1 数字城市产生的背景
　　1.1 技术背景
　　世界信息技术发展到崭新的阶段。高分辨率卫星遥感技术突飞猛进，极大地提高了地理信息获取和更新的能力；宽带光纤和卫星通讯为基础的互联网的迅速普及，极大地扩大了信息的通讯交换能力；分布式数据库和共享技术的发展，极大地提高了信息存储和管理能力；仿真和虚拟技术的成熟，酝酿着信息应用技术领域的划时代变革。信息技术变革的大趋势必然深刻地影响到城市规划、建设和管理行业的信息技术应用领域。传统的城市规划、建设和管理必须顺应世界信息化的历史潮流，以积极的姿态迎接数字城市的技术革命。
　　1.2 社会背景
　　数字城市是数字地球的组成部分，从中国专家对数字地球的阐述中可以直接回答数字城市产生的社会背景。
　　中国如何面对“数字地球”。徐冠华院士指出：“‘数字地球’不是一个孤立的项目，而是一项整体性、导向性的国家战略。”中国已将数字城市的核心技术-GIS平台软件的研制列入国家“九五”和“十五”的S863计划的重中之重项目；将“数字城市”项目列入国家“十五”重大科技攻关项目；将地理信息系统软件产业发展作为中国软件产业发展的首要产业。自国务院《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》和国家“十五”计划关于设立创业板的决定发布以来，在2000年短短的1年之内，涌入GIS软件行业的风险投资已经超过6个亿。以上情况表明，数字城市建设不仅引起国家的重视和支持，而且得到软件企业和投资企业的广泛认同。
　　2 数字城市的概念
　　数字城市的概念提出不足3年。迄今为止，数字城市还是一个正在发展和演变的概念。
　　从信息化广义角度看，数字城市即是空间化、网络化、智能化和可视化的技术系统。数字城市是物质城市在

信息世界的反映和升华。特别需要强调的是，数字城市或信息城市不仅仅是物质世界在信息世界的机械反映。数字城市可视化的表现能力和虚拟现实的能力，能够将人类历史上只能抽象思维的事物，以虚拟现实的方式可视化表现出来，在物质世界和精神世界之外构建出虚拟现实世界。数字城市不仅为人类提供观察物质和精神世界的新途径，而且很可能辅助或参与人类智力有关的创造活动。
　　从城市规划、建设和管理的狭义角度看，数字城市可概括为"43VR"，即地理数据4D化；地图数据三维化；规划设计VR（Virtual Keality，虚拟现实）化。地理数据4D化指城市空间基础地理信息数据库包括数字线划图(DLG)、数字栅格地图(DRG)、数字高程模型(DEM)、数字正射影像地图(DOM)；地图数据三维化指地图数据由现在的二维结构转换为三维结构；规划设计VR化指，规划设计和规划管理在4D数据、三维地图数据支撑下，将现有的二维作业对象和手段升级为三维和VR结合的作业对象和手段。
　　3 中外数字城市发展状况
　　3.1 数字城市地理数据资源状况
　　城市地理数据是建设数字城市的空间数据基础设施。了解和分析国内外基础地理数据管理的状况，是认识中外数字城市发展异同的基础。
　　●国外城市地理数据管理体系
　　美国、加拿大、澳大利亚等国的地理信息管理采用国家和州两级管理体系。各个城市可以方便地共享国家地理信息，各城市没有城市级的测绘部门。我们访问美国、加拿大、英国的地方政府网站，发现这些网站只有1:25～50万左右的背景地图。一旦访问者检索更小比例尺的地图，这些政府网站都会通过与国家、州专业部门或专业地图网站的链接，直接共享专业部门或网站的地图信息。国家和州的地理信息专业管理机构和地图专业网站，以无偿或低价、多介质、多形式(4D)、多尺度（从大到小）、网络化方式向地方政府和公众开放。这种管理体制和服务制度，为地方政府建设数字城市带来便利条件：地方城市没有城市空间基础地理数据库的建设负担，并且其共享方便，几乎无成本，内容极为丰富且现实性强。
　　●中国城市地理数据管理体系
