)化速度失去土地失業(yè)貧民窟滯后城市化（發(fā)展中國家）工業(yè)向鄉(xiāng)村擴散農(nóng)村人口就地非農(nóng)化1.1 數(shù)字城市建設(shè)背景與現(xiàn)狀(1)社會背景(2)技術(shù)背景(3)發(fā)展現(xiàn)狀(1)社會背景國民經(jīng)濟和社會信息化是當今世界的一項戰(zhàn)略任務，加速實現(xiàn)國民經(jīng)濟和社會信息化是我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要舉措之一。《我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十個五年計劃綱要》中指出：我國信息產(chǎn)業(yè)要按照應用主導、面向市場、網(wǎng)絡共建、資源共享、技術(shù)創(chuàng)新、競爭開放的發(fā)展思路?！哟笮畔①Y源開發(fā)，強化公共信息資源共享，推動信息技術(shù)在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展各領(lǐng)域的廣泛作用?！ㄔO(shè)設(shè)基礎(chǔ)國情、公共信息資源、宏觀經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫及其交換服務中心，完善地理空間信息系統(tǒng)。城市化水平的提高急需更新城市規(guī)劃、管理的手段，急需提高城市的信息化水平，為各級政府提供及時、準確和高效的信息支持，還要為社會提供信息服務。（2）技術(shù)背景“數(shù)字地球”的提出美國副總統(tǒng)戈爾1998年提出了“數(shù)字地球”的概念“數(shù)字地球”是對真實地球及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一的數(shù)字化認識，以國際互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)、空間數(shù)據(jù)為依托、虛擬現(xiàn)實為特征，面向公眾開放的系統(tǒng)“數(shù)字城市”是“數(shù)字地球”的思想在城市范圍的延伸和具體實現(xiàn)（2）技術(shù)背景①空間信息技術(shù)（RS、GPS、GIS）的快速發(fā)展促進了城市地理信息的產(chǎn)業(yè)化。②對地觀測技術(shù)的發(fā)展促進了測繪已經(jīng)從傳統(tǒng)的地面大地測量轉(zhuǎn)移到基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星大地測量，從航空攝影測量轉(zhuǎn)向基于遙感的航空/航天數(shù)字攝影測量.③空間數(shù)據(jù)管理從單一的地圖管理轉(zhuǎn)向空間數(shù)據(jù)庫管理④空間信息服務從簡單的GIS，轉(zhuǎn)向面向服務的空間信息系統(tǒng)。⑤仿真和虛擬技術(shù)的成熟，為數(shù)字城市的應用提供了新平臺。國家測繪局在2000年全國局長干部會議上明確提出，測繪局系統(tǒng)今后一個時期的主要任務是構(gòu)建“數(shù)字中國”的基礎(chǔ)框架；海南、湖南、山西、福建等省都已正式立項啟動“數(shù)字海南”、“數(shù)字湖南”、“數(shù)字山西”、“數(shù)字福建”工程，其他省區(qū)的立項也在緊鑼密鼓地籌劃之中，而數(shù)字城市的立項更是如火如荼；目前做的比較好的是“數(shù)字北京”；2000年5月13日，中國近百名市長與百名IT精英企業(yè)聚首"二十一世紀數(shù)字城市論壇"當時中國建設(shè)部部長俞正聲在論壇開幕致辭時指出，所謂"數(shù)字城市"與"園林城市"、"生態(tài)城市"一樣，是對城市發(fā)展方向的一種描述，是指數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)要滲透到城市生活的各個方面。建設(shè)數(shù)字城市能夠制止猖獗的違法建筑，并避免制約工程招標和房地產(chǎn)建設(shè)中的大量弊(3)發(fā)展現(xiàn)狀(3)發(fā)展現(xiàn)狀①國外建設(shè)現(xiàn)狀美國、加拿大、澳大利亞等國的地理信息管理采用國家和州兩級管理體系，各城市沒有城市級的測繪部門。在互聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展的背景下，專業(yè)地圖網(wǎng)站正在變?yōu)榈乩頂?shù)據(jù)供應的最佳渠道，地方政府網(wǎng)站僅提供1：25-50萬左右的背景地圖，檢索更大比例尺的地圖，這些政府網(wǎng)站都會通過與國家、州專業(yè)部門或?qū)I(yè)地圖網(wǎng)站的鏈接，直接共享專業(yè)部門或網(wǎng)站的地圖信息。國家和州的地理信息專業(yè)管理機構(gòu)和地圖專業(yè)網(wǎng)站，以無償或低價、多介質(zhì)、多形式（4D）、多尺度（從大到?。⒕W(wǎng)絡化方式向地方政府和公眾開放。這種管理體制和服務制度，為地方政府建設(shè)數(shù)字城市帶來便利條件：地方城市沒有城市空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫建設(shè)負擔，城市空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫共享方便，城市空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)幾乎無成本，城市空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫內(nèi)容極為豐富且現(xiàn)勢性強。(3)發(fā)展現(xiàn)狀①國外建設(shè)現(xiàn)狀國際上數(shù)字城市發(fā)展走過的道路，大體經(jīng)歷四個階段。第一階段：網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)階段。