智慧城市是数字城市发展的高级阶段，智慧城市是城市信息化的3.0。从数字城市到智慧城市的转变是城市信息化从以信息系统为本向以人为本转变的必然结果。智慧城市与数字城市的联系在于，智慧城市的建设以数字城市为基础，对原有的数字化技术进行拓展和升华。从历史发展阶段的角度来看，两者是城市信息化发展的不同阶段。

（一）数字城市与智慧城市的换算公式

李德仁院士曾将智慧城市描述为：智慧城市=数字城市+物联网，认为“智慧城市通过城市全面数字化建立可视化和可测量的智能化城市管理和运营，使技术服务于人的需求”。

（二）从“信息”向“人”的跨越

“数字城市”是实体物理城市在“数字空间”的映射，它与现实城市物理空间是分离的，而“智慧城市”通过物联网技术，打破了“数字空间”与现实“物理空间”之间的隔离，使二者融为一体。智慧城市的出现将会打破传统的城市观念，带来看待城市的新视角、发展城市的新思维。

智慧城市、数字城市和实体城市三者之间的关系如图6-1所示。

表6-1从社会背景、实质内涵、发展目标、技术支撑和实际结果五个方面对智慧城市与数字城市进行了比较。

图6-1　智慧城市、数字城市与实体城市三者之间的关系示意图

表6-1　数字城市与智慧城市的差异(www.daowen.com)

（三）攀升的物联网终端数量

物联网（IoT，Internet of Things）的概念是在1999年被提出来的，它被看成是信息产业发展历程的第三次革命。物联网就是通过各种传感技术和各种通信手段把世界上的万物和人类所感兴趣的重要物体与互联网相连接，从而实现“管理、控制、营运”一体化的一种网络。物联网主要包括三个层面：一是物理层，通过全面的感知、可靠的传输和智能处理，将物体的特性传感出来，形成物理层。二是信息传输层，就是网络层。最后一个是计算处理层，进行指令的反馈控制。

这三个层面必须跟某个应用紧密结合起来，离开了应用是不行的。物联网有三个特性：全面的感知、可靠的传输和智能处理。物联网有四个要素：传感技术、计算机技术、网络技术和应用技术。物联网产业是指与其配套的相关产业。其中传感器、各种终端设备以及中间件等，既形成传感器的产业也属于物联网产业，所以传感器本身又是一种技术，同时又可以发展成新的产业，是信息产业的重要组成部分之一。

物联网技术的发展是智慧城市构建的基础，不仅智慧城市的实现有赖于物联网应用层中大量的针对各个行业及场景的专门应用解决方案的提出与实现，而且城市的智慧之处绝不局限于技术层面，更需要为本地产业、经济发展、人与自然的关系等方面注入智慧动力，通过这些方面的转型乃至变革，大幅度改善和提升城市竞争力。智慧城市是工业化、城市化和信息化交换的产物，也是可持续发展的必然。物联网建设是当前城市建设规划中的重点，但我们要清晰地认识到物联网建设不是智慧城市建设的目标，而是建设智慧城市的路径，智慧城市的运行离不开物联网的运用。以物联网技术为基础的智慧城市，本质是利用物联网技术推动城市信息从数字化、网络化向更高级的发展，在推动国家能源高效利用、绿色环保、居民安居乐业和创新型国家发展等方面具有强劲的动力。城市居民将通过物联网的特性享受一切现代城市化成果，以期真正实现共同富裕、共同发展和共同进步。科学家曾预测截止至 2020 年将有97亿个物联网终端设备在智慧城市中被使用，其中在智能化的住宅居家方面使用得将最为广泛。

（四）顶层设计的终极目标

城市发展、市民体验是智慧城市顶层设计的最终目标。2014年八部委发布的促进智慧城市发展的文件中，明确要加强顶层设计。顶层设计涉及战略管理规划、空间建设规划、经济发展规划以及技术保障规划。

2014年，中共中央、国务院印发了《国家新型城镇化规划（2014～2020）》，明确并强调了将智慧城市作为提高城市可持续发展能力的重要手段和途径。据此可以理解，智慧城市是未来国家解决城市规划与设计必须改变传统城市规划以政府既定城市发展目标为原则的编制模式，转变为以解决城市问题为导向、以服务城市发展主体为根本的智慧化综合发展手段。智慧城市顶层设计针对智慧城市建设，从全局的视角和公众利益出发，进行总体架构的设计，对整个架构的各种方面的促进因素和负面的限制因素进行统筹考虑和设计。智慧城市顶层规划的目标是满足城市发展主体需求，让城市居民生活变得更加健康、便捷、高效、幸福；发挥信息技术和大数据的作用，以及实现城市的可持续发展。

从城市发展主体自身需求出发，借助信息化手段来辅助安排城市的居住、产业、交通、商业等各类功能空间，目的是为了使城市变得更宜居和宜业，最终实现城市可持续发展。智慧城市发展的本质体现在“高效”和“人本”两个关键词，是城市发展的一种高级阶段。“高效”主要体现在政府办事效率的提高、企业生产成本的降低、居民日常生活的便捷等方面，实现这些目标都需要通过大规模和共享性城市信息基础设施的建设来实现城市实时监控与管理，且强调传感设备、视频监控设备、射频识别设备、互联网络、通话网络等信息设施的科学选址和布局。“人本”主要表现在对城市发展问题和城市规划、建设及管理的各个环节都能充分发挥大数据的作用，通过位置、文本、视频、语音、情感等大数据的挖掘和模拟，掌握城市居民关注热点、活动特征及与土地利用的关系，从而制订智慧化的需求解决方案。智慧城市的空间是由众多不同级别的子细胞（空间）组成，且每个子细胞内部具有相对完整的城市功能要素（产业、空间、交通、生态、文化景观、社区等），并与其他子细胞紧密联系，从而形成极其复杂但又有一定联系规律的复合有机体。其中，公共信息服务平台是智慧城市运行和管理的核心，而面向城市主体需求的功能空间整合则是智慧城市实现的关键。

智慧城市致力于实现城市经济增长与竞争力提升、社会公平与社会融合、资源与环境可持续发展，核心目标是城市的可持续发展，而要实现这一目标就需要一个科学、理性的顶层设计来引导和支撑。城市是人的城市，智慧城市的建设说到底就是为了让城市居民更健康、便捷、宜居、智慧地生活。