又如拉美地区，在20世纪中叶进入工业化发展阶段后，城市人口占总人口的比重甚至超过发达国家，出现城市化速度大大超过工业化发展速度的“过度城市化”。
2.交通拥堵
交通问题一直是大城市的重要问题。这主要表现在道路拥堵、交通事故居高不下，占用土地、消耗能源多，污染环境、破坏城市景观等方面。
道路拥堵：在大城市所面临的各种交通问题中，城市交通拥挤和堵塞是最为突出也最为严重的问题。交通拥挤对于人们来说最直接的体现就是增加了出行时间和成本。出行成本一旦增加将降低城市活力，影响城市发展。
在伦敦，由于市中心区域集中了政府机关、法院以及大量的企业、金融机构和娱乐场所，约有100万个就业岗位，每天在高峰时段每小时约有100万人口和4万辆机动车进出中心城区，从而造成该区域的严重交通拥挤，区域内平均车速只有14.3公里/小时，成为全英国最为拥挤的区域。
在巴黎，20世纪60年代，私人小汽车骤增，导致市区交通严重阻塞。1973年环城快速路开通后不久，就出现了持续性的拥挤。
在曼谷，由于车速过慢，整个城市就像一个停车场，甚至出现过3个月内有900名孕妇因堵车被迫在轿车中分娩的情况。
交通事故：交通拥挤也导致了事故的增多，事故一旦发生，后面的车辆往往会束手无策，陷入进退两难的窘况，这又加剧了拥挤。据相关统计，欧洲每年因交通事故造成的经济损失达500亿美元之多。
环境污染：在机动车迅速增长的过程中，交通对环境的污染也在不断增加，并且逐步成为城市环境质量恶化的主要污染源。根据伦敦20世纪90年代的检测报告，大气中74%的氮氧化物来自汽车尾气排放。交通拥挤导致车辆只能在低速状态行驶，频繁停车和启动不仅增加了汽车的能源消耗，也增加了尾气排放量，增加了噪声。
据英国某公司对发达国家大城市交通状况的分析，交通拥塞使经济增长付出的代价约占国民生产总值的2%，交通事故的代价约占GDP的1.5%～2%，交通噪音污染的代价约占GDP的0.3%，汽车空气污染的代价约占GDP的0.4%，转移到其他地区的汽车空气污染的代价约占GDP的1%～10%。
3.环境恶化
“冰川融化”、“海平面上升”、“臭氧层空洞”等等词汇在近几年被频频提起。生态环境的问题已经是人类继续发展不得不面对的问题了。
近百年来，以全球变暖为主要特征，全球的气候与环境发生了重大的变化：水资源短缺、生态系统退化、土壤侵蚀加剧、生物多样化锐减、臭氧层耗损、大气化学成分改变等。这些问题如果不被重视，将会影响人类的长远发展。
根据政府间气候变化委员会的预测，未来全球将以更快的速度持续变暖，未来100年还将升温1.4℃～5.8℃，对全球环境带来更严重的影响。比如农作物将减产，病虫害发生频率和危害速度将明显增加，水资源短缺将恶化等。
环境污染使得城市从传统公共健康问题（如水源性疾病、营养不良、医疗服务缺乏等）转向现代的健康危机，包括工业和交通造成的空气污染、噪音、震动，精神压力导致的疾病等。环境污染对城市经济的影响是很大的，世界银行曾对此做过估算，认为由于污染造成的健康成本和生产力的损失大约相当于国内生产总值的1%~5%。
4.资源短缺
2002年在南非召开的可持续发展世界高峰会议上，一致通过将水资源列为未来十年人类面临的最严重的挑战之一。联合国环境署同年在《全球环境展望》上指出，“目前全球一半的河流水量大幅度减少或被严重污染，世界上80多个国家或占全球40%的人口严重缺水。如果这一趋势得不到遏制，今后30年内，全球55%以上的人口将面临水荒”。
在缺水型国家或地区中，城市的水资源紧缺问题最为严重，不论是发展中国家还是发达国家的大中型城市，包括北京、上海、休斯敦、雅加达、洛杉矶、华沙、开罗、拉各斯、达卡、圣保罗、墨西哥城、新加坡等都面临严重的水荒。
此外，土地资源紧缺问题也是国际大都市在城市化进程中所必然出现的问题。由于土地是有限的，在大量的人口和产业向中心城区集聚的过程中，像东京、纽约、伦敦等大都市都或多或少地出现了土地紧张问题，土地对现代化大都市可持续发展的制约作用更加突出。如何开辟新的发展空间、拓展地域范围已成为各大都市实现可持续发展的必然要求。