第二階段：市政府和企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)建設(shè)。第三階段：市政府、企業(yè)上下游、相互之間借助互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)互通互聯(lián)。第四階段：是網(wǎng)絡社會、網(wǎng)絡社區(qū)、數(shù)字城市的形成。(3)發(fā)展現(xiàn)狀②我國數(shù)字城市建設(shè)現(xiàn)狀我國實行國家、省和市三級管理體系。1：10000以上的小比例的地理數(shù)據(jù)由國家和省區(qū)級生產(chǎn)和管理，1：5000級以下的大比例尺的地理數(shù)據(jù)由城市的專業(yè)部門生產(chǎn)和管理。我國實行特有的地理信息保密制度。我國以地理數(shù)據(jù)為主要服務內(nèi)容的網(wǎng)站，在現(xiàn)行分級管理和特有的保密制度的制約下，無法達到國外同類網(wǎng)站的內(nèi)容和服務水平。上述條件限制下，我國數(shù)字城市所需基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)具有如下的特點：城市空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫建設(shè)和維護必須由各城市獨自地進行，城市空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)共享十分困難，城市空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫建設(shè)成本昂貴，城市空間基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫內(nèi)容受到分級管理和保密要求的嚴重制約。(3)發(fā)展現(xiàn)狀相關(guān)部委對數(shù)字城市建設(shè)的推動科技部面向網(wǎng)絡海量空間信息的大型GIS（2003AA133011）網(wǎng)絡空間信息標準與共享應用服務關(guān)鍵技術(shù)（2002AA131030）基于SIG空間信息網(wǎng)格的數(shù)字城市（2001AA134078）面向網(wǎng)絡的空間信息組織分析與分布式計算技術(shù)（2002AA135230）突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急系統(tǒng)平臺及關(guān)鍵技術(shù)（2003AA132071）等(3)發(fā)展現(xiàn)狀相關(guān)部委對數(shù)字城市建設(shè)的推動建設(shè)部“十五”初期，啟動了“數(shù)字城市科技工程示范”“十五”末期，400多城市建立房產(chǎn)系統(tǒng)、120多城市建設(shè)規(guī)劃系統(tǒng)、100多城市建設(shè)了空間基礎(chǔ)信息系統(tǒng)網(wǎng)格化數(shù)字城管模式，在北京、上海、深圳等50多個城市推廣“十一五”期間繼續(xù)啟動“城市數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”等一批項目(3)發(fā)展現(xiàn)狀相關(guān)部委對數(shù)字城市建設(shè)的推動信息產(chǎn)業(yè)部自1999年起，在全國范圍內(nèi)選擇了一批基礎(chǔ)條件好、對信息化建設(shè)積極性高、有地方特色的城市（城區(qū)、城鎮(zhèn)）開展了城市信息化試點工作，探索城市信息化建設(shè)的經(jīng)驗。設(shè)基金項目“基于國產(chǎn)GIS軟件的數(shù)字城市應用平臺”，中科院超圖公司和中國測繪科學研究院分別中標，研發(fā)了在二維平臺上和三維平臺上的數(shù)字城市應用平臺。北京市信息辦（北京市信息資源管理中心），通過構(gòu)建政務平臺整合了70多個部門、600多層的專題數(shù)據(jù)，較好地對北京市政府和部門提供了共享服務。(3)發(fā)展現(xiàn)狀相關(guān)部委對數(shù)字城市建設(shè)的推動國土資源部“十五”期間，30多個省（區(qū)、市）先后編制了國土資源信息化建設(shè)規(guī)劃和總體方案。100多個城市建立了地籍信息系統(tǒng)，70多個城市建立了國土資源政務管理系統(tǒng)。擬定了《國土信息化標準指南》，近30項基礎(chǔ)性標準基本完成，其中《縣（市）級土地利用數(shù)據(jù)庫標準》、《城鎮(zhèn)地籍數(shù)據(jù)庫標準》等標準已經(jīng)試行?！笆晃濉逼陂g，在啟動二次土地詳查的同時，實施國家、省、市和縣四級國土資源信息交換體系的建設(shè)。(3)發(fā)展現(xiàn)狀相關(guān)部委對數(shù)字城市建設(shè)的推動國家測繪局開展了“數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)示范”十一五期間，全國選擇具備條件的若干城市國家測繪局、試點城市人民政府、省級測繪主管部門、技術(shù)支持單位等共同合作需求牽引、設(shè)計統(tǒng)一、共同投資、資源共享構(gòu)建公共平臺、推出標準與技術(shù)、打造示范精品(3)發(fā)展現(xiàn)狀

上述部門各有側(cè)重關(guān)鍵技術(shù)研究部門行業(yè)應用數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)共識空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的必要性和重要性信息基礎(chǔ)設(shè)施日漸完善空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施標準不一信息共享與交換不暢通

層次

"數(shù)字城市"實際上有多個層次。目前啟動的項目主要局限在政府管理部門，"數(shù)字城市"為"現(xiàn)實城市"的管理決策服務，這是一項重要職能