智慧城市是人類社會發(fā)展的高級階段，智慧城市建設(shè)能有效的促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。與此同時(shí)，通過智慧城市建設(shè)，能夠全方位提高了城市的核心競爭力。因此，智慧城市建設(shè)現(xiàn)已變成世界各國政府、各城市政府的共識。關(guān)于智慧城市建設(shè)的專家有很多、關(guān)注智慧城市建設(shè)的政府有很多、參加智慧城市建設(shè)的企業(yè)有很多，本文分享的是關(guān)于智慧城市建設(shè)的核心理念、觀點(diǎn)、方法，以及有關(guān)的科研成果。
一、數(shù)字城市是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)。
在悠久的人類社會發(fā)展歷程中，人們探尋地理空間信息應(yīng)用的步伐從未停止，經(jīng)過了：原始地圖、紙質(zhì)地圖、電子地圖、地理信息系統(tǒng)、空間信息系統(tǒng)，進(jìn)入了時(shí)空信息系統(tǒng)時(shí)代，時(shí)空信息系統(tǒng)是地理空間信息技術(shù)發(fā)展的高級階段。
1998年1月31日，美國前副總統(tǒng)戈?duì)柊l(fā)表了著名的“數(shù)字地球”主題演說過后，獲得了很多國家的認(rèn)同，促進(jìn)了數(shù)字地球、數(shù)字國家、數(shù)字城市的科研開發(fā)與應(yīng)用。如今，在智慧城市建設(shè)浪潮中，我們基本上聽不到“數(shù)字國家”和“數(shù)字城市”的聲音了?？墒牵@并不意味著“數(shù)字城市”已經(jīng)落伍了，恰恰相反的是目前的智慧城市建設(shè)對數(shù)字城市提出了更高的要求。
智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施是“數(shù)字城市”，我們用目前的眼光和認(rèn)識水平，回顧過去的“數(shù)字城市”建設(shè)，大家會發(fā)現(xiàn)過去運(yùn)用地理信息技術(shù)對城市數(shù)字化的進(jìn)程停步于建筑物之外，城市中巨大的建筑空間并沒有獲得數(shù)字化，所以之前獲得的結(jié)果是一個(gè)不徹底的數(shù)字城市。在一個(gè)并不徹底的數(shù)字城市基礎(chǔ)上開展智慧城市建設(shè)，必定受到制約和限制。
伴隨著建筑物信息模型(BIM)技術(shù)的發(fā)展，我們具有了對建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行數(shù)字化的技術(shù)方法和實(shí)現(xiàn)路徑?；仡欉^去地理信息技術(shù)的發(fā)展路徑，使我們清楚的看到：地理信息系統(tǒng)(GIS)離開了建筑物信息模型(BIM)，停步于建筑物之外;建筑物信息模型(BIM)離開了地理信息系統(tǒng)(GIS)，變成“空中樓閣”。GIS與BIM的集成，實(shí)現(xiàn)了GIS應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展與延伸，與此同時(shí)也提高了BIM應(yīng)用價(jià)值;運(yùn)用GIS與BIM集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了城市徹底地“數(shù)字化”，為智慧城市建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的信息基礎(chǔ)設(shè)施。
二、城市智慧模型(CIM)
2008年11月，在紐約舉辦的外國關(guān)系理事會上，IBM提出了“智慧地球”這一觀念，從而引起了智慧城市建設(shè)的熱潮。2010年，IBM正式提出了“智慧的城市”愿景，期望為世界和中國的城市發(fā)展壯大奉獻(xiàn)自己的力量。IBM經(jīng)過探究覺得，城市由關(guān)系到城市主要功能的不同類型的網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)環(huán)境六個(gè)核心系統(tǒng)構(gòu)成：機(jī)構(gòu)(人)、業(yè)務(wù)/政務(wù)、交通、通訊、水和能源。這些系統(tǒng)并不是零散的，而是以一種協(xié)同的方式互相銜接。而城市本身，則是由這些系統(tǒng)所構(gòu)成的宏觀系統(tǒng)。
2013年1月29日，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部公開首批國家智慧城市試點(diǎn)名單。2014年8月29日，經(jīng)國務(wù)院同意，發(fā)改委、工信部、科技部、公安部、財(cái)政部、國土部、住建部、交通部等八部委印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》，要求各地區(qū)、各相關(guān)部門貫徹落實(shí)本指導(dǎo)意見提出的各項(xiàng)工作，保障智慧城市建設(shè)健康有序推進(jìn)。
