數字城市可以從狹義和廣義兩方面理解:數字城市可以狹義地理解為,以遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)等空間信息技術為主要手段,是城市實體在計算機中的虛擬表達;廣義的理解則是,以城市地理信息公共服務平臺,通過城市信息基礎設施建設,開發、整合、利用各類信息資源,實現城市經濟、社會、生態各個運作層面的智能化、網絡化、數字化。
“三維數字城市”的提出,源自前美國副總統戈爾1998年提出的“數字地球”。城市是個復雜的巨大系統,包括用地、建筑、市政設施等多個子系統,各個子系統之間具有復雜的空間關系基于空間設計和管理的建筑和城市規劃領域,雖然已經廣泛實現了CAD設計,但在論證和管理方面仍舊停留在二維平面圖紙以及物理模型等傳統表現工藝階段,還談不上真正的數字化設計與管理。
在城市管理領域,還是停留在2維GIS數據的應用階段,沒有上升到3維數字城市,但提升到3維數字城市階段是一個趨勢。
虛擬現實技術可以通過三維建模逼真的模擬現在和未來的城市,支持數據分析、方案論證和優化,支持地理信息系統等,通過這些詳實的數據和相關資料可以是直觀真實固化方案評估、審核以及管理等日常工作,更為重要的是它可以為多部門參與和協同工作提供了有效的平臺。這也是為什么虛擬現實在數字城市中得到廣泛應用的主要原因。
從技術角度分析,數字城市是以空間信息為核心的城市信息系統體系。這里的空間信息是指與空間地理位置相關的數據及對應的人文、社會經濟信息;城市信息系統體系則是指相互聯系的大量城市信息系統的有機組合體。數字城市的核心技術是遙感、地理信息系統、全球定位系統、空間決策支持、管理信息系統、虛擬現實以及寬帶網絡等技術,主題是數據、軟件、硬件、模型和服務,本質是計算機信息系統;
從三維可視化看,虛擬現實為數字城市規劃管理提供可視化的方法。系統通過顯示不同建筑方案同周邊建筑群體的相互關系,真實再現規劃建筑和現狀建筑的空間關系,并能適時修改高度、方向、體量、色彩等,使得規劃評審專家和決策者可以從多個觀察角度直觀的對比多個規劃設計方案,幫助規劃決策者更加清楚直觀地確認合理方案從而提高規劃管理水平,減少決策失誤和盲目性,提高規劃評審質量和提升評審決策的科學性,使規劃管理更合理、更科學、更透明。
從實際應用角度分析,數字城市則可以看作一個基于網絡環境的城市信息(特別是空間信息)服務體系。數字城市建設的任務就是利用現代高科技手段,充分采集、整合和挖掘城市各種信息資源(特別是空間信息資源),建立面向政府、企業、社區和公眾服務的信息平臺與信息應用系統,以及政府法規的保障體系等。
從目前來看,數字城市還停留在“網上城市”的層面,數字城市面臨著“數字空間”與現實城市“物理空間”分離的問題,其實也是一個“虛擬存在”與“現實客體”相互隔離的問題,如果這兩方面處于對立和數字城市只是現實城市的“鏡子”的話,數字城市仍然停留在“虛擬感知”的階段,很難發揮人們設想的智能特性。智慧城市的出現,很好地解決了當今數字城市中存在的這些問題。
在信息化高速發展的今天,城市的發展正在由“數字化”時代進入“智慧化”時代。數字城市的目標是將現實世界的許多工作搬到網上,通過計算機網絡來實現。智慧城市是在信息港和數字城市的基礎上發展起來的新方向。在智慧城市階段,主要資源用于城市的信息網絡,實現自動監控、信息自動采集、自動分析處理、自動決策反應等。
因此,從城市信息化發展階段和主要資源的運用兩方面來看,智慧城市既來源于數字城市,又高于數字城市。