银行管理系统论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇银行管理系统论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

一、研究背景

衍生金融工具的产生及使用，给国际金融市场带来了巨大活力，它以其特有的对冲和套期保值功能，有效规避利率、汇率或股市等基础产品市场价格发生不利变动所带来的系统性风险。因此，近十几年来，衍生金融工具成为国际银行业用以规避风险、开拓业务、谋取利润的经营手段，其在银行经营中的地位和作用日益突显。在我国，国内商业银行是开展金融衍生产品交易的主力军，主要从事自营衍生金融工具业务和代客衍生金融工具业务，业务品种有远期、期货、期权、互换及结构性产品等。从交易目的上看，商业银行代客衍生金融工具业务是在与客户进行衍生金融业务交易，即与其他交易对手进行反向交易，以消除市场风险，从交易中赚取一定比例手续费，承担很小的风险；而自营衍生金融工具业务则为基础工具套期保值目的而开展（从实际交易情况看目前此类交易量最大）或以盈利为目的而进行。虽然目前我国商业银行开展衍生金融工具交易的时间短、金额规模小、品种少，但随着国内金融市场的发展，不论从品种创新上，还是规模上都呈现快速上升趋势，不久的将来一定会被广泛使用。

由于衍生金融工具受外界影响变动大，加上本身构造的复杂性，使得它伴随着高风险，操作不当将会给商业银行带来潜在损失。上世纪90年代以来，衍生金融工具因其自身特点以及投机者的过度投机酿成了多次骇人听闻的巨额亏损和金融危机事件，全球的几乎每一场金融风险事件都与金融衍生工具有关，它的“双刃剑”效应成为风险管理的聚焦点。

与此同时，作为商业语言的会计也面临着不断满足衍生金融工具创新的风险管理的挑战。我国财政部于2006年2月15日颁布了新的《企业会计准则》，新准则的实施将原会计准则规定的在附注中披露的衍生金融工具纳入了表内核算，衍生金融工具的公允价值变动计入当期损益，使得市场价格的变动对损益的影响更大，衍生金融工具在不同的情况下可以成为资产或者负债。报表要求披露金融工具的账面价值和公允价值信息，同时披露对金融工具采用重要会计政策、计量基础等信息，要求披露与金融工具风险相关的描述性信息和数量信息。其中描述性信息包括风险管理目标、政策和过程以及计量风险的方法；风险敞口及其形成原因；数量信息包括风险敞口总括数据和各风险集中点的风险敞口金额；对金融资产和金融负债做到期限分析，判断企业面临的流动性风险并说明管理流动性风险的方法；市场风险(外汇风险、利率风险和其他价格风险)发生变动时，分析其对当期损益和权益产生的影响。这些都从形式上规定了要采用会计语言来揭示衍生金融工具信息，但是，会计流程的事后反映和原有的会计模式能否按照新准则的规定，有效地反映发展与变化中的衍生金融工具交易的真实程度，成为本研究的关注点。本文以会计业务流程再造为焦点，探讨如何对外提供可信的财务信息，以期对内满足商业银行全面风险管理的需求，实现有效决策，从实质上发挥会计的控制和风险预警功能。

二、衍生金融工具风险管理的会计需求

风险是指未来遭受损失的可能性。而风险管理则是指“银行或企业根据既定的目标，为防止其收入和债务受金融市场上各种不利因素的影响，以取得比较理想的风险承受程度的组合而进行的管理。它并不意味着要消除一切风险，而主要是把风险控制在所能接受的范围内。”即现代风险管理是在定性和定量分析基础上所建立的一整套管理程序，若其管理的范畴在全球内，就形成宏观金融管理；若其作用范围限定在企业内部，则形成微观风险管理。本文关注商业银行内部对衍生工具业务进行微观风险管理中对会计功能的需求以及其所产生的外部性。

（一）衍生金融工具的风险

国际证券委员会和巴塞尔委员会将金融衍生工具风险分为市场风险、信用风险、流动性风险、操作风险和法律风险五类。市场风险是指由于汇率、利率或金融资产价格等市场因素的波动使衍生金融的持有头寸价值发生不利变动，从而影响投资者财务状况的风险。信用风险是金融衍生工具交易中合约对手违约或无力履行合约义务而带来的风险。资金流动性风险是金融衍生交易活动中交易者所面临风险的集中反映，当交易者无法按合约要求追加保证金时，将被交易所强制平仓，从而面临巨额亏损；而合约到期无法履行支付义务时，则最终将导致企业的破产清算。操作风险是指由于信息系统或内部控制的缺失，如人为错误、系统失败、不正当的程序、管理控制失误等，而导致意外损失的风险。金融衍生工具的多样性、复杂性、奇异性和技术性，使其较之基础金融工具面临更大的操作风险，这客观上要求衍生交易主体必须具备先进的管理模型、完备的控制系统和专业的技术人员。衍生交易的杠杆效应使得任何的决策失误都将导致巨大的风险暴露，但也正是由于这一交易机制，更容易诱发交易员的赌博心态，进而违规操作。法律风险是指衍生交易合约不能依法执行而产生损失的可能性，包括合约约定不明确、合约本身无效、交易对手不具备法律授权、相关条款缺乏明确的法律规定等。

（二）衍生金融工具风险管理与会计信息系统

1.会计在衍生金融工具风险管理中的作用

从系统论的角度看，会计是人造的提供经济信息系统，它与企业其他系统（如风险管理系统等）协同运作满足企业和社会经济大系统运行的需求，对内的功能是适应企业需求，反映各子系统的活动情况、监督各子系统的运行、参与其他子系统的控制；对外功能则提供充分反映企业状况的可信的财务会计信息。衍生金融工具的交易最终会引起商业银行的资金变动，表现在资产、负债及所有者权益等会计要素发生的增减变化上。新准则的资产负债观（盖地，2007）将其公允价值计价，注重交易事项的实质确认，并在列表披露中规定相关的风险披露，强调了决策有用，会计不容质疑地在对衍生金融工具风险管理中起到了反映和评价的作用。同时，会计对过去事项记录与积累也为反映未来现金流入与流出的衍生金融工具提供数据，帮助报表使用者对未来进行合理预测，利于风险管理。而且，衍生金融工具风险管理也包含着会计风险管理：如对由于计量方法的不同或对经济数据粉饰所造成的风险管理；对由于会计数据变化或会计政策选择所造成的风险。

2.衍生金融工具风险管理的会计需求

金融市场变动速度太快，衍生金融工具品种的多样性和不断创新也使风险表现了非线性，它的风险传递也是高速的，传递过程也十分复杂，所以建立在健全的数据程序之上的高品质信息的适用性对于风险管理非常重要。从衍生金融工具风险的识别、计量、监测、报告制度、程序和方法上，都希望会计的反映、预测、监督、控制职能充分发挥作用。因为经济信息中七成以上的数据来自会计，会计信息的适时提供，将使衍生金融工具风险管理与对其交易业务所表现的会计信息系统产生紧密的联系。会计系统与风险管理系统的协同运作是满足商业银行的全面风险管理需求，针对衍生金融工具交易的特殊业务，探讨协同运作方式——衍生金融工具会计业务流程再造，以提供风险导向的会计信息。

