工业化和城市化是工业文明时代推动经济和社会发展的两大支柱，在带来生产方式巨大变革的同时，也带来了环境污染、生态破坏的灾难性后果。如何在生态文明理念的指导下，利用信息文明所带来的信息范型转变，赋予城市新的内涵，是转变发展方式的关键。智慧城市的建设和新型城镇化的推进，将极大促进生态文明建设的进程。
一、互联网带来信息范型转变
1969年9月2日，美国加州大学洛杉矶分校首开网络数据传输的先河，是互联网诞生。它的诞生引起了人类政治、经济、文化、军事、社会等各个领域的又一次革命。互联网使世界合为一体，成为地球村，使人类迈入了信息时代。
1999年，在“互联网”的基础上提出了“物联网”的概念。物联网指的是在无线射频识别技术的基础上，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大的网络。通过装置在各类物体上的电子标签、传感器、二维码等与无线网络相连，给物体赋予智能，实现物体与物体互相间的通过和对话。物联网用途广泛，可运用于政府管理、公共安全、安全生产、环境保护、智能交通等各个领域。据预测，如果物联网全部建成，其产业要比互联网大30倍。中国的“物联网”研发技术已处于世界前列。
2013年10月，一种利用屋内可见光传输网络信号的通讯技术在实验室成功实现。这种被称为LiFi的光通讯，只需在LED灯泡中加入一个芯片，其便具有无线路由器、通信基站、WiFi接入点甚至GPS卫星功能，它将引发传统产业的变革和商业模式创新的革命。
当前，互联网的发展进入了一个全新的时代。互联网已经走过了计算机联网的时代，进入了“人脑”联网的新纪元，它正向着与人脑结构高度相似的方向进化。通过在互联网的终端装上各种传感器，使互联网成为一个互感网，一个类似人脑的互联网虚拟大脑管理着地球村的事务。
二、云计算和大数据时代的来临
“云计算”由“云”和“端”两个部分组成：“云”就是通过网络把资料储存在大型的服务器中，“端”就是各种能上网的智能手机、平板电脑等终端。“云计算”不仅可以把计算机资源作为管理部门的主要管理手段、提高管理效率，也可以作为一种公共设施提供给大众，极大地节约了资源，方便人们的工作和生活。
随着互联网的飞速发展，互联网一天产生的全部内容可以刻满1.68亿张DVD、发出的邮件有2940亿封之多.......麦肯锡公司最早提出“大数据”时代的到来。
大数据是用来描述和定义信息爆炸时代产生的海量数据，并命名与之相关的技术发展与创新。1997年，全球互联网的网民每个月下载的流量平均为1兆，2003年为100兆，2008年达到1G，2014年将达到10G。2011年全世界的数据规模是1.8ZB，2012年和2013年全世界新产生的信息量等于有史以来年信息量的总合。2020年，世界将进入完全大数据时代，仅中国数据产业市场将形成2万亿以上规模。大数据将带动新的产业以及生产性服务业的发展，对经济和社会发展产生深远影响，使信息化的发展进入了新阶段。
2012年3月，美国政府将“大数据战略”上升为国家意志，为拉动大数据相关产业发展投资2亿美元，并将数据定义为“未来的新石油”。一个国家拥有数据的规模、活性及解释运用的能力将成为综合国力的重要组成部分。2012年联合国的《大数据：机遇与挑战》政务白皮书发布，指出可以使用极为丰富的数据资源，来对社会经济进行前所未有的实时分析，帮助各国政府更好地管理社会和经济。正因为大数据对全球经济和社会发展显现出越来越重要的作用，2013年被称之为“大数据元年”。发展大数据产业对传统经济向生态文明的知识经济转型具有重大意义。
三、“智慧地球”的建设
2008年年底，IBM公司提出了“智慧的地球”战略。“智慧的地球”就是把新一代IT技术充分运用在各行各业中，通过超级计算机和“云计算”将“物联网”整合起来，人类能以更加精细的动态的方式管理生产和生活，从而达到全球的“智慧”状态，最终形成“互联网+物联网=智慧的地球”。
当代科学技术的发展使得几乎任何系统都可以实现数字量化的互联，并在此基础上人类能够做出更加智慧的判断和处理。一是各种创新的感应科技开始被嵌入各种物体和设施中，从而令物质世界被极大程度的数据化；二是随着网络的高度发达，人、数据和各种事物都将以不同方式连入网络；三是先进的技术和超级计算机则可以对堆积如山的数据进行整理、加工和分析，将生硬的数据转化成实实在在的洞察，并帮助人们做出正确的行动决策。当这些只会更普遍、更广泛的应用到人、自然系统、社会体系、商业系统和各种组织，甚至是城市和国家中时，“智慧的地球”就将成为现实。
四、信息范型转变为全球生态文明制度建设提供全新的管理手段
