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基于数字城市信息服务的复杂性分析，论文提出了基于空间信息网格(SIG)框架构建数字城市的虚拟操作系统(VOS)，即数字城市服务系统的思路。论文阐明了数字城市的发展将导向智能城市，提出了数字城市作为智能城市的初级阶段应具有的技术特征和主要目标；为了满足数字城市向智能城市的平滑拓展，提出基于SIG框架的数字城市服务系统框架CyberSIGStudio和数字城市服务参考模型；进而提出数字城市服务系统核心集成平台CSB(CyberSIGServiceBus)的系统模型，并通过CSB的系统设计、软件原型和示范应用，验证CSB方案的可行性。论文为数字城市服务系统的集成、管理和技术实现进行了初步探索。
论文首先针对国内外数字城市研究和建设中的主要问题，介绍了全球化进程中正在兴起和汇聚的新技术群—复杂系统与人工生命、物联网与传感器网络、空间信息网格等为数字城市的演进提供的可行性。提出数字城市的发展必然导向智能城市，并将数字城市作为智能城市的初级阶段进行重新诠释；提出为了适应数字城市向智能城市进化，数字城市系统的构建必须满足开放性、易拓展性、可重用性、可动态适应的智能性等特征。
针对数字城市应具备上述特征，论文引入了数字城市服务系统的概念，提出一个基于SIG框架的数字城市服务系统CyberSIGStudio的总体框架，并通过应用实例证明了方案的可行性和有效性。为了解决数字城市服务系统的服务集成和管理问题，论文提出数字城市服务参考模型及相应的核心服务集成平台。
论文进一步给出了一个数字城市服务系统核心集成平台CSB(CyberSIGService-orientedBus)的设计方案，并基于JXTA和GT4平台初步实现了CSB的系统原型来验证方案的可行性和有效性。
最后，论文提出了基于SIG的数字城市尚需解决的其它关键问题，包括数字城市核心数据集和核心服务集等。