縱觀國內(nèi)外，世界各國政府和專家都不謀而合地提出了以信息技術(shù)(如移動(dòng)寬帶通信、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等)推動(dòng)智慧城市的建設(shè)與發(fā)展，不同的智慧城市機(jī)構(gòu)提出了智慧城市的頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)、探究了智慧城市建設(shè)技術(shù)規(guī)范體系，及其制訂與實(shí)施智慧城市建設(shè)計(jì)劃。如美國搶先提出了國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NII)和全球信息基礎(chǔ)設(shè)施(GII)計(jì)劃;歐盟著力推動(dòng)“信息社會”計(jì)劃，并明確了歐洲信息社會的十大應(yīng)用領(lǐng)域。
在美國羅格斯大學(xué)電子政府研究所公布的世界大城市電子政府評價(jià)報(bào)告中，韓國首爾是最具代表性的城市。首爾接連5年位居榜首。首爾的智慧城市計(jì)劃獲得了一系列的成果：在城市基礎(chǔ)設(shè)施管理方面，運(yùn)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，管理者可隨時(shí)掌控道路、停車場、地下管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)作狀態(tài);在城市安全防護(hù)方面，運(yùn)用紅外攝像頭和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提升 了災(zāi)難監(jiān)測自動(dòng)化水平;在城市生態(tài)環(huán)境方面，智慧環(huán)境系統(tǒng)可自動(dòng)將氣象和交通信息發(fā)送至群眾的移動(dòng)終端;在城市交通方面，智慧交通系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對公交信息和公共停車信息的管理，并智能地實(shí)現(xiàn)支持殘障人士出行和操縱交通信號。毋庸置疑，這是智慧城市建設(shè)的重要內(nèi)容，但一定不是智慧城市建設(shè)的全部內(nèi)容。
近期，許多專家學(xué)者在不同的場合提出了城市智慧模型(CIM)的基本概念，我們認(rèn)為這個(gè)是在智慧城市建設(shè)的實(shí)踐過程中，不斷摸索、不斷思考、不斷深化的基礎(chǔ)上，逐漸提升的全新的基本概念和科研成果。城市智慧模型(CIM)包含了：城市歷史發(fā)展及文化形成的智慧，解決城市生活適居、便捷、安全的智慧，及其城市可持續(xù)發(fā)展與提高核心競爭力的智慧。城市智慧模型(CIM)主要是用于通過仿真模擬引導(dǎo)智慧城市的建設(shè);與此同時(shí)可用于智慧城市建設(shè)成果的評估，及其智慧城市的運(yùn)營管理。
三、3DGIS+BIM與CIM
現(xiàn)如今，我們擁有了3DGIS+BIM的集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市“徹底數(shù)字化”，又有了城市智慧模型(CIM)，呈現(xiàn)一個(gè)虛擬的智慧城市;于是智慧城市的建設(shè)、評估、運(yùn)營的全新模式呼之欲出，3DGIS+BIM與CIM的關(guān)系如下圖所示：
智慧城市建設(shè)的CGB模式：運(yùn)用3DGIS+BIM與CIM構(gòu)建一個(gè)虛擬的智慧城市，各類符合智慧城市建設(shè)的規(guī)劃、城市智慧應(yīng)用解決方案都可以率先在虛擬的智慧城市中得到仿真模擬和分析檢驗(yàn)，并且從這當(dāng)中獲取“城市歷史發(fā)展及文化形成的智慧，解決城市生活適居、便捷、安全的智慧，及其城市可持續(xù)發(fā)展與提高核心競爭力的智慧”，用于引導(dǎo)智慧城市建設(shè);與此同時(shí)，基于虛擬的智慧城市進(jìn)行建設(shè)成果評估;在智慧城市運(yùn)營環(huán)節(jié)，通過物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與實(shí)體城市關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)智慧城市的運(yùn)營管理。我們有理由相信結(jié)合了3DGIS+BIM與CIM的智慧城市建設(shè)CGB模式，有利于引導(dǎo)智慧城市建設(shè)、評估智慧城市建設(shè)成果和運(yùn)營管理智慧城市。