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　　以現(xiàn)實(shí)城市為藍(lán)本，在虛擬空間“復(fù)制”出一座與之對(duì)應(yīng)的數(shù)字城市，讓一城變雙城，這種三維虛擬數(shù)字城市距離我們已經(jīng)不遠(yuǎn)。
　　概括來講，數(shù)字城市是以數(shù)據(jù)為中心，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的采集、分析與應(yīng)用，是現(xiàn)實(shí)城市的數(shù)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(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。但目前的數(shù)字世界，還是以二維的圖像和文字為主，真正的三維內(nèi)容很少。隨著科技的進(jìn)步，構(gòu)建一個(gè)逼真的三維數(shù)字世界是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢。
　　經(jīng)過若干年發(fā)展，與三維數(shù)字城市相關(guān)的研究已有不少有形成果。三維數(shù)字城市平臺(tái)在大眾服務(wù)方面也出現(xiàn)了一些應(yīng)用實(shí)例，如電子地圖、導(dǎo)航和虛擬旅游等。美國費(fèi)城虛擬城市就是個(gè)典型例子。它為用戶提供俯視、沉浸的瀏覽方式，游客能夠身臨其境般在虛擬城市里行走、觀光，獲得沿途所見景點(diǎn)、商店、廣告等信息，甚至可以進(jìn)入建筑內(nèi)部，了解室內(nèi)布局，或在固定視點(diǎn)環(huán)視室內(nèi)場景。就像電影《阿凡達(dá)》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(dá)”式生活，體驗(yàn)不同的人生感受。
　　打造一座數(shù)字城市，大致需要分三步走。第一步是數(shù)字化，其任務(wù)是對(duì)城市實(shí)體進(jìn)行幾何、空間數(shù)據(jù)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(duì)象。例如，利用個(gè)人手機(jī)信號(hào)對(duì)城市人口流動(dòng)情況進(jìn)行采樣建模，跟蹤分析車載導(dǎo)航儀的信息，尋找城市交通熱區(qū)，對(duì)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(jié)構(gòu)和實(shí)體發(fā)生聯(lián)系。它的實(shí)現(xiàn)有賴于計(jì)算，千萬億次超級(jí)計(jì)算機(jī)中心將為數(shù)字城市海量數(shù)據(jù)的計(jì)算提供支撐平臺(tái)。輸入數(shù)字化階段得到的高精度城市動(dòng)態(tài)采樣信息數(shù)據(jù)，通過建立物理演變模型和人物行為模擬等，針對(duì)城市中不同應(yīng)用需求進(jìn)行預(yù)測和決策。
　　建立數(shù)字城市系統(tǒng)的目標(biāo)是它的應(yīng)用。應(yīng)用主要分為城市的資源管理和應(yīng)急反應(yīng)兩大部分。資源管理是指支撐相關(guān)部門對(duì)水、氣、土地、通信基礎(chǔ)設(shè)施等進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)能源、交通、人口等進(jìn)行管理調(diào)度；應(yīng)急反應(yīng)則是針對(duì)突發(fā)疾病、反恐、污染、洪水、反常天氣等小概率但危害嚴(yán)重的事件進(jìn)行預(yù)測和決策，從而最大程度地減少損失，保護(hù)人的生命財(cái)產(chǎn)安全。
　　中國在三維數(shù)字城市領(lǐng)域的系統(tǒng)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(shù)字所，開展數(shù)字城市的研究與應(yīng)用。其定義的數(shù)字城市不僅只是數(shù)字化的城市空間，還包括城市空間信息載體、物理現(xiàn)象和人類活動(dòng)演變空間，具有“三維、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)”三大特點(diǎn)。中國已開展的三維數(shù)字化項(xiàng)目，包括洛陽龍門石窟研究院與北京大學(xué)等合作的龍門石窟三維數(shù)字圖書館、武漢大學(xué)敦煌莫高窟等數(shù)字化項(xiàng)目等。
　　數(shù)字城市帶來的是城市資源的節(jié)約、信息的有效溝通和更合理的管理運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)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(xù)發(fā)展時(shí)，信息化會(huì)讓各種資源調(diào)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(fèi)大量物力財(cái)力，但很多應(yīng)用需求卻促使我們必須向“二維到三維”的特點(diǎn)邁進(jìn)。隨著三維數(shù)字城市的進(jìn)一步發(fā)展，它與現(xiàn)實(shí)世界的分界越來越模糊。虛擬與現(xiàn)實(shí)世界的融合，將形成人類生存的新空間，促成人類生活的飛躍。