从数字城市到智慧城市的技术发展机遇与挑战

陈伟健

（广西壮族自治区地理国情监测院）

1 前言

近年来，随着城市化进程的加快，各种新兴技术逐渐广泛的应用到城市生活中。比如，物联网技术、地理信息技术和云计算技术等。多种先进技术的应用，在一定程度上改变了人们的生活。面对新的技术发展机遇和挑战，智慧城市随之而来，智慧城市根据先进技术的应用，为各种问题的分析和解决，提供了创新性的思维和模式，对于提高城市化进程的发展水平，具有重要的意义。本文在研究中通过对数字城市与智慧城市技术发展的综合分析，为日后促进智慧城市的稳定发展，奠定坚实的基础。

2 城市、数字城市与智慧城市分析

2.1 城市与数字城市之间的关系分析

通过对城市与数字城市的分析，明确二者存在密切的关系[1]。从某种角度而言，数字化城市的构建和发展，是建立在城市基础性发展之上的。数字城市在建设期间，主要是分析城市系统的各组成要素，明确各组成要素之间关系的数字化，利用数据和软件组成城市的数字化模型。因此，在分析城市与数字城市之间的关系时，也可以将数字城市看成是现实城市在信息空间中的影射。数字化城市在体现现实城市发展现状时，不仅会从数据的角度上，实现对现实城市动态变化过程，同时也要对城市的静态特征和构成要素，进行明确。从本质上来说，数字城市就是建模城市。为了进一步分析二者的关系，对城市系统的结构进行的深入探讨。如图1所示为城市系统的结构图。根据图1中的城市系统结构图，可以明确城市系统一般可以由基本框架、三大主体及其子系统构成的。基于现实城市的空间地域特征，数字城市从模型角度出发，对城市地理空间进行数字化地理信息空间构建，并将其作为数字城市的构建基础，将城市中的经济资源、自然环境和基础设施等，融入到数字形式下的虚拟城市中，由此形成数字城市。

基于此种信息嵌入式的数字城市形成，其核心与重点在于，如何将房屋、道路、水体等地理空间实体与空间属性，进行有效的关联，从而将其真实的坐落到地理空间坐标上，并且按照地理空间的具体坐标以二维或是三维分辨地图的方式呈现。

2.2 数字城市与智慧城市的关系分析

图1 城市系统的结构图

在城市发展进程中，数字化作为城市的重要发展手段，对城市发展水平具有重要的影响。通过对城市发展的分析，实现城市的可持续发展，将是城市未来发展的最终目标。现阶段，在人们在数字城市下所获取的信息，通常是采用人机交互的桌面模式完成的[2]。因此，信息的数量、种类等时效性，存在一定的不足之处，无法满足现阶段城市系统宏观和微观调控的整体需求。在此基础上，我国逐渐加强对科学技术的研发，物联网、传感器网络得到创新，并广泛的应用到社会各行业中。基于此，人们能够通过上述先进的技术，实现对信息的快速搜集和传递，使远程监控和远程遥控成为可能。由此，此种数字城市与物联网城市的有效结合，能够在一定程度上促进智慧城市的发展，使城市从数字化和信息化，逐渐进入到智慧化发展中。智慧城市在发展中，将作为现实城市的重要组成部分，在城市未来发展进程中，发挥重要的作用和价值。

3 数字城市到智慧城市的技术发展机遇与挑战研究

3.1 网络通信技术与物联网技术

1）在数字城市向智慧城市发展进程中，网络通信技术与物联网技术逐渐受到普遍的关注。就网络通信技术而言，网络通信技术主要是指，在以往有限网络的发展基础上，通信将向无线网络和移动网络转化发展。尤其在信息化时代下，通用分组无线服务技术逐渐向3G技术普及和向4G技术的快速发展，在极大程度上增强了移动信息的通信能力。此种网络通信技术的发展，为物联网和其他网络技术的发展，提供了可能。同时，网络通信技术也包括智能移动终端。智能移动终端在发展中借助网络通信技术，提高了对摄像头、传感器和全球定位系统的应用水平，充分增强了智能移动终端的信息采集能力，从而对社交网络的发展起到了较大的推动作用。在物联网技术方面，作为数字城市向智慧城市发展的重要特征，在日后智慧城市发展中是尤为重要的技术之一。

2）在物联网技术发展中，传感器和智能芯片将会作为连接网络的中介，成为物联网的重要组成部分。同时，借助物联网数据获取多功能，也能够从多个角度上实现对遥感技术的获取。但随着城市化发展进程的不断加快，物联网技术仍需要进一步的发展和完善。

3.2 云计算技术与地理信息技术

1）在数字城市向智慧城市发展过程中，云计算技术与地理信息技术，也将面临着发展机遇和挑战。在云计算方面，数字城市的发展呈现出多数据和多信息的特征，能够在云计算的支持下，实现对信息的搜集和传递。在数字城市向智慧城市发展阶段，数据将呈现出海量存储的现象，无论是对数据的分析处理、管理还是共享等，都对云计算提出了更大的挑战。在此新的发展形势下，云计算会将虚拟化的技术，作为其发展的核心技术，将互联网作为技术发展的重要载体，依据客户对数据信息的实际需求，动态性的为客户提供具有伸缩性的计算机服务。云计算中的虚拟化技术，能够充分实现对服务器物理应用逻辑分隔问题的解决，对于计算数据资源的共享和动态的调节，都具有重要的意义。

2）在地理信息技术方面，作为数字城市的核心技术，其为城市系统建模形成地理空间框架，成为了可能。随着数字城市向智慧城市发展，地理信息技术也将面临新的挑战。在智慧城市发展进程中，借助物联网技术，需要在宏观和微观三位数据层面上，实现对动态信息建模的解决。因此，应从科学的层面上，实现对地理信息技术的创新和发展。

4 结语

在当前社会发展进程中，数字化城市已经无法满足时代的发展需求。在此发展新形势下，智慧城市逐渐成为未来城市发展的必然趋势。通过对智慧城市的分析，明确智慧城市主要是依靠云计算技术和物联网技术，使城市能够有序运转，进一步方便人们的生产和生活。针对当前数字城市到智慧城市的技术发展现状，本文主要从网络通信技术与物联网技术、云计算技术与地理信息技术方面，分析技术发展的机遇和挑战。

[1]孙杰贤.经验互通、智慧共享——国家新型智慧城市创新发展论坛召开[J].中国信息化，2018,4(1)：12-13.

[2]冯晓.数字城市地理信息公共平台智慧化升级的探讨[J].智能建筑与智慧城市，2017,(5)：105-107.