三、衍生金融工具会计业务流程再造

（一）衍生金融工具会计业务流程再造的内涵

1.流程与流程再造

《牛津英语大词典》将流程定义为：一个或一系列连续有规律的行动，这些行动以确定的方式发生或执行，导致特定结果的出现。一般来说，流程是由一系列单独的任务组成的，使一个输入经流程变成输出的全过程。AllanM·Scher认为，“流程对输入的处理可能是转变、转换或仅仅照顾其通过，以原样输出。”Davenport和Short将流程定义为“为特定客户或市场提供特定产品或服务而实施的一系列精心设计的活动”。

1993年，迈克尔·哈默等合著《再造企业——企业革命的宣言》，代表了得到广泛公认的对再造的定义。他认为，企业再造是对业务流程进行根本性的再思考和彻底的再设计，也是管理理念的变革。银行再造(Reengineeringthebank)在20世纪80年代初起源于美国，是国际银行业在网络金融时代、信息化浪潮中寻求银行管理新模式的具有革命性的实践，其定义为：商业银行充分借助现代信息技术，以客户为目标，以业务流程改革为核心，从根本上对银行的业务流程和管理模式重新设计，以期在成本、质量、客户满意度和反应模式上有所突破，使银行集中核心能力，获得可持续竞争的优势。

2.商业银行衍生金融工具会计流程与业务流程

一般认为，企业流程主要由会计流程、业务流程和管理流程组成，会计是连接业务流程和管理流程的桥梁，负责从业务流程中采集数据，经过加工后生成企业管理活动所需的信息，支持企业的管理活动。特别是衍生金融工具这样复杂的交易，更需要将会计流程与其业务流程紧密联系，例如适时了解业务中如何将复杂的结构性金融衍生产品拆分成简单的、基础的、流动性好的产品，并利用相对简单的产品平掉风险，进行会计的及时反映；公允价值广泛用于各类衍生金融工具交易的确认计量中，涉及公允价值的一个关键问题是，能否从可观察到的市场价格或通过有效的估价技术直接得到公允价值，公允价值的取得离不开对业务的了解和相应的模型估价。因此，衍生金融工具业务流程对会计流程的信息采取的时间、方式、质量以及加工后的信息至关重要，会促进会计流程的增值内容、会计流程中的增值作业的增加和非增值作业的减少，保证了信息的有用和可靠，有利于对衍生金融工具管理的决策。所以，衍生金融工具风险管理的信息需要通过其会计业务流程共同完成。

3．衍生金融工具会计业务流程再造

本文所指的衍生金融工具会计业务流程再造是银行再造的组成部分，它的内涵则是借用再造理念，强调以会计业务流程为改造对象和中心，以风险管理需要为目标，对现有的衍生金融工具会计业务流程进行根本上的再思考和彻底的再设计，利用先进的信息技术以及风险管理理念，从衍生金融工具业务中采集数据，加工成管理决策有用的风险导向的会计信息，在最大限度上实现会计流程的增值内容最大化，满足风险管理的需要。在实践中，会计业务流程再造虽然有创新，但绝不等于完全否定过去，现有流程中的合理部分应予以保留，并根据会计制度的变化、新业务的拓展和客户需求的变化不断加以完善。

（二）商业银行衍生金融工具会计业务流程再造的动因

1．商业银行会计业务流程的制约

我国商业银行现有的会计流程设计多是为了适应既有的组织结构和管理的需要，讲究统一性和标准化，相对缺乏差异性和多样化。具体的会计、业务流程由不同的职能部门设计，会计流程往往远离业务流程，彼此间缺少衔接和协调，会计信息所采集的数据以资金流信息为主，且是在经济活动发生之后进行的，忽略了大量的管理信息，导致信息隔阂和信息重复存储，财务人员在加工信息时仅仅对采集的信息进行排序、汇总、过账，而很少考虑会计信息和业务活动的关联性，这样的财务报告并非直接可用，必须经过若干后台加工后才能提交到使用者手中。这样的会计流程很显然已无法跟上瞬息万变的衍生金融工具的业务风险管理需求。

新会计准则中规定，要求衍生金融工具在财务报表附注中披露其风险信息，如银行所具备的风险管理系统和与之相关的风险管理政策和程序，其风险计量体系获取以公允价值计价的资产和负债信息，得到风险暴露总额与获准的银行风险管理限额进行比较的情况。而银监会根据《巴塞尔新资本协议》等的要求，从监管角度出发，指出商业银行在其所提供的监管报告中需揭示衍生金融工具风险管理情况和对银行监管资本的影响，但两者要求的口径的不一致使财会人员在加工统一数据上疲于奔命。当然，定性也好，定量也罢，期末风险估值数据也仅仅提供某一时点的风险水平，无法满足其风险管理所需的适时的高质量信息。

3．商业银行衍生金融工具业务开展与IT支持

目前，我国开展衍生金融工具交易的商业银行一般都根据西方商业银行衍生金融业务的管理方法建立了前、中、后台的业务运作体系，但具体有所差别：前台一般设在资金部（或国际部、外汇交易中心）负责交易的执行和头寸的管理；一般设在资金部（或国际部、外汇交易中心）的风险管理处或相关处室，负责交易事前、事中和事后的风险评估及交易额度管理；后台设在清算中心，负责交易清算和控制操作风险。大多数银行目前仅授权其境内分支机构开展代客衍生交易业务，并明确规定由总行集中营运，统一核算。

IT技术的迅猛发展、网络的应用使得银行构建信息系统，进行实时跟踪、反映、处理其各项经济活动成为可能，各种交易和事项在发生时即可实时记录、实时处理、实时报告，满足了包括衍生金融工具风险管理在内的各项需求。网络环境下的会计模式、理论的研究，也为衍生金融工具会计业务流程再造提供了理论和发展的支持，成为其再造的动力。

（三）衍生金融工具会计业务流程再造设想

1.衍生金融工具会计业务流程再造的方法支持和核心策略建议

流程再造的具体方法主要是流程要素分析法，有二要素分析法和四要素分析法。在二要素分析法下，流程可以被广义地理解为做任何事情的方式，包含客体流和主体工作流。流程再设计的出发点就是改变这两个基本要素，使它们最大限度地发挥作用。具体方法有:改变客体或客体的载体、改变主体、实现主体工作与客体流之间的转换。在四要素分析法下，将流程分为活动、活动之间的联结方式、活动的承担者以及完成的方式等4个基本要素。流程再造可从4个要素上寻求突破。如活动本身的突破，有活动的整合、活动的分离和活动的废除；活动间关系的突破有两种可能：一是活动的某一顺序发生突破性的变化，导致一个高效运作的新流程产生，二是活动间的逻辑关系发生突破性变化，从而获得一个新的流程；活动承担者的突破；活动实现方式的突破主要体现在探索信息技术更为有效的利用。