　　中国实行国家、省和市三级管理体系。1:10,000以上的小比例的地理数据由国家和省区级生产和管理，1:5000以下的大比例尺的地理数据由城市的专业部门生产和管理。中国实行特有的地理信息保密制度。中国数字城市所需基础地理信息数据具有如下的特点：城市空间基础地理数据库建设和维护必须由各城市独自地进行，城市空间基础地理数据在国家、省和市三级的共享十分困难，其建设成本昂贵，内容受到分级管理和保密要求的严重制约。
　　3.2 数字城市政府网站群状况
　　政府网站群是数字城市功能体现的最主要途径。政府网站和业务上网的数量、质量和水平直接影响数字城市功能发挥的实际效果。
　　●国外政府网站群状况
　　政府上网数量庞大。据不完全统计，澳大利亚政府的州、直辖市、地区、县及镇政府大部分上网。其中州政府8个、直辖市2个、地区20个、县20个、镇180个。加拿大共有540个州、直辖市、地区、县、市、镇政府上网。
　　国外政府普及网上办公。西方城市政府职责较中国简单，一般普及的网上办公业务有：城市规划管理，档案、审计、社区管理，城市经济、文化、旅游和服务、城市财政、政府采购、市政工程（供水、污水、垃圾、绿化、环卫）和城市应急管理（警察、火警、急救）。
　　国外政府普及网上服务、宣传和征询民意。网上主要有政府投资、旅游、社区、文化服务，环保、法律宣传和规划项目征询意见等。值得着重介绍的是城市规划项目在网上征询市民意见。加拿大、澳大利亚城市政府网站的共同特色是规划管理网上作业。城市规划的法规、总体规划、分区规划、规划设计和建筑设计要求等均在网上公布，市民可以随意浏览和下载。规划项目申报、审查和办理许可证全在网上进行。最有特色的是经市议会和规划主管部门初步批准的项目设计方案，必须在网上公布和征询市民意见。给人的总体感觉是，西方国家在城市规划管理网上作业方面，程序规范、法制健全、申报简捷、过程透明、尊重民意。
　　●中国政府网站群状况
　　中国政府网站数量巨大。据不完全统计，中央部委、省、市、县、镇各级政政网站总数达到2759个，覆盖全国30个省市区。
　　中国政府网站处在宣传功能的初级阶段。大部分网站是介绍政府机构、政府首脑、政策法规、办事程序、统计结果等。政府网上办公水平普遍较低。总体上看，中央级政府网站刚刚开始政府业务上网，将一些适合网上作业的管理业务移到网上。但是比国外的政府网站普级业务上网的范围和深度相差甚远。
　　中国城市政府管理覆盖范围比国外宽泛许多。典型的市级政府无法象国外市政府那样，一个市的网站就囊括本市全部政府部门。中国市级政府一般需要建立30～50个专业局级政府网站，才能满足城市管理和服务的业务需要。
　　3.3 数字城市信息资源状况
　　信息资源共享是数字城市成熟度的重要标志。数字城市从某种意义上说，就是信息化城市，如果没有丰富的信息资源，没有有效的信息资源共享机制和技术平台，数字城市建设的可能性和现实性便受到极大的限制。
　　●国外信息资源共享状况
　　城建信息资源共享。美国、加拿大、澳大利亚等国在城市规划、建设和管理方面，拥有丰富、共享的城建信息资源。当你需要了解某城市城建方面的地理信息时，各个城市网站只提供该市很小比例尺的示意地图，比例尺大约为1:25～50万之间。如果你需更详细信息，各城市网站都通过链接直接调用国家、州级地理数据部门或地理信息专业网站各种尺度、各种形式的地图满足你的需求。如果你需要了解某城市的城建发展史，除了城市网站能够提供一定信息外，该网站一般会根据信息分类，与国家、州和姊妹城市建立链接，通过链接引导你进入国家、州或城市建设档案馆、博物馆、专业社团的网站，提供更广泛深入更详细的信息资源。