5.城市贫困
在城市发展过程中，不断地有人涌进城市，但并不是所有人都有能力在城市中获得一席之地，拥有一定的资产。于是大量贫民为了生存聚集在一起，从而诞生了贫民窟。贫民窟大多存在于发展中国家，比较著名的有印度孟买、巴西圣保罗等。
目前，孟买1600万人口中有60%的人居住在仅占城市土地面积十分之一的贫民区和路边的简陋建筑中。
随着经济社会的不断发展，城市快速扩张，城市正面临着前所未有的可持续发展挑战，而面临这些实质性的挑战，城市必须应用新的措施和技术，探索新的发展路径和模式。实践证明，借助信息技术大发展的智慧城市理念是解决城市发展问题、助力城市发展的先进理念。
1.智慧城市理念的由来
1990年美国加州旧金山的一次国际会议上，以“智慧城市（smartcities），快速系统（fastsystems），全球网络（globalnetworks）”为主题，探寻了城市通过信息技术聚合“智慧”以形成可持续的城市竞争力的成功经验。会后正式出版的文集《科技社会的一种现象：智慧城市，快速系统，全球网络》，成为关于智慧城市研究的早期代表性文献。
欧盟在2007年的《欧盟智慧城市报告》中率先提出“智慧城市（SmartCity）”的创新构想；2008年全球性金融危机发生，美国IBM公司提出了“智慧的地球”理念；2009年，欧盟委员会提出了建设智慧城市的具体计划，并且决定投入100亿至120亿欧元用于智慧城市建设；同年，IBM在中国提出“智慧地球赢在中国”，并建议优先建设智慧的电力、智慧的医疗、智慧的城市、智慧的交通、智慧的供应链、智慧的银行六大行业；同年，IBM发布了《智慧的城市在中国》报告，认为有效利用信息技术提升城市管理水平，推动中国社会的城市化进程，成为城市管理者的当务之急，建立智慧的城市将是城市信息化的终极目标和战略方向。2009年，中华人民共和国国务院总理温家宝在北京科技界大会上作了题为《让科技引领中国可持续发展》的报告。报告中诠释了“物联网”、“智慧地球”等与智慧城市密切相关的关键概念，标志“智慧城市”的研究引起国家层面的重视。2010年，科技部等单位在武汉举办了“2010中国智慧城市论坛”。现在，“智慧化”是继工业化、电气化、信息化之后全球科技革命又一次新的突破，世界许多国家将智慧城市当做应对国际金融危机、扩大就业、振兴经济、提升城市竞争力的重要战略。国际智慧城市组织ICF（IntelligentCommunityForum）等相关机构也相继成立，并开展了“全球智慧城市奖”评选活动。
2.什么样的城市适合建设“智慧城市”
现代城市按规模可以分为四层：第一层次是超级城市。主要特征是人口众多（一般人口是在1000万以上），交通拥堵、资源匮乏、环境污染等城市问题严重，城市发展已经面临瓶颈，而传统城市发展模式解决这些问题的作用有限；第二层次是大城市或者叫中心城市，这些城市在周边起到政治经济文化中心、带动区域增长、技术扩散和产品集散的作用，人口规模一般很大，已经出现一些类似超级城市的“城市病”，但城市问题并不严重，可以选择按照传统城市发展模式向超级城市发展，也可以建设智慧城市加速城市发展；第三第四层是中小城市和小城市，这些城市规模小经济实力有限，可以沿着传统城市发展方式继续发展。不同层级的城市建设智慧城市的需求程度和建设能力不同，并不是所有的城市都适合启动智慧城市建设项目。
从城市规模上看，超级城市和中心城市存在智慧城市建设的内在需求。这些城市处于城镇化发展的前端，建成时间长，地域规模大，经济发达，历史文化渊远流长，是人们心目中的大都市。如前所述，这些规模巨大的城市在尽情施展优势快速发展的过程中，也出现了许多问题，即我们常说的“大城市病”，人们常常简称为“城市病”。不同表征的城市病症需要不同诊治方案，借助2008年信息技术大发展的契机，越来越多的超级城市和中心城市开始启动智慧城市建设战略，认为智慧城市是目前为止最为先进和适合的城市发展方案。
