从数字城市到智慧城市的理论与实践

从数字城市到智慧城市的理论与实践
当数字城市向智慧城市过渡的时经常会遇到诸多困难，由此对城市建设来说应该要将基础设施、数据信息以及决策管理平台三个主要方面加强建设。

另外还需要将物联网、传感技术以及云计算等方面的工作做到位，以此给我们国家建设智慧型城市带来一定的促进作用，保证数字化城市能够顺利向智慧型城市转变。

基于此，本文将对数字城市到智慧城市转变过程中所涉及到的理论以及实践进行具体分析。

标签：数字城市；智慧城市；理论和实践
对于城市来说它本身是进行经济建设以及经济发展最主要的场所之一，其有着非常丰富的信息资源，并且这些信息资源相对比较集中；另外在这其中经济建设速度以及信息化发展都相对迅速，因此数字化城市建设也变得越来越迅速，带动了我们国家经济的发展。

一、发展概况阐述
数字城市是智慧城市发展的前提和基础，它最主要的内容就是在信息相同的前提下将其信息技术本身所具有的优势完全发挥出来，以此使得原先的物质城市能够向着数字化的方向发展[1]。

具体来说它就是运用计算机以及多媒体等技术，将该城市之中的人口、经济、环境以及具体的设施資源等全部数字化和可视化，并且通过网络的形式将其展现出来。

在数字城市的基础上加上物联网的使用诞生了智慧城市，智慧城市在本质上其实是一个小型的智慧地球，它将智慧地球本身所存在的各项内容完全体现在了城市之中。

它能够让整个城市变得更加聪慧，这主要是因为运用互联网能够将城市之中的各个物品上的传感器进行相互连接，由此构建起来一个区域之中的物联网，能够让城市可以被全面感知。

再者运用云计算以及其它多种高科技技术对其相应的信息进行分析和处理，使数字城市能够和无线网络相互连接在一起并且发出命令，给整个城市的环境、服务以及政务和其它活动给予相应智能化提供决策支持。

二、总体分析
（一）数字城市
数字城市最主要的应用技术是让城市能够实现有效的设计以及规划，是整个城市空间服务最主要的基础设施，能够建立起来将城市服务作为核心的信息共享平台，主要可以进行物流配送、应急响应以及房产销售等。

在数字城市的基础上还建立起来一个网格化的服务以及管理，在每一个网格
之中都会有相应的负责人对其进行管理，他们在岗位上能够进行实时监督，从而保证可以对城市区域进行合理的划分以及管理。

它的出现使得城市管理更加科学化和精准化[2]。

除此以外还能够让城市之中的实景影像变得可以进行测量以及可视，其中主要是使用到了视频系统、全球定位系统以及传感器等，这样就能够让所包含的一切事物变得更加丰富，使其实用价值能够发挥到最大。

从中能够发现数字城市的建立是以大规模运用互联网技术以及新媒体技术为基本前提的，除此以外还使用到了各个行业之中比较高端的技术，把网络宽带作为了信息传输的重要渠道，从而保证整个城市以及社会能够实现数字化的交流和沟通。

纵观其发展成果主要有三个方面的内容，即使得城市能够实现网络化的管理机服务；将数字城市地理空间框架本身的地位进行了进一步的稳固；还使得城市能够实现快速发展。

（二）智慧城市
1.智慧城市的来源
智慧城市最早起源于智慧地球的这一相应理念，在2008年的时候IBM公司就提出了这一理念。

智慧地球本身是在各个行业之中使用新的IT技术，然后将感应器镶嵌在全球的每一个地方，比如将铁路、电网、桥梁等全部链接起来，最终形成物联网。

物联网本身是通过互联网进行整合的，所以能够让人们去使用更加细致性和动态性的手段去管理自己的生活，以此实现‘智慧’理念。

它从一定程度上来说就是由互联网和数字城市相互结合在一起组成的，其中有智慧型的传感器、控制网以及安全网。

在智慧地球理念之中主要包含了智慧城市、智慧油田、电网以及企业等，因此智慧城市的基本理念也就是将传感器相关装置运用到城市生活中的各个角落，并且在云计算以及相关技术的支持下进行整合，使得原先的数字城市能够让整个城市系统结合在一起，最终实现智慧型的管理以及服务。

2.传感器网络
在现代信息技术之中有三个关键的部分，即传感器技术、计算机技术以及通信技术。

其几个各司其职分别对信息进行采集、传输以及处理。

网络是由很多个传感器节点在某一种通信协议之下相互连接起来的一种测控系统，和原先的网络相比较具有极好的兼容性，能够对环境产生自适应的能力。

随着现代信息技术的不断发展和升级，在未来传感器将会构成各种各样价格低廉、大小不一、随处可见的智能型传感器网络[3]。

在这之中传感器将会变成能够可存可取的节点，由此就能够对相应的数据以及信息实行访问，也能够将相关功能实现在线编程。

3.物联网
该技术是最近几年才发展起来的，它主要根据感应器和定位系统以及相应的传感设备在预先约定好的协议上将其任何事物和互联网串联起来，以此实施信息
的交换，最后获得智能化识别和定位以及管理追踪等一系列功能。

从另外一个角度上进行分析也就是把感应器装嵌到电网、隧道、桥梁、铁路等物体之中，然后使其能够被相互连接，最终形成物联网。

该网络的出现使得人与人、物品和物品、人和物品都相互连接相互贯通。

目前该网络已经成为智慧地球理念之中最核心的一部分内容，除此以外它的用途还体现在交通环境保护、政府工作以及消防工作、生产监管、疾病护理、敌情搜查、食品检测等方面，在该网络中人们可以最大程度上利用各种各样的资源，并且提升生产力水平，最终将人和自然之间的关系进一步改善和提升。

