以現實(shí)城市為藍本，在虛擬空間“復制”出一座與之對應的數字城市，讓一城變雙城，這種三維虛擬數字城市距離我們已經(jīng)不遠。
　　概括來(lái)講，數字城市是以數據為中心，強調數據的采集、分析與應用，是現實(shí)城市的數字化及其延伸。我們生活在一個(gè)三維世界里，城市是個(gè)復雜的巨大系統，包括用地、建筑、市政設施等多個(gè)子系統，各個(gè)子系統之間具有復雜的空間關(guān)系。但目前的數字世界，還是以二維的圖像和文字為主，真正的三維內容很少。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，構建一個(gè)逼真的三維數字世界是社會(huì )發(fā)展的必然趨勢。
　　經(jīng)過(guò)若干年發(fā)展，與三維數字城市相關(guān)的研究已有不少有形成果。三維數字城市平臺在大眾服務(wù)方面也出現了一些應用實(shí)例，如電子地圖、導航和虛擬旅游等。美國費城虛擬城市就是個(gè)典型例子。它為用戶(hù)提供俯視、沉浸的瀏覽方式，游客能夠身臨其境般在虛擬城市里行走、觀(guān)光，獲得沿途所見(jiàn)景點(diǎn)、商店、廣告等信息，甚至可以進(jìn)入建筑內部，了解室內布局，或在固定視點(diǎn)環(huán)視室內場(chǎng)景。就像電影《阿凡達》里所描繪的情景那樣，人們可以穿梭時(shí)空，還能換一種身份、性別和角色，嘗試“阿凡達”式生活，體驗不同的人生感受。
　　打造一座數字城市，大致需要分三步走。第一步是數字化，其任務(wù)是對城市實(shí)體進(jìn)行幾何、空間數據信息的測量和收集，包括空中、地面、地下，以及靜態(tài)和動(dòng)態(tài)對象。例如，利用個(gè)人手機信號對城市人口流動(dòng)情況進(jìn)行采樣建模，跟蹤分析車(chē)載導航儀的信息，尋找城市交通熱區，對家庭用水用電情況進(jìn)行采集分析，等等。第二步是讓這些結構和實(shí)體發(fā)生聯(lián)系。它的實(shí)現有賴(lài)于計算，千萬(wàn)億次超級計算機中心將為數字城市海量數據的計算提供支撐平臺。輸入數字化階段得到的高精度城市動(dòng)態(tài)采樣信息數據，通過(guò)建立物理演變模型和人物行為模擬等，針對城市中不同應用需求進(jìn)行預測和決策。
　　建立數字城市系統的目標是它的應用。應用主要分為城市的資源管理和應急反應兩大部分。資源管理是指支撐相關(guān)部門(mén)對水、氣、土地、通信基礎設施等進(jìn)行規劃，對能源、交通、人口等進(jìn)行管理調度；應急反應則是針對突發(fā)疾病、反恐、污染、洪水、反常天氣等小概率但危害嚴重的事件進(jìn)行預測和決策，從而最大程度地減少損失，保護人的生命財產(chǎn)安全。
　　中國在三維數字城市領(lǐng)域的系統性研究近幾年發(fā)展迅速。中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院于2008年成立了數字所，開(kāi)展數字城市的研究與應用。其定義的數字城市不僅只是數字化的城市空間，還包括城市空間信息載體、物理現象和人類(lèi)活動(dòng)演變空間，具有“三維、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)”三大特點(diǎn)。中國已開(kāi)展的三維數字化項目，包括洛陽(yáng)龍門(mén)石窟研究院與北京大學(xué)等合作的龍門(mén)石窟三維數字圖書(shū)館、武漢大學(xué)敦煌莫高窟等數字化項目等。
　　數字城市帶來(lái)的是城市資源的節約、信息的有效溝通和更合理的管理運轉。當城市發(fā)展面臨資源瓶頸，大城市病日益影響城市的可持續發(fā)展時(shí)，信息化會(huì )讓各種資源調配更加有效和通暢。雖然目前建立城市的高精度三維模型仍需耗費大量物力財力，但很多應用需求卻促使我們必須向“二維到三維”的特點(diǎn)邁進(jìn)。隨著(zhù)三維數字城市的進(jìn)一步發(fā)展，它與現實(shí)世界的分界越來(lái)越模糊。虛擬與現實(shí)世界的融合，將形成人類(lèi)生存的新空間，促成人類(lèi)生活的飛躍。