衍生金融工具会计业务流程再造的核心策略是会计与业务流程之间信息的转换，应为增值的作业；利用网络环境、IT技术以及各处理模块，进行适时（just-in-time）在线（on-line）的信息加工、提供与应用；会计确认、核算、加工三阶段的处理在网络支持下，由相应的模型系统处理完成，形成适时的信息数据库。在各处理阶段的信息是可分离的，可选取的，当应用信息时可根据不同需求经授权提取，形成相应的报告：如适时的风险管理信息提取，适时的财务报表披露，风险预警等。

2．衍生金融工具业务流程再造设想

在衍生金融工具会计业务流程再造过程中，衍生金融工具业务流程的风险控制是关键，其增值作业的增加和非增值作业的减少，是会计流程再造的价值增值前提。现代经济高度社会化分工的必然结果是银行完全可以借用外部资源，把许多业务流程环节交由其它企业去协作完成。例如，利用业务外包将银行的局部性的信息技术业务委托给外部厂商或集成商去做，而自己只做核心部分，将流程分解到新兴的参与者，让他们只需专门服务于各自的领域，银行做其核心业务流程，掌握其核心信息。专门的风险管理部门负责对衍生交易各种可能的风险进行事前的评估，对交易对手的信用状况进行详细的调查和评估，对每一笔交易的风险特性进行测试并提出应对措施。风险管理部门应采取先进可靠的风险评估模型，准确测量衍生交易头寸变化时风险价值的变化情况，估计可能出现的极端情况下的风险状况。在此基础上，建立衍生交易的止损点和风险预警线，以便有效地管理市场风险和操作风险，并利用适时的财务报表充分披露。

例如，某商业银行的外汇金融衍生产品批发业务流程如图1所示：（注：该业务为通过收集公司、机构客户外汇理财、风险管理需求，为公司机构客户提供的金融衍生品业务）

通过业务流程中的产品适用性审核深入分析产品风险，并根据产品的市场成熟程度、客户对于产品风险的理解程度和承受能力来考虑产品对客户的适用性；通过信用风险审核采取控制措施；审批人在授权审批的权限额度内审批交易；在交易平盘中审核客户书面材料委托、协议及请示的一致性和齐备性，在与境外交易对手进行背对背平盘条款与客户交易委托的一致性及交易对手额度的使用情况；交易证实审核客户委托与交易前台、境外交易对手提供的交易证实书的齐备性和一致性。从业务流程上控制人为的操作风险。

3．衍生金融工具会计业务流程再造思路

商业银行每日都提供衍生工具交易合同的收益和损失以及风险估值等数据作为内部风险管理之用，并提供整个报告期的一系列衍生金融工具风险情况数据，动态地了解衍生工具交易活动作为衍生金融工具会计业务流程再造后所具有的功能。

如图2所示

【参考文献】

[1]迈克尔·哈默，詹姆斯·钱皮.企业再造[M].上海：上海译文出版社，1998.

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[7]黄颖利.衍生金融工具风险信息实时披露与预警研究[D].东北林业大学，2005.博士论文.

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篇（2）

近年来，经济管理复杂适应系统的发展又上了一个新台阶，成为了一个融合多学科的专业领域，虽然经济管理复杂适应系统杂事还没有明确的定义，但是部分的学者将它归纳为简单的科学基础上的还原理论和经济理论。并且在此基础上糅合了经济管理系统论和人文精神，因此，加大了研究过程中的工作难度。

1 经济管理复杂适应系统的简单介绍

1.1 复杂适应系统的简单介绍

其实，复杂适应系统（Complex Adaptive System，以下简称CAS）理论是美国霍兰（John Holland）教授于1994年，在Santa fe研究所成立十周年时正式提出的。复杂适应系统（CAS）理论的提出对于人们认识、理解、控制、管理复杂系统提供了新的思路。CAS理论包括微观和宏观两个方面。复杂性和复杂系统的研究作为当前科学研究的热点是系统科学发展的新阶段已被有些科学家誉为“21世纪的科学”。尽管近代的系统方法是从20世纪40年展起来的，但一些朴素的系统思想却早在二、三千年前就在东西方出现了。奥地利学者，一般系统论创立者贝塔朗菲（v Bertalanffy）曾指出：“我们要是正确地提出和评价现代系统论就不能把它看作时髦一时的产物，而应把它看作与人类思想史交织发展的一种现象。”除此之外，亚里士多德作为古希腊百科全书式的伟大学者他的思想是古代朴素系统观中最丰富、最有价值的遗产，特别是他的“整体大于部分之和”的观念至今还是系统论的一条基本原则。复杂适应系统有以下几个特征。第一，它是基于适应性主体，适应性主体具有感知和效应的能力，自身有目的性、主动性和积极的“活性”，能够与环境及其他主体随机进行交互作用，自动调整自身状态以适应环境，或与其他主体进行合作或竞争，争取最大的生存和延续自身的利益。但它不是全知全能的或是永远不会犯错失败的，错误的预期和判断将导致它趋向消亡。因此，也正是主体的适应性造就了纷繁复杂的系统复杂性。同时逐渐的趋于混沌的边缘。复杂适应系统具有将秩序和混沌融入某种特殊的平衡的能力，它的平衡点就是混沌的边缘，也即一个系统中的各种要素从来没有静止在某一个状态中，但也没有动荡到会解体的地步。一方面，每个适应性主体为了有利于自己的存在和连续，都会稍稍加强一些与对手的相互配合，这样就能很好地根据其他主体的行动来调整自己，从而使整个系统在共同演化中向着混沌的边缘发展；另一方面，混沌的边缘远远不止是简单地介于完全有秩序的系统与完全无序的系统之间的区界，而是自我发展地进入特殊区界。在这个区界中，系统会产生涌现现象。

1.2 经济管理复杂适应系统的基本理论

经济管理系统作为人类社会的衍生系统，是科学研究的一个重要领域，其悠久的历史可以和人类社会媲美，它也是当代复杂性科学研究的一个重要领域。经济管理复杂适应系统主要就是复杂是一个系统在经济管理方面的应用。经济管理复杂适应系统作为复杂性科学研究的重要领域，是伴随着人类社会为产生的，以人为主体单位，并且构成组织系统，对于环境具有较强的适应能力，简单来说，就是以人和由人构成的组织为基本元素所构成的具有适应能力的系统。因为该系统主要的元素就是人，所以在该系统中，更加注重人的思考行为方式研究。正是由于人的行为的复杂性，给系统的运行带来了极大的不可预见性和不可描述性经济管理复杂适应系统作为以人为主要构成元素的复杂系统，在对它进行研究时，对人（或由人构成的组织）的思考、行为方式的刻划和理论模型的建立是不可避免的。在经济学的模型中，所有的构成元素都被货币化，因此，忽略了具有复杂性的细节问题。在社会模型中，构成元素都被看作是文化的产物，导致个人的思维与行为方式都被约束在文化与道德的范围内。而在心理学模型中，个人具备社会学模型中个人的特点，同时也具有一定个人的创造力和适应性，他们有自己的欲望，这些欲望之间不具备可以替代的关系。

