童庆禧院士：我们如何构筑“智慧城市”
一、中国城镇化
城市化是社会发展的必然。从世界发展的全球性格局来看，如果说18至19世纪是帝国世纪，20世纪是国家世纪，那么，21世纪就是城市世纪。可以预料，城市和城市化已成为世界发展的主流。世界已经历了三次城市化发展浪潮。一是以英国为代表，与工业革命发展相伴随，历时约200年。二是以美国为代表，北美洲的城市化，历时90年。三是以拉美及其他发展中国家为代表，到2000年也基本完成了城市化历程，约经历70年。这些国家城市化的一个显著特点就是人口大量集中于主要城市。据联合国统计，全世界城市化率已超过50%，根据预测，到2050年世界城市人口比例将达70%。中国的城市化发展实际上开始于1978年，即与国家改革开放同步，那时中国的城镇化率也只相当于20%，这个进程基本包容在世界第三次城市化发展浪潮中。2011年，我国城镇人口比重达到51.27%，我国城镇人口（6.9亿）在历史上第一次超过了乡村人口（6.6亿），这是我国城市发展的一个里程碑。2013年，我国的城镇化率已达到52.6%。预计到2030 年，我国的城市化率将超过70%。从现在开始，我国还将有2亿多人从农村进入城市或城镇中，成为城镇居民。中国的城市化不仅将对国内经济社会发展产生重大影响，同时也将对世界的发展产生深远的影响。在这里，我要引用世界银行前副行长、诺贝尔经济奖得主斯蒂格利茨于2000年7月在一次报告中的话，他认为“中国的城市化和美国的高科技发展是深刻影响21世纪人类发展的两大关键因素”，他还说“中国的城镇化将是区域经济增长的火车头，并将产生最重要的经济利益”。
二、数字城市
数字城市是从数字地球的理念出发，在高速宽带城市通信网络基础设施、城市空间数据基础设施、城市信息安全基础设施建设的基础上，以地理空间为框架，整合城市资源、环境、经济、社会、人口等各领域的海量空间与非空间信息，利用虚拟现实技术、网络技术、通信技术、地理信息系统技术、遥感技术等手段，通过对信息的处理、存储，实现信息共享与系统集成，进而开展面向政府、企业、公众的个性化、多样化、全面综合信息应用服务，形成实体城市与虚拟城市的有机融合，以提高城市规划、建设、管理和城市生活等各方面的水平，服务于城市的经济建设和社会发展的宏大信息工程系统。
数字城市的建设，首先，是能促进政府公共服务能力的提高，如气象服务、消防、减灾、治安、缉毒等。其次，数字城市建设能推进公共安全领域、公共卫生领域、防灾减灾领域的信息化水平，如金水——数字水利，金土——数字国土，金农——数字农业的重要推动力；此外，数字城市建设能提高对高新技术的需求，促进国家战略性新兴产业的发展，在遥感观测技术、互联网技术的基础上，融合传感技术、通信技术以及相关的信息技术和信息产业，推动物联网、云计算等技术的快速发展，成为促进就业和国家经济社会发展，特别是新型城镇发展并成为拉动GDP的强劲动力。
在我国数字城市发展中，许多城市都在创新思维和技术进步方面取得了长足的进展。数字福建在本世纪初率先垂范，开创了“一把手”工程的先河。北京市东城区创新发展了城市网格化管理的数字城市模式，数字上海、数字广州等超大型城市也都在发展中体现了自己的特色，在提高城市运行效率、转变政府职能、提升城镇居民的生活质量等方面都有所促进。
虽然我国数字城市建设取得了一定成效，但数字城市的建设在我国实际上也只处于初级阶段，尚方兴未艾，建设仍需提速。目前，我国数字城市建设仍存在发展不平衡问题。如城市和区域基础设施的不足，城市部门分割导致信息难以统一、难以共享、技术能力不足等。一个较典型的数字城市，首先要实现无线城市的城市功能等。
三、智慧城市
智慧城市是城市功能发展的高级阶段，是城市信息化的必然结果。具体说来，智慧城市就是通过全面感知、充分整合、激励创新、协同运作等方式使得城市的各个要素、部件和过程“聪明”起来，这就出现了智能交通、智慧医疗、智慧社区、智慧城管、智能建筑、智慧物流、智能管网等，使城市资源更加优化，环境更加友好，城市更加充满活力，运作更加高效。它是在现代高新技术发展的大背景下，在互联网、传感网、物联网、遥感网和基于大数据平台的云计算和云服务为支撑的城市功能智慧化的结果。
其实，当前智慧城市更多的是一种理念，是城市信息化过程的一个战略口号。可以说，智慧城市建设将伴随我国新型城镇化建设的始终，是长期努力的方向。但是，智慧城市并非遥不可及。机会总是给予有准备的人，当前我们应当不失时机地把握机会，加强对智慧城市的理论研究和实践，力求实现跨越式发展。
智慧城市的特征很多，如高速、宽带、融合、无线、互联的信息基础设施；精细、准确、可视、可靠的传感中枢和网络；科学、绿色、超脱、便捷的数字化；虚拟化、个性化和位置化的服务；高效、安全的信息流通；对城市事件的快速、高效、智能处置能力和决策支持；以人为本的可持续发展和创新。智慧城市至少应包括三个世界，即物理世界，就是我们感觉触摸到的真实存在的东西；虚拟世界，由互联网组成，通过电脑、移动终端获取感知的可视化系统；智能世界，通过传感网、遥感网、物联网和云计算等系统相结合所构成的智慧体系。这些基本特征，可能会在某一种特殊的场合展现出它的萌芽，如 2008年北京的奥运会、2010年上海世博会以及广州亚运会等重大活动中已经有一些方面展现出智慧城市的某些特征。
智慧城市建设要抓住两大要素，即硬环境和软环境。其中物联网、互联网、传感网、遥感网、云计算平台等为硬环境。软环境主要包括城市管理的多个层面，如智慧经济、智慧运移、智慧环境、智慧居民、智慧生活、智慧管理，这些方面与相应的区域竞争力、交通、自然资源、人力和社会资本、生活质量以及市民对城市管理的参与相结合，就构成了智慧城市的基础。
我国智慧城市建设的优势，主要有以下几个方面：社会制度集中力量办大事的优势；中央政府以及各级领导高度重视，从而形成了至上而下的战略部署 ；第一把手工程的特点，如数字福建的成功经验；还有我国作为第二大经济体在经济发展、能力等方面的显著提高。主要制约因素则包括：城市和区域基础设施的不足，如城市布局、建筑、管网、路网等；经济、社会、人文、文化、自然、资源、环境等的空间差异 ；部门分割的制约；信息共享的制约；技术准备和储备不足，技术创新能力有待提高等。
本文原刊载于《智能城市》（2016年第1期），仅供学习与交流使用，不带有任何商业目的，版权归作者所有。感谢《智能城市》编辑部对【慧天地】的支持！
童庆禧院士简介
童庆禧：遥感技术与应用专家，中国科学院院士，国际欧亚科学院院士，是我国遥感技术应用领域的最早开拓者之一。
编辑：张道衢
审核：朱林烨 李茂永
指导：万剑华教授(微信号wjh18266613129)