4.特征
首先，该类型城市本身是在物联网之上建立起来的城市。

在该网络之下能够实现物和物相通，但是其基本核心还是互联网，也可以说这是在互联网之上进行的延伸以及扩展网络，它使用网络将其用户传递到了各个物品之中，使其相互之间可以实施信息交换功能。

其次，智慧城市主要是针对应用以及服务。

无线传感器网络中主要是将无线网络和数据相互连接在一起，和原先的计算机网络相比较，它本身是将数据作为中心，并且它会主要针对某一个特定的应用，与其各个节点能够互相合作，使该区域之中的监测对象的所有信息都能够被实时监测，再将这些数据进行处理，最后得到更加详细和准确的信息，并且传送给接受信息的用户。

最后，它能够自行组网以及自主维护。

因为该无线传感器之中会有多个节点，这些节点基本上都是在随机撒播的基础上进行安置的，因此牵扯到的节点数量较多，所以无法使用手工安装的方式进行，所以这就要求该网络应该要有自主配置的能力。

再加上很多的节点自身会因为外界因素的变化失效，网络拓扑也会在时间变化之中产生变化，所以这就需要该网络要具备能够保护动态路由的能力，以此才能够保证网络不会因为节点出现故障而产生瘫痪[4]。

5.架构
该城市类型的基本内容是使用一个相对智慧的方式将物联网与云计算等技术和政府部门、企业以及人和人之间相互连接在一起，对于环境保护、公共安全以及各种活动等基本的需求在最快的时间之内做出相应的响应，以此提升城市的运行效率，给居民创设出来更好的城市生活。

其架构一般包含四个方面，即物联网设备层、网络基础支撑层、基础设施网络层以及应用层。

详情见下图1。

三、应用领域
在智慧城市的基础上通过使用IP地址将相关资源进行了整合，使得城市能够实现智能化的运转。

由于智慧城市的发展给各个行业都带来了一定发展的空间以及发展契机，所以接下来将详细介绍几个比较典型的应用实践。

（一）用于交通安全网络
在智慧城市之下的智能交通是在原先交通的基础上进行了改革，将整个交通系统的信息化程度、集成化以及网络化程度做出了进一步的提升，从而能够保证对交通信息、道路情况、天气、交通事故等内容进行智能化采集，以此保证交通网络能够保证基本的安全性以及经济性，最终可以减少对资源的消耗量，起到保护环境的作用。

例如：江苏省泰州市在使用车载移动传感器的基础上，对全市一千一百多千米的可测量实景图像以及四万多个兴趣点进行了采集，将其和电子地图以及正射影像结合在一起，在服务架构的基础上发布成为公共服务，以此给市民们以及游客们的衣食住行带来了极大的便捷性，提升了居民生活的幸福感和满足感。

详情见下图2。

（二）用于公共安全及家庭
在智慧城市之下还能够实现公共安全服务以及数字家庭应用。

该应用主要是将计算机技术以及网络技术作为基础的，然后家用电器就能够实现相互连接，以此进行数据交换，让家电能够和其它的家用物品之间实现互通互联。

不管我们是在室内还是在室外都能够在物联网以及多种类型的终端之下体会到该城市类型最核心的信息成果。

除此以外还可以将其应用到城市公共安全服务之中，这也是当下比较典型的一种实际应用，比如：它能够对住宅区、学校、工地以及交通设施进行全方位的安全监控，当在该领域发生不良情况的时候该系统就能够及时进行报警或者将一些不良情況使用影像的方式记录下来，以此帮助相关人员及时解决这些不良情况，在很大程度上保证了城市居民的人身安全，使得城市建设能够朝着平安、稳定的方向发展。

具体公共安全服务体系见上图3。

（三）用于服务和管理
其一，在该城市类型之下能够对其进行网格化的管理以及服务。

比如：在武汉地区，其中市内有几百万的设施，八百万人口，在每一年都有超过近百万件的事情，这时候人们就能够通过智能型的数据采集以及智能型的信息分析将这些设施部件以及人口和事件之间进行有效管理和服务，以此保证城市管理的有序性和智能性，使城市发展能够朝着科学、高效的方向进行。

其二，在智慧城市之下能够进行远程医疗服务。

其中主要是可以进行视频服务：比如能够进行远程诊断、视频会议以及远程培训等；还有短信服务，这样能够及时获取信息，例如相应的医学资料，在多媒体数据库之中还能够对电子病历以及各种影像进行处理；另外还可以接入紧急救护无线通信，接入无线局域网之中能够实现医院内部的通信等。

关于远程医疗服务体系详情将下图4，这类应用在实际中使用的非常多。

四、结束语
在数字城市的基础上使用物联网从而形成智慧城市，在智慧城市之下能够保证人和人、人和物品以及物品和物品之间相互连接和沟通，以此提升出来各种各样智能型服务。

在未来智慧城市将会被应用在各个领域之中，能够保证每时每刻
都可以给人们提供出来更加便捷的服务，以此提升人们的生活质量，推动整个社会不断进步和发展。

参考文献：
[1]唐长增，严俊.从数字城市到智慧城市的若干思考[J].广西城镇建设，2014（12）：30-35.
[2]李光泽.从数字城市到智慧城市的技术发展机遇与挑战[J].城市建设理论研究：电子版，2015（25）.
[3]刘丹丹.关于数字城市过渡到智慧城市的理论与实践思考[J].中国地名，2015（1）.
[4]毕雪娇.数字城市发展到智慧城市的理论及实践研究[J].工程建设与设计，2017（20）.。