　　城市社会文化经济信息共享。访问美国、加拿大和澳大利亚城市政府网站的突出感觉是，每个城市政府网站不是信息孤岛，其背后有一个巨大、雄厚的网络化信息资源体系与各个城市政府网站链接，并支撑着成百上千的政府网站运行。几乎每个政府网站都有专业清晰、信息丰富的社会人文、科教文卫和工商经济的行业网站群与政府网站群建立链接。一般市府网站链接的信息资源有：气象、体育、医疗、新闻、俱乐部、市场、企业、电视、广播、教育、音乐、旅游、娱乐和地理等行业信息资源网站群。每类行业网站链接少则十几个，多则成百上千个同类信息网站。这些行业网站在各自的信息领域激烈竞争、不断更新、不断增加、不断提高专业的信息质量和服务质量。政府网站通过链接就可以下断地得到新鲜、专业和丰富的信息资源的服务和支撑。可见，数字城市的发展必须摆脱信息孤岛的局限，否则事倍功半。
　　●中国信息资源共享状况
　　城建信息资源共享。从信息化整体背景看，中国1999年启动政府上网工程。美国网民近亿，中国2000年达到2250多万，网民数量对信息资源建设的拉动能力比国外弱；特殊的中文环境要求，降低了大量西文信息资源的利用效果；网络带宽、速度和通讯资费过高形成网络信息资源建设的瓶颈；更重要的是，中国除新闻信息资源比较成熟外，其他信息资源的规范化、制度化管理水平大大低于发达国家。从城市建设领域看，中国城市基础地理信息的管理体系与国外具有本质的区别。国外只要国家和省级地理信息资源建设到位，全国的市、县、镇政府都可以免费地得到地理信息的服务，无需自行建设本地的地理信息资源。而中国的城市必须各自独立地建设基础地理信息资源，并且在国家现行的保密制度下，不能实现全国共享，甚至不能实现本市各行业之间的共享。特别是城市所需的大比例尺的信息资源，只能依靠市政府自建。国家、省可共享的地理信息不是现实性差．就是比例尺过小。少数专业地理信息网站的信息资源无法达到城市的要求。仅就城市地理信息而言，中国各个城市处在一个个信息孤岛状态。
　　社会文化经济信息共享。相对于城建信息的状况，社会文化经济信息的共享状况好的多。需重点说明的是，数字城市建设所需的社会文化经济信息环境不容乐观。“八五”、“九五”期间，中国信息化的重要成果是计划、金融、工商、通讯、统计、财务、海关、公安、财政、工业、商业、物价、劳动、社保等行业建设了大量的面向行业主管部门的纵向信息系统。这些系统相互独立、相互屏蔽。各城市共享这些纵向系统信息时，缺乏基本的共享机制和信息交换平台。面对如此丰富、新鲜和价值极高的社会、文化和经济信息资源，市政府的需求者只能望而兴叹。因此，解决中国特有的纵向信息系统资源孤岛问题，是中国发展数字城市进程中的重大课题。
　　3.4 数字城市发展阶段的状况
　　回顾国际上数字城市发展走过的道路，大体经历4个阶段。第一阶段：网络基础设施的建设。第二阶段：市政府和企业内部信息系统建设。第三阶段：市政府、企业上下游、相互之间借助互联网实现互通互联。第四阶段：网络社会、网络社区、数字城市的形成。
　　●国外数字城市发展状况
　　美国、加拿大、欧洲、澳大利亚等国家和地区，已经完成第一到第三阶段的基本任务。他们的主要任务是不断提高各阶段成果的作用和水平。如美国为大力提升网络基础设施的水平，于1997年开始建设下一代互联网internet2的试验计划，36所大学和研究机构参与该计划，在参与成员间建立比现在网络快100倍的新型股干网。1997年美国比尔盖茨提出建立全球通讯网络计划。计划建立一个由840颗卫星构成的网络，覆盖全球99%的地区。将卫星通讯网络与internet相连接，实现容纳2000万个用户，资费与internet相同的通讯网络基础设施。
　　●中国数字城市发展状况
　　中国正处在4个阶段同时并举之中。相对而言，通讯基础设施的进展速度比较快；政府和企业内部信息系统建设的进展比较缓慢，水平参差不齐；政府、企业互联互通刚刚起步；网络社会、网络社区和数字城市尚未形成。对于数字城市建设而言，中国政府、企业信息系统建设和政府、企业信息系统间的互联互通尤为重要。以政府网站为例，比之全国3～4万个市、县、镇政府的总量来说，仅占到现已上网的3000个政府网站的不足10%。
