数字城市的框架结构

数字城市是一个内容丰富、外延广泛的综合信息系统体系。 它不是城市各个领域信息系统杂乱无章的组合， 而是具有比较明确的组织结构。一般认为，数字城市应该包括如下框架层次。

1.城域物理网络层

城市信息化能够从分散的计算机信息系统逐步走向一体化为特征的数字城市， 网络基础设施建设是必不可少的。目前我国很多城市开始铺设了GB级主干网， 为数字城市建设打下了很好的基础。但是还无法满足理想的数字城市模型的需要， 在理想数字城市里，人们能够在网络上实现对城市的虚拟浏览、 网上购物、视频点播、政府网上办公、虚拟教育等大量工作， 将日常工作、生活、娱乐等内容移植到网络上实现。 由于这些工作大童采用空间数据和多媒体数据， 全城市的实时共享还是不可能的。目前在实验室已经出现了TB网技术， 其带宽之大，基本可以满足城市数据交换和传输的需要。 另外，虽然建设了带宽很大的主干网，但是由于没有大量接人到各种建筑物中， 即人们工作生活的主要场所，网络的作用还不能充分发挥出来， 这就是所谓的“最后1公里/100米问题”。 不过，人们已经开始注意到这些问题， 目前智能建筑、数字化小区的出现为网络进入到家庭、办公室创造了很好的条件。

2.公用信息平台

在物理网络的基础上，需要搭建一个进行数据交换和网络管理的软件环境， 这主要包括两类平台：一是网络服务商（ISP）提供的网络接人服务， 它提供给用户进入Internet使用网络资源的可能， 目前我国ISP已经取得了长足的进展。比较特别的是， 目前政府部门和大型企业往往需要建立专用的城域网， 以保证系统的稳定性和安全性，但是这类用户不可能自己铺设线路， 所以一般需要向ISP租借网络带宽。二是网络内容提供商（ICP）提供的网络内容服务， 如WWW站点、电子邮箱服务。它对于网络发展至关重要， 如果没有丰富、高质量的内容，网络也就失去意义。 好的icp是目前我国网络所缺乏的，构建数字城市很大程度上就是要建立各个领域、 不同性质、满足不同霈要的ICP。

3.行业信息系统

各个行业需要建立自身的信息系统，以满足自身的特殊需要， 这是组成数字城市的应用系统，直接为行业服务。 目前这类应用系统很多，如狭义数字城市、电子商务、 电子政府、数字小区、远程虚拟教育、远程医疗，下面详细介绍狭义数字城市。

狭义数字城市作为一个涵盖城市规划、建设、 管理各个方面的综合信息系统，涉及面也非常广， 根据我国的建设经验，数字城市的建设内容基本上可以分为三个相互联系、相互支持的层次：

1)基础平台层

基础平台层指城市空间基础设施（Spatial Data Infrastructure，SDI）， 图中所示的下面三层就是进行城市GIS建设的基础， 各种专业空间数据就是建立在这些基础之上的。 一方面，数字城市的建设需要包含网络、数据管理系统等构成的软硬件； 另一方面，需要制定对城市基础地理、自然资源、 社会资源和人文资源等各种信息的数据标准， 保证数据能够在宽带网上多用户进行安全的、 无信息损耗的城域范围的共享，并进行数字化采集和存储， 分别建立相应的资料（信息）库，提供全市基础信息的共享和服务。

2)专业和区域应用层

专业层是领域数字化框架，区域层指区域数字化框架。 它是在城市的各个行业和城市子区域范围内构建行业和部门统一的局域网， 并按照城市信息化的统一要求和规范，制定数据共享和互操作的标准， 建立各个部分的管理和办公自动化系统， 并把这些子系统搭载到基础平台之上，通过共同的信息平台， 实现各部门之间信息的彼此共享、交流和协作。

信息化建设较先进的城市，在规划、国土、环保、电力、电信、 自来水等对信息化管理要求比较迫切的行业， 基本上已经开始建立基于用户局域网的以办公自动化和GIS的信息化建设为主轴的综合信息系统， 但是这些系统往往是相互隔绝的，数据标准也千差万别， 如规划管理部门，拥有的管线数据往往非常简单和不完整， 而且现势性差，而这些管线管理部分虽然拥有丰富的管线数据， 但是质量很差，甚至没有地理基础数据。产生这种状况牵涉了复杂的社会经济因素， 但主要还是缺乏全市性的、强有力的、非追求经济效益的信息主管部门进行协调。 因此，在进行“数字背景”建设时， 建立面向全市跨行业的“信息资源管理中心”等机构是非常必要的。

3)综合决策层

综合决策层是跨领域、跨区域的综合性应用框架， 它主要分为专家分析和领导决策两大部分， 前者为后者提供技术支持，而后者是城市管理的指导。

在数字城市基础平台上，综合分析和研究城市基础地理、 自然资源以及社会、经济等各个领域的不同信息， 在市政府各职能部门和企事业单位的专业信息处理和分析的基础上， 通过虚拟现实技术将城市在计算机上实现仿真、模拟和重现， 建立优化城市运行的计算机模型，供专家为政府最后决策提供可视化的现代辅助工具。

在具体的数字城市建设过程中，各层的具体内容和表达形式可能具有一些细微的差别， 如数字北京将其建设内容分为基础层、专业和区域应用层以及综合决策层等三个层次， 及北京空间数据基础设施（BJSDI）、北京信息资源管理中心、政府类应用、 企业类应用、公众类应用、区域类应用、城市综合决策指挥系统、 政策法规规章及管理制度、技术标准及各种应用规范、信息安全和保密等十个组成部分。 而数字襄樊则分为基础平台、政府职能部门信息子系统、 专家分析和领导决策系统等三个层次，并将统一基础信息平台、 实现快速査询和显示等基本功能作为建设的重点。