以现实城市为蓝本，在虚拟空间“复制”出一座与之对应的数字城市，让一城变双城，这种三维虚拟数字城市距离我们已经不远。
　　概括来讲，数字城市是以数据为中心，强调数据的采集、分析与应用，是现实城市的数字化及其延伸。我们生活在一个三维世界里，城市是个复杂的巨大系统，包括用地、建筑、市政设施等多个子系统，各个子系统之间具有复杂的空间关系。但目前的数字世界，还是以二维的图像和文字为主，真正的三维内容很少。随着科技的进步，构建一个逼真的三维数字世界是社会发展的必然趋势。
　　经过若干年发展，与三维数字城市相关的研究已有不少有形成果。三维数字城市平台在大众服务方面也出现了一些应用实例，如电子地图、导航和虚拟旅游等。美国费城虚拟城市就是个典型例子。它为用户提供俯视、沉浸的浏览方式，游客能够身临其境般在虚拟城市里行走、观光，获得沿途所见景点、商店、广告等信息，甚至可以进入建筑内部，了解室内布局，或在固定视点环视室内场景。就像电影《阿凡达》里所描绘的情景那样，人们可以穿梭时空，还能换一种身份、性别和角色，尝试“阿凡达”式生活，体验不同的人生感受。
　　打造一座数字城市，大致需要分三步走。第一步是数字化，其任务是对城市实体进行几何、空间数据信息的测量和收集，包括空中、地面、地下，以及静态和动态对象。例如，利用个人手机信号对城市人口流动情况进行采样建模，跟踪分析车载导航仪的信息，寻找城市交通热区，对家庭用水用电情况进行采集分析，等等。第二步是让这些结构和实体发生联系。它的实现有赖于计算，千万亿次超级计算机中心将为数字城市海量数据的计算提供支撑平台。输入数字化阶段得到的高精度城市动态采样信息数据，通过建立物理演变模型和人物行为模拟等，针对城市中不同应用需求进行预测和决策。
　　建立数字城市系统的目标是它的应用。应用主要分为城市的资源管理和应急反应两大部分。资源管理是指支撑相关部门对水、气、土地、通信基础设施等进行规划，对能源、交通、人口等进行管理调度；应急反应则是针对突发疾病、反恐、污染、洪水、反常天气等小概率但危害严重的事件进行预测和决策，从而最大程度地减少损失，保护人的生命财产安全。
　　中国在三维数字城市领域的系统性研究近几年发展迅速。中国科学院深圳先进技术研究院于2008年成立了数字所，开展数字城市的研究与应用。其定义的数字城市不仅只是数字化的城市空间，还包括城市空间信息载体、物理现象和人类活动演变空间，具有“三维、动态、实时”三大特点。中国已开展的三维数字化项目，包括洛阳龙门石窟研究院与北京大学等合作的龙门石窟三维数字图书馆、武汉大学敦煌莫高窟等数字化项目等。
　　数字城市带来的是城市资源的节约、信息的有效沟通和更合理的管理运转。当城市发展面临资源瓶颈，大城市病日益影响城市的可持续发展时，信息化会让各种资源调配更加有效和通畅。虽然目前建立城市的高精度三维模型仍需耗费大量物力财力，但很多应用需求却促使我们必须向“二维到三维”的特点迈进。随着三维数字城市的进一步发展，它与现实世界的分界越来越模糊。虚拟与现实世界的融合，将形成人类生存的新空间，促成人类生活的飞跃。