　　由此可知，中国数字城市仍然处在低级阶段，其建设重点仍然是市政府和企业的信息管理系统。政府和企业内部信息系统的数量和质量，决定数字城市的成败。因为，各管理信息系统，承担着政府和企业电脑化管理体系、传统信息数字化、信息内容规范化等信息化所要求的管理基础和信息基础。没有这个基础，数字城市只能建立在信息孤岛的基础之上，其结果不言自明。
　　3.5 数字城市规范化、标准化基础状况
　　数字城市信息共享的必要前提是标准化。信息共享的标准化含义应该包括：政府业务管理规范化、企业运作规范化、网络建设标准化、信息交换标准化。数字城市建设离不开标准化和规范化的前提条件。
　　●国外城市标准化、规范化状况
　　基础地理信息遵守国家标准。从美国、加拿大和澳大利亚的管理体制和网上地理信息查询情况看，基础地理信息数据标准和服务标准是统一的。政府网站结构和内容结构标准化。美国、德国、英国、加拿大和澳大利亚各国都有一个非商业的代表国家的政府总网站。该网站将全国的各级政府、组织链接其上，同时以标准的内容结构提供各级政府和组织的网站服务。业务上网遵守法律法规。遍布加拿大、美国、英国的各级政府网站的共同点是，网上办公、网上申请、网上公告等政府行为遵守国家、州的法律法规。甚至业务表格、业务流程都是根据法律来制定和使用。这种标准化、规范化的管理和服务基础，是国外信息化的先天基础。
　　●中国城市标准化、规范化状况
　　中国城市基础地理信息方面有比较成熟的标准，只是现行标准过于强调手工处理需要，没有很好地适应信息化、数字化的发展形势，缺乏对地理信息数字化的适应和变化。政府网站建设设有国家级的框架标准。各个部委、城市、县镇都建立自己的网站，但是没有国家级的政府总网站和与之对应的结构和内容规范。没有成熟的政府业务上网规范。各个部委开始逐步实施的业务上网，信息结构、内容、数量经常变化，反映了中国政府管理规范化水平较低的现状。显而易见，现阶段标准化、规范化存在的问题，很可能成为数字城市建设和信息共享的障碍。
　　4 中国数字城市的发展道路
　　通过上述比较和分析得出结论：中国没有条件、没有时间、没有必要照搬国外的模式。中国必须根据自己的条件和基础，实现跨越式发展，依靠自己的努力，在数字城市发展中赢得应有的历史地位。
　　4.1 跨越式发展策略
　　根据中国的国情实行3个阶段并举的跨越式发展策略。在知识经济可以有选择地跨越式发展的今天，中国完全可以摆脱4个阶段顺序发展的国外模式。针对中国比较落后的通讯基础设施，政府、企业信息系统建设、互联互通等相对落后的薄弱环节，同时并举，跨越发展，快速缩短与发达国家的差距，大幅度提高发展速度。只有如此，我们才有可能赶上和超过发达国家。
　　4.2 集中式发展策略
　　在中国现行管理体制下，涉及城市基础地理信息生产、使用和共享的部门，全部集中在城市。这种资源、应用、权力集中的优势，为数字城市的重点突破创造了条件。中国城市可以集中建设：城市基础地理信息系统、城市规划管理信息系统、城市房管信息系统、城市地下管线信息系统、城建政府网站群等与城市地理信息关系密切、城市发展急需的领域，暂时放弃全面发展的目标。在基于空间地理信息的数字城市领域形成局部竞争优势，以此奠定在国际数字城市竞争中逐渐取得全面优势的技术和应用双重基础。
　　4.3 特色式发展策略
　　美国、加拿大、西欧在通讯基础设施，政府、企业信息系统建设，信息系统互联互通，以及网络社会、网络社区4个阶段循序渐进的发展中占尽先机。但是当时的三维GIS技术、VR技术、4D数据融合集成技术、GIS三维表现技术都没有像今天这样成熟和廉价。访遍美国、西欧、加拿大、澳洲的城市政府网站，基于4D数据、三级表现、借助虚拟现实技术的凤毛麟角。时间和市场为中国创造了超越的重大历史机会。中国数字城市的特色应该定位在：建设具有4D数据的城市基础地理信息公共平台，建设以三维和VR技术为主的城市规划、建设和管理业务专业应用系统。集中抢占数字城市"43VR"的技术应用战略制高点，形成中国数字城市"43VR"的特色，开拓中国数字城市独特的市场空间。