互联网、物联网、互感网为人类采集了海量的数据，云计算提供了强大的计算能力，这就构建了一个与物质世界相平行的数字世界，地球表层成为一个具有“智慧”的“地球脑”，从互联网到互感网的信息范型转变为全球生态文明制度建设提供了全新的管理手段。
“地球脑”以巨大信息储存和处理能力，及时迅速有效把握全球生物圈的各种信息，尤其是把握全球“自然—经济—社会”复合系统的各种信息，只有这种全方位的信息把握，才能使全国生态文明维持下去。因为，自然环境是人类经济活动的支撑系统和最初的物质提供者，工业文明越是发达，人类控制、支配、改造环境的能力也就越强，人类及其生存环境相应地被摧毁的可能性就越大，因此也就需要对自然环境规律进行更本质的把握，辨认自然环境的种种征兆和反应并作出资源报警，生物圈报警、经济环境危机报警和人口报警等，以免遭受工业文明负面作用的摧残，因此说，没有信息文明，生态文明是不可能实现的，生态文明和信息文明是脱胎于工业文明的孪生兄弟。
五、智慧城市的建设是建设生态文明城市的重要抓手
伴随着工业化带来的城市化，一方面是城市发展的辐射效应推动了区域经济和社会的快速发展，另一方面是城市病在世界各国纷纷出现。世界人口的1/3生活在城市，人口的集中、工业的集聚、交通运输的繁忙造成了种种城市发展的弊病，带来了资源和能源的浪费，严重威胁人类的可持续生存和可持续发展。
智慧城市的核心是利用现代信息技术，使人与城市硬件的有机融合，通过物联网，利用云计算技术对实时感知数据进行处理并提供智能化服务。一是可以催生和带动新产业发展，促进经济结构向信息服务业的低碳转型。二是促进传统行业转型升级，增强企业核心竞争力；三是提高公共管理水平，提升居民生活质量，推进新型城镇化进程。
智慧城市是智慧地球的重要内容之一，它是建设生态文明城市的重要管理手段，也是建设生态文明城市的重要内容。在各种解决方案的基础上，人类可以更加精细和动态地管理生产和生活，达到“智慧”状态，极大提高资源利用率和生产力水平，应对人类面临的日益严重的经济危机、能源危机、环境危机，从而打造一个“智慧城市”，进而建设“智慧地球”。
互联网、电信网、广电网的普及是智慧城市建设的前提，智慧环保、家居、食品、医疗等智慧城市的数据建设，同时也推动了信息产业的发展。城市的管理者和决策者，通过智慧技术和项目的实施，最大限度地减少资源使用和合理配置有限的资源，从而实现人与城市的和谐。
六、新型城镇化是生态文明建设的关节点
城镇上连中心城市，下接广大农村，对优化资源配置、保护生态环境、调整区域产业结构、转移农村富余劳动力有大中城市所不能发挥的重要作用。城镇化是“以城带镇”、“以城带村”，其生产方式极大地影响着广大农村的生态环境。传统城镇化是工业文明的产物，是一条与生态文明建设背道而驰的发展之路，必须赋予城镇化以新的内涵。新型城镇化以生态价值为导向，以现代科学技术特别是信息技术为手段，把工业化人为中断的生态循环链条重新链接起来，在中国的广大城镇化形成一种超越传统模式的生态文明之路。
新型城镇化的核心是人与自然的和谐共生，从根本上保护广大农民的利益，保障我国的粮食安全，保护生态环境。新型城镇化不是追求城镇的扩大，而是符合自然生态循环的规律，建立一个区域生态循环系统和智慧城镇，带动传统乡村社会的回归进而向生态农村的发展。当前，新型城镇化的重点是将“生产-交换-消费-分解-还原-再生”环节重新贯通起来，对自然社会经济复合系统进行有规划的链接，形成一种“低耗高效”生态产业发展模式，才能带动农业经济的发展和生态农业的推广。
新型城镇化必须构建全新的产业结构，生态产业是新型城镇化的主要内容。在赋予传统产业结构中的生产、交换、消费（加工）部门生态化内涵的基础上，利用现代信息技术和生物技术，大力发展生态信息、生态管理、生态教育、生态保健医疗、生态咨询、生产资料供应、生态技术研究等“生态服务业”，建立起新的“分解”部门（生态建设、环境保护、环境恢复、有益微生物分解、污水垃圾处理、废品回收等）、还原部门（将分解后部分物质还原于自然）、再生部门（将可利用的物质重新加工利用，将难以分解的物质分成最小的物质单位，或改性或重新利用），从而打造智慧的城镇循环经济系统。
全方位开展城市（镇）生态文明的环境、经济、政治、文化、社会建设，建立智慧城市和城镇，是社会发展的大趋势。信息范型的转变直接导致信息经济的发展，使经济活动得以在广阔的空间，以经济、合理的方式运行，这可使信息财富的增值空间扩大到全球乃至宇宙范围。信息经济是典型的低碳经济，大大降低了物耗和能耗，在信息经济中单位GDP所消耗的能源和原材料都是较低的。信息经济可避免高物耗和高速资源消耗，减轻环境污染，进一步促进人与自然关系的协调发展，成为城市（镇）可持续发展和人类走向生态文明时代的必要资源节约手段。