2 经济管理复杂适应系统的仿真研究

2.1 经济管理复杂适应系统仿真的研究

仿真即用另一数据处理系统，主要是用硬件来全部或部分地模仿某一数据处理系统以致于模仿的系统能象被模仿的系统一样接受同样的数据，执行同样的程序获得同样的结果。系统仿真技术集成了计算机技术、网络技术、图形图像技术，面向对象技术多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识，是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。一般的仿真系统分类两大类，连续系统仿真及离散事件系统仿真，连续系统仿真是指对那些系统状态量随时间连续变化的系统的仿真研究。而离散事件系统仿真则是指对那些系统状态只在一些时间点上由于某种随机事件的驱动而发生变化的系统进行仿真试验。

2.2 经济管理复杂适应系仿真模型

所谓系统仿真（system simulation），就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。中国学者认为：系统仿真就是在计算机上或（/和）实体上建立系统的有效模型（数字的、物理效应的或数字物理效应混合的模型），并在模型上进行系统试验。对于经济管理复杂适应系统仿真的模型有很多。首先就是美国的SADIA的ASPEN的模型。ASPEN是美国Snadia国家实验室在上世纪九十年代中期采用多主体仿真技术开发的一个美国经济模型。由于ASPEN模型中强调仿真经济中的微观主体，所观察的各种经济指标拥有实在的微观基础，其微观与宏观的构成关系与现实经济有较强更加接近。ASPEN中包含了家庭、厂商、政府、银行、联邦储备、金融市场等多种类型的主体，这些主体在劳动力市场、产品市场、金融市场中扮演着与现实经济中对应微观个体相同的角色。90年代末，Snadia实验室在ASPEN的基础上对模型进行了改进，从而ASPEN-EE模型诞生了。在这个模型中，关注的焦点是短期电力市场的内部行为和外部影响。除此之外，还有CommASPEN模型。该模型是在ASPEN-EE上进行改进的，继续延用ASPEN的模型运行机制，但是对软件的类体系结构进行了重新设计。CommASPEN模型中的类主要包括主体、市场、基础设施等几种类型。为适应不同仿真应用的要求，CommASPEN对主体类与市场类的设计更加一般化，可以方便地将该模型改造为一个新的模型。在模型中增加了一个通信网络，厂商或家庭等主体都可以通过该网络进行商品的交易。该特点使得模型与现代经济的特点更加贴近，在模型中已显现出供应链的概念。除此之外，还有N-ABLE模型。2004年，snadia国家实验室的研究人员又研发出了新一代多主体经济实验平台N-ABLE，以分析美国社会中各类基础设施与经济的相互依存关系。与ASPEN、ASPEN-EE、CommASPEN模型。有所不同的是，N-ABLE以图形界面方式向用户提供模型输入/输出，允许用户动态地改变模型参数，以模仿诸如停电、港口关闭等多种类型的外部冲击。

结束语

经济管理越来越复杂，因此，只有对相应的经济管理食杂适应系统仿真进行仔细的研究，才能更好的对经济进行管理。虽然现在我国对于经济管理食杂适应系统仿真的研究还处于起步阶段，但是相信随着我国相关工作人员的努力一定会更加完善。

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摘要: “数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势,代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题,也是提高城市综合竞争力,促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力,它不再是一个技术性概念,而是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态。本文阐述了“数字城市”的内涵,并对“数字城市”建设的内容与框架进行了细致的探讨。

关键词: 城市 信息化 城市信息化 “数字城市”

中图分类号: F49

一、“数字城市”兴起的背景

1998年1月31日,时任美国副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球:二十一世纪认识地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的讲演中首次提出了“数字地球”的概念。戈尔指出:我相信我们需要一个“数字地球”,即一个以地球坐标为依据的、嵌入海量地理数据的、具有多分辨率的、能三维可视化表示的虚拟地球。详细地说,“数字地球”是指以地球为对象,以地理坐标为依据,具有多源、多尺度海量数据的融合,能用多媒体和虚拟现实技术进行多维的表达,具有数字化、网络化、智能化和可视化特征的虚拟地球。简单地说,“数字地球”是指数字化、信息化的地球。形象地说,“数字地球”是指整个地球经数字化后由计算机、数据库及通讯网络来管理的巨型信息系统。同时,“数字地球”也是全球定位系统、遥感、地理信息系统、宽带网络及虚拟现实等现代高科技的高度综合和升华,是当代科学技术发展的制高点。

1999年12月,来自20个国家的500余名科学家、工程师、教育学家、管理者及企业家汇聚北京,于“首届国际数字地球会议”召开之际发表了著名的《数字地球北京宣言》。宣言指出:21世纪是一个以信息和空间技术为支撑的全球知识经济的时代,强调综合全球对地观测系统、全球空间数据基础设施、全球导航与定位系统、地球空间信息基础设施及动态过程监控的重要性;认识到数字地球有助于回应人类面临的诸方面的挑战;倡议政府、科技界、企业等共同推动数字地球的发展;建议实施数字地球过程中,应优先考虑环境、灾害、资源、可持续发展与人类生活质量等方面。数字地球北京宣言的发表,标志着1998年戈尔提出数字地球概念后该领域在全球范围的正式推进。

随着信息技术的高速发展,互联网的普及、信息高速公路的建设、“数字地球”概念的提出和推广,全球掀起了一股强大的信息化浪潮。这股浪潮对世界各国的经济、政治、文化均产生了巨大的冲击,它使得一些传统的东西正在消逝,许多新事物、新现象层出不穷;它正在逐步改变人们的生产、生活方式及价值观念,促进人们进行新的社会变革。由于计算机技术的产生以及在各个科学领域的广泛应用,大大促进了网络技术、通信技术和空间分析技术等技术的发展,学科的相互交叉和技术的集成又不断地拓宽新的应用领域。信息技术与信息产业的发展已迈入了一个崭新的时代。这些先进的、改变城市功能的技术主要表现为:(1)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;(2)宽带光纤和卫星通信为基础的互联网的迅速普及,极大地扩大了信息的通信交换能力;(3)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;(4)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、建设和管理不得不向“数字城市”靠近,并努力追寻“数字城市”的发展模式。

