隨著計算機、互聯(lián)網(wǎng)、3S技術等的發(fā)展，1998年初，當時的美國副總統(tǒng)戈爾提出了數(shù)字地球的概念，隨后世界各地掀起了建設數(shù)字地球的熱潮。在數(shù)字地球背景下，數(shù)字城市的概念被提出，成為數(shù)字地球建設的最前沿領域，現(xiàn)代城市的建設與管理迎來了新的發(fā)展階段。一般意義上，數(shù)字城市是指通過建設寬帶多媒體信息網(wǎng)絡、地理信息系統(tǒng)等基礎設施平臺，整合城市信息資源，實現(xiàn)城市建設、運營和管理的信息化，電子政府、電子商務、電子社區(qū)等是其典型代表�？傊�，數(shù)字城市就是通過建設城市信息基礎設施及其集成應用，提高城市的運行效率。

　　數(shù)字地球經(jīng)過10余年的發(fā)展取得了非凡的成就，但人們發(fā)現(xiàn)已有的數(shù)字地球技術在智能化應用、精細化管理方面還遠遠不夠。例如，數(shù)字城市平臺提高了人們學習、工作和生產(chǎn)的效率，極大地方便了市民的日常生活，但數(shù)字城市還不能很好地解決交通阻塞問題，不能隨時告訴駕駛員哪里還有停車位，造成了不必要的浪費，并污染環(huán)境。隨著傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術的發(fā)展，一種新的發(fā)展理念——智慧地球被提出，并逐漸演變?yōu)槔^數(shù)字地球之后的全球性戰(zhàn)略。2008年11月，IBM首席執(zhí)行官彭明盛（SamuelJ．Palmisano）首次提出智慧地球這一概念。主要內(nèi)容是把新一代的IT技術充分運用到各行各業(yè)中，即要把傳感器裝配到人們生活中的各種物體當中，并且連接起來，形成物聯(lián)網(wǎng)，同時通過超級計算機和云計算技術將物聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)字地球與人類社會和物理系統(tǒng)的整合。在此基礎上，人類可以以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活，從而達到智慧狀態(tài)。從此，當代城市發(fā)展進入智慧城市的新時代。它以數(shù)字城市為基礎，依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、傳感設備等信息技術，融合海量的時空信息，把人類的知識充分應用到信息化條件下的城市規(guī)劃、設計、建設、管理、運營和發(fā)展當中，形成智能化專題應用，并通過相互之間的優(yōu)化組合，最終使城市具有智慧、變得智能，以實現(xiàn)人口、產(chǎn)業(yè)、空間、國土、環(huán)境、社會活動和公共服務等領域智能化管理為目標的全新城市形態(tài)。

　　智慧城市是基于當代先進信息技術集成的虛擬地理空間，3S（GNSS、GIS、RS，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感）是其核心的關鍵技術。GNSS為智慧城市提供基礎地理空間框架，RS是其重要的時空大數(shù)據(jù)源，GIS則是智慧城市的大腦，是構建虛擬地理空間、模型分析、大數(shù)據(jù)應用以及時空信息服務的基礎，是智慧城市智能化應用的引擎。

　　本書從技術發(fā)展的視角闡述了智慧城市的概念、產(chǎn)生背景、發(fā)展現(xiàn)狀、技術體系和建設方略；論述了3S及其集成的概念、基本原理、最新進展及其在智慧城市建設中的應用機制；剖析了若干典型的智慧城市應用案例；并對信息技術和城市信息化建設的發(fā)展進行了深入的哲學反思。反映了我們幾個中青年教師在多年的地理信息科學教學與科研中的一些思考。具體分工如下：王金鑫編寫第1～3章、第6～8章、第12～13章和第15章；張成才編寫第4～5章、第10章、第14章；程帥編寫第9章和第11章。全書由王金鑫統(tǒng)稿和檢校。

　　特別感謝華中科技大學出版社金紫編輯、葉向榮編輯以及其他為本書出版付出辛勤勞動的編輯老師們！沒有他們出色的工作，本書就不可能出版。在寫作過程中，參閱了眾多的文獻，包括很多網(wǎng)上電子資源，這里向所有文獻的作者表示衷心的感謝！由于時間倉促，水平有限，書中難免存在不妥和錯誤之處，敬請大家批評指正。