智慧城市建设基础最好的是中心城市，这些城市在人口数量、人口素质、宜居的环境、合适的生活成本和良好的社会管理方面较其他几类城市更有优势。中心城市无论是地域还是人口规模都不是很大，有历史形成的发展特征和各种优势，经济发展形势良好，优势产业特色鲜明，有很好的信息化基础，建设智慧城市的经济实力和技术实力强。同时，相比超级城市，中心城市因为规模相对较小，各类“城市病”的数量和发展程度较轻，其治理难度也较小。
中等城市和小城市因为加入城镇化进程的时间较短，目前还处在铺点扩面的阶段，主要任务是借鉴大型城市发展经验，合理安排城市产业结构、挖掘城市特色，沿着传统城市发展道路不断增强城市经济实力。这些城市智慧城市建设需求和实力都比较弱，其中经济实力好的中小城市可以上马一些智慧项目而不是整体智慧城市规划建设。
3.城市产业结构变更
城市是非农业人口集中、以从事工商业等非农生产活动为主的区域，城市在国家或区域中所起的作用和承担的责任通过市民在城市中进行的各种生产、服务活动的产业结构体现出来。传统城市中采掘、冶炼、化工、加工制造、电力、建筑等黑色经济占很大比重，城市发展以经济发展为标尺和目标，对生态环境、人文特色和舒适生活的关注较少。这种城市发展理念越来越不能满足现代人对生活品质提升的需求。现代人对城市的要求不再限于物质丰富、经济发达，同时渴望舒适的环境、清新的空气、方便快捷的生活所带来的愉悦心情。
智慧城市建设理念重视人们对城市生态环境的关注和舒适生活的向往，借助智能技术大发展改变城市的产业结构，要求传统城市产业中黑色经济的比重不断下降，代之以信息、咨询、商业、金融、生物制药、教育文化等第三产业，使城市产业活动向着“优化生态、舒适生活、发展经济”的方向发展。
4.推动城市可持续发展
智慧城市建设要求以城市经营的理念替代城市管理理念。在智慧城市建设中，无论是城市绿化还是水资源管理、替代能源开发、碳减排和碳交易都不只是政府自己或者某一单独实体可以解决的事情，公共服务领域的教育、交通、社会服务、公用事业、医疗卫生等活动也需要协调运作。
全新智慧城市建设理念要求我们像经营一个企业、家庭一样经营城市，突破城市管理的边界，把城市建设与老百姓的生活、环境健康连接起来，不仅优化自然资源的分配和使用，而且要结合城市的地理空间和区域特色，开发人力资源，建立政府、公众、企业、非盈利机构等相关主体参与的城市规划和发展机制，扩大城市就业，实现市民的安居乐业，促进城市的可持续发展和环境保护，以使城市可以更加智慧地应对各种挑战。
智慧城市建设应该把和谐发展作为目标，在城市规划、城市建设和城市经营的所有活动中，把人与自然看作一个整体，借助计算机、信息网络和人工智能等智慧技术对城市运行过程进行模拟；以网络信息为基础，综合运用地理信息系统、全球定位系统、遥感系统、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术，对城市的基础设施、功能、地理空间进行信息自动采集、动态监管和辅助决策。借助智能技术解决城市发展面临的各类问题，实现人与自然和谐发展的目标。
二、从数字城市到智慧城市
--智慧城市产生的技术因素
智慧城市理念产生的第二个原因是20世纪90年代以来信息技术的大发展，如果说城镇化进程中出现的问题导致了智慧城市的需求，无数智慧专家提出了智慧城市的构想，那么信息技术的大发展则使得这一需求得到满足、这一构想得以实现。智慧城市是城市信息化发展的高级阶段。
追根溯源，信息技术发展历程可以归纳为五次信息革命：第一次是语言的使用，语言成为人类进行思想交流和信息传播不可缺少的工具。第二次是文字的出现和使用，使人类对信息的保存和传播取得重大突破，较大地超越了时间和地域的局限。第三次是印刷术的发明和使用，使书籍、报刊成为重要的信息储存和传播的媒体。第四次是电话、广播、电视的使用，使人类进入利用电磁波传播信息的时代。第五是计算机与互联网的使用，即网际网络的出现。19世纪和20世纪的第四、第五次信息革命是智慧城市构想得以实现的重要技术支持。
