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城市是社会、经济等各类要素高度集中的特定区域，是区域经济、政治和文化活动中心，是自然、经济和社会的综合体，也是数字生态城建设的对象主体。在过去约30年中，我国城区居住人口占总人口的比重翻了一番，2010年城镇人口比重达到51.27%，数量为69079万人。城市化比率预计在2025年达到64%。大规模的城市化进程，使我国城市面临前所未有的挑战，尤其在资源节约和环境可持续性方面面临严峻挑战，主要涉及的重要领域有：水资源利用、废弃物管理、空气污染控制、能源需求和土地利用等。有数据表明，我国已经成为世界上最大的温室气体排放国之一。据统计分析，在全球温室气体总排放量中城市约占的80%。随着城市带动型经济的不断增长，城市生态足迹将带来诸多风险。我国正在各个层面应对这一挑战。建设数字生态城就是其中的一个重要方面，旨在打造一个更具可持续性的城市化模式。
未来的城市建设将以可持续发展为先导，从城市的整体发展出发，进行全面考虑。传统的城市化模式已经不能很好地满足人类需求；近年来兴起的单一模式的数字化或生态化也不能很好地满足城市发展和管理的需求。从城市问题的现状出发，进行全面分析和探讨，对城市发展过程进行推断与预测，最终实现城市的现代化、智能化、低碳化，这些均需要构建数字生态城。目前，环境科学、生态学、产业经济学、计算科学、信息科学、城市科学、地球科学、系统科学和社会科学等学科的快速发展，已经为构建数字生态城奠定了坚实的理论和技术基础。