城市是社会经济要素高度集中的区域,是人类经济、政治和文化活动的中心,是人流、物流、资金流和信息流聚集和扩散的基地。进入21世纪,信息化进一步得到了广泛应用和高度渗透,信息技术正孕育着新的重大突破。信息资源日益成为城市发展的重要生产要素、无形资产和社会财富。同时,经济全球化是经济增长要素特别是技术、资本、人力资源、知识等诸要素,在资本追求经济效益最大化的利益驱动下所出现的全球性流动和组合,以至于国别经济和区域经济越来越多地被纳入了一体化的全球经济体系之中,人类社会经济发展的依赖性、互补性、关联性更为增强,各种商品在全球流通,为世界人类所共享。2000年6月5日～7日,联合国经济与社会事务部(UNDESA)和联合国开发计划署(UNDP)及亚太地区的城市市长参加的主题为“推动城市信息化,共创未来家园”的“亚太地区城市信息化高级论坛”,最后发表了《上海宣言》。该宣言指出,当今世界经济全球化已经成为人类社会发展的总趋势。信息化的程度和水平已经成为衡量一个城市经济社会发展综合实力和文明程度的主要指标。信息化正成为全球贸易、投资、资本流动和技术转移以及社会、经济、文化等一切领域发展的主要推动力。信息化建设将有利于促进人类的共同富裕和共同进步。加强对城市信息化的理解,推进城市信息化建设与合作,将成为城市发展的新主题和新动力。城市信息化的主要表现形式是“数字城市”的建设。从技术角度看,“数字城市”是城市信息化实现的技术基础,而且是城市信息化水平提高的一个重要特征。“数字城市”是社会信息化发展必然,是当今发达国家信息化发展的主要特征。全球信息化正在引发当今世界的深刻变革,重塑着世界政治、经济、社会、文化和军事发展的新格局。全球信息化的出现使得互联网成为新世纪国人关注的热点,而“数字城市”则是热点中的焦点。

在戈尔于1998年9月首先提出了“数字化舒适社区建设”的倡议后,许多国家已经对“数字城市”开展了相应的工作。比如欧洲“数字城市”(EDC)中的虚拟赫尔辛基很有特色,3D界面是其一个非常重要的组成部分。日本的“数字京都”(DCK)项目始于1998年10月,目的是使其成为京都的社会信息主干,其设计思想是真实和活动。“真实”是指该“数字城市”是为实际的用户服务的,而不是虚拟城市;“活动”是“数字城市”中的数据采集于现实的动态数据。“数字京都”中的新技术开发,处于国际领先地位。新加坡提出了“智能城市”的设想,为国民提供一个综合业务数字网和异步数字用户专线,将新加坡90%的家庭连接在一起,实现“网上生存”的梦想。随后,一些发展中国家也纷纷制定城市信息化发展政策,这些信息化城市或地区统一命名为“数字城市”。在国内,近十多年来,深圳、北京、海口、济南、广州等城市和国内著名科研院校相继建立了一批专业数据库和应用开发系统,为“数字城市”的研究积累了经验和数据。“数字城市”已成为我国各主要地、市进入21世纪后,在新的时代背景、经济背景、技术背景下,运用并发展空间技术、信息技术、网络技术,最终将其集成并渗透到现代城市生活方面的一项重要的标志性建设。

目前,“数字城市”作为知识经济、信息社会发展的必然趋势,代表的是一种世界潮流和城市发展的方向。深入开展“数字城市”的研究,积极推进“数字城市”的建设,无论是对当前,还是对未来城市发展,都具有十分重要的意义。

二、“数字城市”的内涵

由于“数字城市”是一个正在发展演变的概念,人们对它至今没有统一和权威的解释,存在很多的争论和思考。

台湾学者林峰田(1999)认为,“数字城市”是一项从人员组织、经费、法令、土地使用等各种配合条件,到包括硬件、软件和科技在内的基础设施,再到数据资料及其应用服务,直至社会文化五个层面的多层结构的城市大系统,他提出理想的“数字城市”应能达到三个目标:第一,有效支援城市产业发展,提高城市竞争力;第二,满足市民日常的交通、购物、娱乐、休闲、安全、教育、医疗等需求,保障市民知与言的权利;第三,创造地方特色自主意识的网络文化。

承继成(2000)认为,信息化是指数字化、网络化和智能化的全部过程。因此,信息化城市,也可以叫“数字城市”(或数码港)、网络城市和智能城市。俞正声(2000)认为,所谓“数字城市”与“园林城市”、“生态城市”、“山水城市”一样,是对城市发展方向的一种描述,是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生活的各个方面。这将是世纪之交最重要的技术革命,将深刻改变人们习惯的工作方式、生活方式甚至风俗习惯和思维方法。宋建元等(2001)认为,“数字城市”即城市数字化,是指充分利用遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、计算机技术和多媒体及虚拟仿真等现代科学技术,对城市基础设施和与生产生活发展相关的各方面进行多主体、多层面、全方位的信息化处理和利用,具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等诸方面进行数字化网络化管理、服务和决策功能的信息体系。郝力(2001)认为,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。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 Reality,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。

杨开忠、沈体雁(2001)认为,一般所指的“数字城市”是以3S技术和互联网技术为支撑的城市空间信息运行系统,是一个包括城市空间信息运行机理、空间信息运行技术系统、空间信息服务与产业体系和社会文化在内的多层框架。也就是说,“数字城市”工程建设要在城市空间信息认知机制和资源配置机制的作用下,采用数字化的空间信息技术手段对作为物质实体的城市系统,特别是对与地理空间相关的经济社会现象进行数字化重现和虚拟,从而促进人们对城市的认识,规划建设和管理,进而促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅与协调,提高城市竞争力和市民生活质量。赵燕霞、姚敏(2001)认为,“数字城市”就是以数字化的方式表示城市及其各种信息,不仅应该包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还应该包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据,在现代信息技术的基础上,形成一个具有智能性质的城市巨系统。周晓颖、章申鲁(2001)认为,“数字城市”是综合运用现代高新技术,对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统,具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。它与城市地理信息系统的主要区别在于,对城市有关数据能够自动采集、处理分析、传输分化、自动或半自动智能决策,直接为社会公众提供便利的信息服务。王浒等(2001)认为,“数字城市”就是基于城市空间信息基础设施之上的城市居民社会信息生存空间。通过运用数字地球的关键技术,如数据挖掘、知识提取和虚拟现实技术,“数字城市”中广泛的、多源的空间信息将被有效的集成和管理。最终,“数字城市”将提供给公众和企业的不仅是虚拟的用户界面以实现所谓的“数字生存”,更重要的是将辅助政府制定城市管理的综合决策。

“数字城市”也称信息城市、智能城市,以数字化的方式表示城市及其各种信息,不仅包括城市各类与空间位置有关的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、资源等),还包括相关的人口、经济、教育、军事等社会数据,在现代信息技术的基础上,形成一个具有智能性质的城市信息系统。顾朝林等(2002)认为,“数字城市”是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感系统(RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、建设和管理,服务于政府、企业、大众的信息基础设施和信息系统。其本质是建设空间信息基础设施并在此基础上深度开发和整合应用各种信息资源。牛文元(2002)认为,“数字城市”是从工业时代向信息化时代转换的基本标志之一。它一般是指城市“自然、社会、经济”系统的范畴中,能够有效获取、分类存储、自动处理和智能识别海量数据的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虚拟现实又可直接参与城市管理和服务的一项综合工程。

