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智慧城市是一个极其复杂的体系，可以覆盖到城市各个领域。从技术角度看，为了实现诸如城市交通、安全监管、能源消耗、环境管理等应用和服务，智慧城市至少要具备以下四个要素：

基础设施    

实现智慧城市应用的前提是构建良好的基础设施。与已有城市设施相比，新建更加简便易行，所以很多开展智慧城市建设的放在较为新兴的地区和城市。但是我国城市化进程快，更多的应当围绕老旧城市已有的硬件基础，进行软件配置或改造，加大力度做好基础设施环境的建设，才能保障智慧城市的可持续性。

城市数据    

通过信息基础设施可获得大量的、类型繁多的城市数据。如果城市应用中没有用到这些数据，很可能造成大量数据闲置甚至遗失。现在智慧城市理念日益普及，应用开发逐渐增多，从已有的城市应用挖掘和设计更多的应用场景，有助于提高城市数据的利用率。因此城市大数据的收集、存储、处理、分析利用成为至关重要的课题。

智慧应用    

一般认为，智慧城市就是综合了多个智慧城市应用和服务，这些应用服务解决了城市发展出现的各种问题，比如城市道路堵塞问题，通过控制交通灯疏散车流，快速制定通畅的交通路线方案；对于城市犯罪问题，可以根据需求在城市部署监控等设备实施监控，为城市安全和救援提供保障。

智能设备    

在应用层面，需要借助智能设备才能发挥智慧城市提供的各种功能。通过智慧城市基础设施，将应用所需的设备进行关联。技术的进步促进智能城市设备向着小体量、低消耗、低成本发展，硬件条件的改良带来数量和类型更多的城市数据，进一步促进智慧城市应用的多样化。  

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由于大数据技术和智能城市设备的发展，很多智慧城市建设项目开始出现。面对更多的新技术、新应用，如何将他们有效融合进智慧城市设计和建设，成为当下要关注和解决的问题。  

如上所述，智慧城市可以划分为四个层面：设备、应用、数据和基础设施。有研究针对四个层面总结如下：

按照时序来划分，智慧城市可以分为建设阶段和运营阶段，每个阶段内容如下：

综合考虑四个层面建设和阶段，较为粗略的建设模式分四类：  

模式1：基于已有的基础设施开展智慧城市应用；

模式2：通过建设新的城镇实现；

模式3：利用已有城市，升级和补充基础设施来建设智慧城市；

模式4：开发新的城市建设，并以基础设施建设为重点。

由于智慧城市建设较为复杂，实际情况可能出现难以区分边界。譬如建设和运营阶段可以是串联关系，但是更有可能是并联的关系，因此上述分类方法存在改进空间。  

智慧城市建设离不开物联网、大数据、人工智能等前沿技术，只有融合应用才能充分发挥其技术价值、提升城市运营和生活品质。

物联网通过关联的设备和传感器来实时采集数据、分析数据，实现信息的流动。    

大数据分析从海量数据中提取有价值的信息，用来辅助决策、提升城市服务。    

人工智能实现过程的自动化处理、优化资源配置、提高城市服务效率以及个性化。还能降低网络成本、提高性能、拓宽电信服务范围以及应用。

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前沿技术对智慧城市建设起到了极其重要的作用，同时也对社会的方方面面产生深刻影响。有观点提出，为了保障长期的、可持续性发展，智慧城市建设当中应制定明确的任务，准确评估对环境、社会和管理的影响。为此，以人为本的建设方式和设计思维显得尤为重要。

围绕智慧城市新技术研究已经成为学术界的研究热点，可以看到智慧城市发展的包容性，建筑、市政、环卫、交通等各个领域的新技术、新理念都有“一展身手”的机会。譬如：

物联网的混合仿生入侵检测，采用先进算法来检测安全威胁，并做出反应，提高城市的安全性和可恢复性。这项研究开发的检测系统，主要采用正弦余弦算法和salp群算法，识别和确定网络流量特征，再经机器学习检测和归类侵入流量。

预防物联网攻击的区块链访问控制技术，在智慧城市的用户权限和访问控制方面，提供一种分散和防篡改机制，降低网络攻击风险，保障数据安全和完整。

智慧城市的实时视频摘要技术，实时视频摘要技术在智慧城市监控方面，可以管理和提取大量的视频数据，尤其是异常检测应用，对智慧城市建设运营发挥重要作用。

智慧城市建设运营，最终将以城市大数据与城市管理紧密结合起来， 融 合 贯通 ，形成坚韧、可持续的整体。回归到工程建设领域，扎实做好建筑数字化是关键的第一步，工程建设全过程通过数字技术综合应用积累数据基础，从建筑本身衍生数字家居、运营、智慧医疗、养老等场景应用，逐步融汇进入智慧城市体系里。