數(shù)字城市可以從狹義和廣義兩方面理解:數(shù)字城市可以狹義地理解為,以遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)等空間信息技術(shù)為主要手段,是城市實(shí)體在計(jì)算機(jī)中的虛擬表達(dá);廣義的理解則是,以城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái),通過城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),開發(fā)、整合、利用各類信息資源,實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)各個(gè)運(yùn)作層面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。
“三維數(shù)字城市”的提出,源自前美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)?998年提出的“數(shù)字地球”。城市是個(gè)復(fù)雜的巨大系統(tǒng),包括用地、建筑、市政設(shè)施等多個(gè)子系統(tǒng),各個(gè)子系統(tǒng)之間具有復(fù)雜的空間關(guān)系基于空間設(shè)計(jì)和管理的建筑和城市規(guī)劃領(lǐng)域,雖然已經(jīng)廣泛實(shí)現(xiàn)了CAD設(shè)計(jì),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(tǒng)表現(xiàn)工藝階段,還談不上真正的數(shù)字化設(shè)計(jì)與管理。
在城市管理領(lǐng)域,還是停留在2維GIS數(shù)據(jù)的應(yīng)用階段,沒有上升到3維數(shù)字城市,但提升到3維數(shù)字城市階段是一個(gè)趨勢(shì)。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以通過三維建模逼真的模擬現(xiàn)在和未來的城市,支持?jǐn)?shù)據(jù)分析、方案論證和優(yōu)化,支持地理信息系統(tǒng)等,通過這些詳實(shí)的數(shù)據(jù)和相關(guān)資料可以是直觀真實(shí)固化方案評(píng)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(xié)同工作提供了有效的平臺(tái)。這也是為什么虛擬現(xiàn)實(shí)在數(shù)字城市中得到廣泛應(yīng)用的主要原因。
從技術(shù)角度分析,數(shù)字城市是以空間信息為核心的城市信息系統(tǒng)體系。這里的空間信息是指與空間地理位置相關(guān)的數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的人文、社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息;城市信息系統(tǒng)體系則是指相互聯(lián)系的大量城市信息系統(tǒng)的有機(jī)組合體。數(shù)字城市的核心技術(shù)是遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、空間決策支持、管理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)以及寬帶網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),主題是數(shù)據(jù)、軟件、硬件、模型和服務(wù),本質(zhì)是計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng);
從三維可視化看,虛擬現(xiàn)實(shí)為數(shù)字城市規(guī)劃管理提供可視化的方法。系統(tǒng)通過顯示不同建筑方案同周邊建筑群體的相互關(guān)系,真實(shí)再現(xiàn)規(guī)劃建筑和現(xiàn)狀建筑的空間關(guān)系,并能適時(shí)修改高度、方向、體量、色彩等,使得規(guī)劃評(píng)審專家和決策者可以從多個(gè)觀察角度直觀的對(duì)比多個(gè)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案,幫助規(guī)劃決策者更加清楚直觀地確認(rèn)合理方案從而提高規(guī)劃管理水平,減少?zèng)Q策失誤和盲目性,提高規(guī)劃評(píng)審質(zhì)量和提升評(píng)審決策的科學(xué)性,使規(guī)劃管理更合理、更科學(xué)、更透明。
從實(shí)際應(yīng)用角度分析,數(shù)字城市則可以看作一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的城市信息(特別是空間信息)服務(wù)體系。數(shù)字城市建設(shè)的任務(wù)就是利用現(xiàn)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(yè)、社區(qū)和公眾服務(wù)的信息平臺(tái)與信息應(yīng)用系統(tǒng),以及政府法規(guī)的保障體系等。
從目前來看,數(shù)字城市還停留在“網(wǎng)上城市”的層面,數(shù)字城市面臨著“數(shù)字空間”與現(xiàn)實(shí)城市“物理空間”分離的問題,其實(shí)也是一個(gè)“虛擬存在”與“現(xiàn)實(shí)客體”相互隔離的問題,如果這兩方面處于對(duì)立和數(shù)字城市只是現(xiàn)實(shí)城市的“鏡子”的話,數(shù)字城市仍然停留在“虛擬感知”的階段,很難發(fā)揮人們?cè)O(shè)想的智能特性。智慧城市的出現(xiàn),很好地解決了當(dāng)今數(shù)字城市中存在的這些問題。
在信息化高速發(fā)展的今天,城市的發(fā)展正在由“數(shù)字化”時(shí)代進(jìn)入“智慧化”時(shí)代。數(shù)字城市的目標(biāo)是將現(xiàn)實(shí)世界的許多工作搬到網(wǎng)上,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。智慧城市是在信息港和數(shù)字城市的基礎(chǔ)上發(fā)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(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控、信息自動(dòng)采集、自動(dòng)分析處理、自動(dòng)決策反應(yīng)等。
因此,從城市信息化發(fā)展階段和主要資源的運(yùn)用兩方面來看,智慧城市既來源于數(shù)字城市,又高于數(shù)字城市。