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(wù)平臺,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,實現(xiàn)城市經(jīng)濟、社會、生態(tài)各個運作層面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。
“三維數(shù)字城市”的提出,源自前美國副總統(tǒng)戈爾1998年提出的“數(shù)字地球”。城市是個復(fù)雜的巨大系統(tǒng),包括用地、建筑、市政設(shè)施等多個子系統(tǒng),各個子系統(tǒng)之間具有復(fù)雜的空間關(guān)系基于空間設(shè)計和管理的建筑和城市規(guī)劃領(lǐng)域,雖然已經(jīng)廣泛實現(xiàn)了CAD設(shè)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(tǒng)表現(xiàn)工藝階段,還談不上真正的數(shù)字化設(shè)計與管理。
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)字城市階段是一個趨勢。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以通過三維建模逼真的模擬現(xiàn)在和未來的城市,支持數(shù)據(jù)分析、方案論證和優(yōu)化,支持地理信息系統(tǒng)等,通過這些詳實的數(shù)據(jù)和相關(guān)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(xié)同工作提供了有效的平臺。這也是為什么虛擬現(xiàn)實在數(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)及對應(yīng)的人文、社會經(jīng)濟信息;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)是計算機信息系統(tǒng);
從三維可視化看,虛擬現(xiàn)實為數(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,真實再現(xiàn)規(guī)劃建筑和現(xiàn)狀建筑的空間關(guān)系,并能適時修改高度、方向、體量、色彩等,使得規(guī)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(guī)劃設(shè)計方案,幫助規(guī)劃決策者更加清楚直觀地確認合理方案從而提高規(guī)劃管理水平,減少決策失誤和盲目性,提高規(guī)劃評審質(zhì)量和提升評審決策的科學(xué)性,使規(guī)劃管理更合理、更科學(xué)、更透明。
從實際應(yīng)用角度分析,數(shù)字城市則可以看作一個基于網(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)實城市“物理空間”分離的問題,其實也是一個“虛擬存在”與“現(xiàn)實客體”相互隔離的問題,如果這兩方面處于對立和數(shù)字城市只是現(xiàn)實城市的“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)揮人們設(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”時代進入“智慧化”時代。數(shù)字城市的目標是將現(xiàn)實世界的許多工作搬到網(wǎng)上,通過計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(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),實現(xiàn)自動監(jiān)控、信息自動采集、自動分析處理、自動決策反應(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。