张静(2002)认为,“数字城市”应是四维(三维坐标加时间维)的、可视化的城市,不但包括城市三维空间的所有信息,而且还包括城市各种现象的历史、现状与未来信息,更为重要的是应包括人的信息如位置,甚至思维信息,是一个四维的空间信息系统。通俗一点讲,“数字城市”是指在城市规划、建设、管理以及生产生活中,利用数字化技术、信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字、信息及各种信息资源加以整合并利用。城市规划者、管理者和生活者,可以在有准确坐标、时间和对象属性的五维虚拟城市环境中,进行规划、决策、管理和生活,其感觉就像漫步于现实的街道上或是承坐直升飞机俯瞰城市一样。李京文、甘德安(2002)认为,信息化的实质就是数字化、网络化和智能化,因此,“数字城市”广义上指城市信息化,是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面,其本质是对物质城市及其相关现象(经济社会特征)统一的数字化重现和认识,是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市,促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调高速。这些学者把“数字城市”等同于单一的城市信息化建设,认为“数字城市”建设就是当前信息化发展过程中城市对信息化的一种回应。

李琦等(2003)认为,“数字城市”是从信息化角度,对信息时代及准信息时代城市状态的形象化刻化,表征在园林城市、生态城市等工业城市文明基础之上,信息化基础设施完备、信息数据资源丰富、信息化应用与信息产业高度发达、工业化与信息化持续协调发展、人居环境舒适的良性城市状态。“数字城市”工程就是要在集成化高速宽带城市通讯网络基础设施、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,整合城市信息数据资源,连接城市信息化孤岛,开展面向政府、企业、公众的个性化、多样性综合信息应用服务,同时,促进城市领域(行业)信息化建设,以信息化带动工业化,促进传统产业结构调整,优化城市产业结构、生态结构与城市空间规划,促进工业化与信息化的持续协调发展。刘忻(2003)认为,“数字城市”从功能上讲是城市信息的数字化、网络化、智能化、可视化,即将城市的各种信息,如城市管理、城市设施、自然资源、社会资源、人文环境、经济、历史等各方面信息,以数据形式整理、加工、存储、分类、管理,通过计算机网络实现全社会的信息共享、共建、交流、再现,通过对城市信息的综合分析和模型化处理,提高决策水平和应用效率,最大限度地发挥资源潜力,为城市发展和提高居民生活质量服务。从技术上讲,“数字城市”是以计算机技术、多媒体技术、大规模存储技术、数据仓库技术为基础,以宽带网络技术和现代通信技术为桥梁,结合3S技术、遥测、虚拟现实技术,对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类描述,并通过城市管理与决策模型及其他应用模型,优化资源配置,提供科学决策的现代化工具。从理论上讲,“数字城市”在地理信息科学基础上,结合计算机及网络理论、现代城市理论、决策理论、控制论、系统论,复杂理论等,在计算机及网络中虚拟城市,并结合不同部门、不同层次的信息交流、融合和挖掘,实现城市的综合信息管理系统。

姜爱林(2004)认为,从城市建设的角度看,“数字城市”就是指在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中,充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用的一种系统工程或管理模式。从信息化角度看,“数字城市”是以信息技术为支撑、以信息产业为主导、以信息服务为中心的一系列数据库和信息系统的一种城市发展模式。

戴汝为(2005)认为,“数字城市”是一类开放的复杂巨系统。“数字城市”在功能、结构和庞大、复杂的多层次系统,及与周边、全国以至世界的联系等方面,无不具备着开放的杂巨系统的特性。

谢明(2005)认为,“数字城市”是对城市发展方向的一种描述,是对组成城市的各种要素和现象的一种数字化重现和认知,用信息化的手段收集、分析并管理城市的生产生活,促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流更加顺畅和协调。“数字城市”的建设基于地理信息系统、全球定位系统、遥感、网络、多媒体、虚拟仿真等技术,综合城市空间和人文信息,服务于城市规划、城市建设和管理、经济社会发展等各个方面。

江绵康(2006)认为,“数字城市”是“数字地球”的主要空间节点,是“数字地球”的重要组成部分,是“数字地球”在城市的具体体现。所谓“数字城市”,通俗地讲是指在城市的生产、生活等活动中,利用数字技术、信息技术和网络技术,将城市的人口、资源、环境、经济、社会等以数字化、网络化、智能化和可视化的方式加以展现。“数字城市”的本质是把城市的各种信息资源整合起来加以充分利用。

杜灵通、韩秀丽(2007)认为,可以将“数字城市”定义为利用各种信息获取、存储、传输、表达、处理等支撑技术,将表征真实城市的信息数字化,形成一个虚拟的城市实体,并利用这个数字化城市实体来解决各种各样的现实问题。它的目的跟数字地球一样,都是为了解决现实的自然和社会活动中诸方面的问题。

彭学君、李志祥(2007)认为,“数字城市”是指一个由数字技术支撑的信息化的城市,是指数字技术、信息技术、网络技术渗透到城市生活的各个方面,它应该能够自动和非自动地获取与城市有关的海量数据,并从中挖掘出有价值的信息为城市规划、建设、管理和可持续发展提供决策支持和具有数字实验室特性的技术系统,是一种虚拟城市模型。

李宗华(2008)认为,“数字城市”概念可以分为广义的和狭义的两种。广义上指城市信息化。它既是城市信息化总的概述,又是城市信息化的目标,是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市,促进城市人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调。“数字城市”是为调控城市、预测城市、监管城市提供了革命性的手段,是对城市发展方向本质特征的一种描述。狭义上是指综合运用地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、遥感系统(RS)、网络等关键技术,建设服务于城市规划、建设、管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。

陈建军(2010)认为,“数字城市”具有双重含义:一方面,是指以遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等空间信息技术为主要手段,对地理信息资源进行整合,构建“数字城市”地理空间框架,建设城市地理信息公共服务平台,是城市实体在计算机中的虚拟表达;另一方面,是指以城市地理信息公共服务平台,通过城市信息基础设施建设,开发、整合、利用各类信息资源,实现城市的经济、社会、生态各个运作层面的智能化、网络化、数字化。

尽管对于“数字城市”的定义还无法形成统一的标准化定义,但从专家们的意见和城市信息化实施的过程看,其狭义上的理解取得了比较一致的看法,“数字城市”就是基于3S(地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS)等关键技术,深入开发和应用空间信息资源,建设服务于城市规划、城市建设和管理,服务于政府、企业、公众,服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。从信息化广义角度看,城市系统处于一个开放的环境中,需要不断的和环境交换物质、信息和能量,是一个复杂的信息系统。

总之,“数字城市”是信息时代背景下城市及其理论发展的一种必然,是现代城市发展的必经之路。它是以信息技术为支撑、以信息服务为中心的一种城市发展模式;它以可视化、网络化、智能化的表达方式对物质城市进行数字化的再现与升华,形成统一的、可共享的信息管理与服务数据库系统(如综合市情系统、城市规划系统,智能交通系统、远程教育或医疗系统等),为市政府提供决策支持、为民众提供服务。它具有使现代城市管理更快捷高效、使城市居民更轻松方便的众多优点,是未来城市可持续发展的一个主要方向。“数字城市”是21世纪城市发展的新主题,也是提高城市综合竞争力,促进城市经济发展、社会进步和人民生活水平提高的新动力。在这种认识下,“数字城市”不再是一个技术性概念,“数字城市”是现代科技、社会、政治、经济影响下的新城市形态,建立在已有的物质城市基础上,结合多种学科技术,实现城市的可持续发展。

三、“数字城市”的内容与框架

杨开忠、沈体雁(2001)认为,作为城市空间信息运行系统,“数字城市”是一个包括运行机制与保障系统、空间信息技术系统、空间信息增值服务活动与产业系统、社会文化系统等层面在内的多层次框架体系。段学军、顾朝林等(2001)认为,“数字城市”由下列体系构成:数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作体系、法规和财经体系等(见图1)。“数字城市”的功能结构为:(1)数字商务,包括网上贸易、虚拟商场、网上市场管理等;(2)数字金融,包括数字银行、数字股市、数字期货、数字保险等;(3)数字社会,包括数字影院、戏院、数字旅游、网上办各种手续等;(4)数字教育,包括虚拟教室、虚拟实验、虚拟图书馆等;(5)数字医院,包括网上健康咨询、网上会诊、网上护理等;(6)数字政务,包括数字会议、数字议会等。寇有观(2001)认为,“数字城市”不仅包括城市的数字经济、数字社会、数字生活、数字政府、数字企业、数字社区和数字家庭等,而且包括城市的数字地籍、数字规划、数字水系、数字交通、数字电力、数字通信、数字旅游、数字生态、数字抗灾、数字商务和数字金融等。同时,寇有观还建立了一个“数字城市”系统框架。这个“数字城市”系统是城市公用信息平台上的空间信息获取更新处理和应用系统,包括城市公用信息平台(网络体系)、城市空间数据基础设施、城市地理空间数据交换中心、行业空间数据工程数据获得和更新体系、数据库体系、应用体系、动态监测体系等(见图2)。

姜爱林(2002)认为,“数字城市”构建的基本框架应包括5个方面:(1)通过推动信息化建设,使政府的宏观调控机制与培养竞争机制达到有机的统一,形成公平、有序的市场秩序。(2)加强政策法规建设,体现管理意识,实现可持续发展。(3)建好地理信息系统基础数据平台,促进基础信息资源有效共享。(4)建立应急联动指挥和智能交通管理两个综合性应用系统,带动一批行业信息系统建设。(5)推进基础教育信息化,培养信息化人才,为构筑学习型城市服务。

张静(2002)认为,“数字城市”的主要内容有3项:(1)信息基础设施,要有高速宽带网络和支撑的计算机服务系统和网络交换系统,也就是说“数字城市”的第一项任务是解决“修路”的问题,即为“数字城市”建立一条信息高速公路。(2)数据和信息,特别是“空间数据”。据统计,人类生活和生产的信息有80%与空间位置有关。“数字城市”的基础平台是城市空间数据框架,这个框架提供一个可以精确地、始终如一地获取、配准和集成城市空间信息的基础。它包括空间控制数据,航测与遥感影像数据,各种比例尺地形图数据库,以及相关的专题数据库等等。(3)人,管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。与管理我们的“现实城市”相对应,管理“数字城市”要逐渐建立起相应的机构和规范,要不断地对网络系统和数据进行建设、更新、维护和升级,并协调用户的访问。除管理“数字城市”的人之外,培养使用“数字城市”的人也是一项重要的基础工作。只是建设了“数字城市”而没有人用,也是一种浪费,也产生不了社会经济效益。只有成千上万的企业,成百万、上千万的市民应用“数字城市”才可以产生巨大的社会经济效益,促进国民经济的快速发展。

段学军(2003)认为,“数字城市”的基本框架由6个方面构成:(1)数据获取与更新体系。包括各类遥感设施,即高分辨率高光谱卫星、星―机―地数据接收设施、地面台站及人文、经济等数据获取设施等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施,多分辨率海量数据实时存贮、压缩、处理技术,元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)数据信息提取与分析体系。包括数据互操作、多源数据集成、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务、分布处理和互操作协议等。(5)应用模型体系。为用户提供实际应用的解决方案,利用其我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据,从中找出规律和知识。(6)专用软件体系。完成城市信息处理、实现“数字城市”功能的基本工具,包括数字图象处理软件、GIS软件、统计分析软件、数据可视化软件等。承继成等(2003)提出,“数字城市”内容框架包括基础设施、资源管理和应用服务三部分。基础设施包括通讯层、数据层、保障层三部分。管理层主要是指对“数字城市”信息基础设施的管理及信息数据资源的集成与融合、应用的集成与融合的管理。应用服务层包括基础公共服务层、管理应用层、业务应用层、服务应用层(见表1)。

岳为民(2003)从“数字昆明”的角度指出,“数字城市”的基本框架是由“一个关键、三个基础、三条主线、七大支柱”构成:(1)一个关键。就是城市数据的全面规范和高度共享。(2)三个基础。即信息基础设施、空间基础数据及管理“数字城市”和使用“数字城市”的人。(3)三条主线。第一,政府管理与决策行为的数字化(数字政府);第二,企业经营管理行为的数字化(数字企业);第三,市民生活的数字化(数字生活);(4)七大支柱:即政府上网、电子商务、信息产业、信息港、智能建筑、智能交通与城市规划、建设和管理信息化。

姜爱林(2004)认为,“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”的技术组成包括:(1)宽带多媒体网络;(2)电子地图及网站服务系统;(3)高分辨率卫星、航空遥感技术;(4)三维地理信息系统技术;(4)OPEN GIS标准、远程互操作、互运算等信息共享技术;(5)虚拟仿真技术;(6)“数字城市”信息模型与体系结构,包括城市建筑、交通、能源、通信、服务、文化设施和行政管理的信息模型及体系结构;(7)“数字城市”的运行管理技术,包括通信网络系统及其管理,数据组织及数据转换,决策模型管理,城市信息安全保障机制;(8)“数字城市”的功能系统,包括公用信息平台,专业信息平台等。“数字城市”组织结构,即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。王凤霞、张超(2004)在“数字地球”和“数字城市”的基础上,提出了“数字上海”总体框架模型(如图3所示)。

谢明(2005)综合当时我国“数字城市”建设和发展的情况提出,“数字城市”框架主要由以下四个方面构成:(1)数据获取和更新体系。通过各种手段获取的“数字城市”相关信息,包括城市空间数据框架(基础电子地图、卫星影像、航空影像)、城市规划建设信息、城市社会经济信息、城市管理信息等,并建立起行之有效的在城市管理过程中对各种信息进行更新的机制。(2)数据存储、加工和管理体系。该部分内容包括建立起海量数据存储体系,实现数据的高速存取,并在空间定位的基础上实现对信息的加工和管理,包括元数据管理、空间数据仓库、多源数据集成与互操作、海量空间数据的职能提取与分析、辅助决策支持等。(3)网络支持体系。包括高速宽带网络、智能网络、支持基于网络分布式计算的操作系统、基于对象的分布式网络服务等,共同构成支撑“数字城市”的基础网络体系。(4)专用软件和辅助决策支持系统。用于完成城市信息处理、实现“数字城市”各基础功能的工具软件,包括数字图像处理软件、地理信息系统软件、统计分析软件、数据可视化软件等等,并由此衍生出基于各种决策模型的辅助决策系统和应用解决方案。

寇有观(2006)认为,“数字城市”总体框架可以概括为五大平台、五个中心、五类应用、五大工程,政策、法规、标准、规范体系和安全、组织、资金、人才保障体系等。五大平台是信息网络平台、公用信息平台、专题信息平台(多个)、空间信息平台和决策支持平台。五个中心包括信息网络互联中心、信息资源管理中心、身份认证中心、信息服务中心和决策支持中心。五类应用包括电子政务、电子商务、社会服务、经济运行服务和城市规划、建设、管理与运营。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社会劳动保障信息工程、社区服务信息工程和金旅工程。“数字城市”大力推进地理信息系统、卫星定位系统和遥感技术在城市的应用。

孙旭阳、冯一民(2006)认为,“数字城市”的建设内容主要包括7个方面:(1)城市信息基础设施建设。(2)城市基础数据库建设。(3)电子政务建设。(4)电子社区建设。(5)公共信息服务体系建设。(7)数字行业应用建设。吴庆双(2007)认为,“数字城市”的构成体系包括:数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、数据与信息传播体系、数据库体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作系统、法规与财经体系等。

马娟、秦凯(2007)认为,“数字城市”建设的主要任务包括:城市地理信息数据库建设、基础地理信息采集体系的建设、政策法规与标准体系的建设、技术支持体系的建设、地理空间信息交换网络体系建设、组织机构的建设等,以及实现覆盖整个城市的多尺度、多分辨率、现势性好的基础地理信息数据。

彭学君、李志祥(2007)认为,数字化城市涵盖了整个城市各方面的信息及应用,总体上可分为三个层次十个组成部分。三个层次为信息基础层、应用层、综合决策层。十个组成部分包括:城市公用信息网络平台和骨干网、空间数据等基础设施、政府类应用、企业类应用、公众类应用、区域类应用、数字门户网站、信息资源管理中心、城市综合决策指挥系统、政策法规规章及管理制度和技术标准及各种应用规范。

李宗华(2008)认为,“数字城市”涉及城市信息化的方方面面,总体上可以分为3个层次、9个组成部分,它们构成一个统一的整体(如图4所示)。3个层次为:基础层、管理层和应用层。9个组成部分为:城市信息基础设施、城市空间数据基础设施、空间信息资源管理与交换中心、法律法规与政策、技术与标准、政府类应用、行业类应用、企业类应用和公众应用。

曹蕾(2009)认为,“数字城市”的内容可以概括为4个方面:城市基础设施数字化,城市信息和交换网络化,城市生活和管理智能化和城市空间数据可视化。“数字城市”框架体系大体由3部分组成:(1)基本平台部分,主要为城市综合信息平台、城市空间基础信息平台和城市电信基础设施平台;(2)“数字城市”服务对象(用户),该部分主要为政府、企业、社区、公众构成的各类应用系统,作为核心应用系统是“数字城市”发挥作用的根本;(3)关键技术,它是“数字城市”的技术支撑,主要为计算机技术、海量数据存储技术、宽带网络技术、3S技术、对地观测技术、虚拟现实技术、互操作技术等。

张立平(2009)认为,“数字城市”的内容包括技术组成、组织结构及应用等方面。“数字城市”组织结构,即“数字城市”工程将通过建设宽带多媒体网络、地理信息系统等基础设施平台,整合城市信息资源,建立电子政务、电子商务、社会保障等空间信息管理服务系统。“数字城市”是城市信息技术的综合应用,也是当前信息技术应用最广泛的领域。就这个意义而,“数字城市”应用十分广泛,归纳起来主要有12个方面:电子政务、电子商务、城市智能交通、市政基础设施管理、公共信息服务、远程教育、社会医疗保障、社区管理、突发事件处理、城市环境检测、智能化小区、水网调配。“数字城市”的体系结构包括:(1)数据获取与更新体系。包括城市地表、上空及地下等自然地理数据的自动获取系统,城市基础设施数据的实时获取和更新体系,城市人文、经济、政论等社会数据的变更与监控系统等。(2)数据处理储存体系。包括高密度高速率的海量数据储存设施、多分辨率海量数据实时地存储、压缩、处理技术、元数据管理技术、空间数据仓库等。(3)信息提取与分机体系。包括数据互操作、多元数据集成、信息智能提取分机、海量空间数据的智能提取与分析、决策支持等设施与技术。(4)网络体系。包括高宽带网络、智能网络,支持基于网络的分析式计算操作系统,基于对象的分布式网络服务,分布处理和互操作协议等。(5)应用体系。包括城市规划、地籍管理、城市防灾、城市交通等。同时还包括城市网络生活方式等。(6)管理体系。包括专业人员小组、教育培训、安全管理、系统维护、标准与互操作规范、相关法规等。

马佩勋、谢海波(2009)认为,“数字城市”的框架体系涵盖了城市建设的各个方面,是由战略政策层、信息基础层、应用服务层和分析决策层组成的有机整体。战略政策层包括“数字城市”的发展战略及总体框架、信息技术标准、政策法规规章制度和技术保障体系等;信息基础层由城市公用信息网络平台、中心骨干网、区域骨干网、通信管线、空间数据、业务标准体系和协调维护机制等组成;应用服务层根据“数字城市”功能特征分为电子政务、电子商务、城市规划建设及运行、经济运行服务和社会综合服务等五类应用;决策分析层是跨行业、跨区域的综合性应用系统,主要包括城市智能交通管理系统、城市环境监测分析系统、城市发展预测决策系统和城市防灾、救灾及应急处理系统等。基本框架如图5所示,战略决策决定和指导信息基础建设,并在此基础上实施应用服务,通过决策分析又反过来指导战略决策的制定。

四、小结

“数字城市”是空间时代与信息社会发展历史的必然产物,同时,又是城市可持续发展与整体功能提升的必然依托,是新的经济建设增长点,这一特点决定了其发展将是跨越式的。“数字城市”为认识物质城市打开了新的视野,对城市规划、城市建设和城市管理展示出了一系列全新的理念,为调控城市、预测城市、经营城市提供了革命性的手段。“数字城市”的战略研究、数据和技术集成框架等基础研究和原型系统建设,必然与其应用研究相辅相成,齐头并进。“数字城市”建设是一个非常庞大的系统工程,涉及城市社会、经济、文化、政治、环境等各个方面,是多学科的融合体,因此,不仅要有先进的技术为基础,更需要管理体制、机制和政策作保障,还需要市民和整个社会信息素质的提高。(编辑:何乐)

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