1.数字城市
1.1 数字城市的定义
       数字城市是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。
       数字城市是一个人地（地理环境）关系系统，它体现人与人、地与地、人与地相互作用和相互关系。该系统由政府、企业、市民、地理环境等，既相对独立又密切相关的子系统构成。政府的日常管理、企业的商业活动、市民的生产生活无不体现出城市的这种人地关系。CUDI国际城市发展研究院认为城市的信息化实质上是城市人地关系系统的数字化，它体现“人”的主导地位，通过城市信息化更好地把握城市系统的运动状态和规律，对城市人地关系进行调控，实现系统优化，使城市成为有利于人类生存与可持续发展的空间。城市信息化过程表现为地球表面测绘与统计的信息化（数字调查与地图），政府管理与决策的信息化（数字政府），企业管理、决策与服务的信息化（数字企业），市民生活的信息化（数字城市生活），以上四个信息化进程即数字城市。
2.三维全景与街景服务
2.1 三维全景
       三维全景由三维全景照片构成。所谓全景照片，是指由多幅照片依次首尾相连后所组成的360°的图片链，它是“环拍”之后拼接出来的，狭义上的全景照片，它的视角一定是360°的。而从广义上讲，即使最后一幅照片之尾与第一张照片之首无法相连，即使视角达不到360°，但只要是利用了多幅照片环拍、拼接的技术，也可以称作全景照片。实际上，在摄影圈内外，“全景照片”这个词直到今天也没有统一的定义，有人认为视角较大、宽高比例较大的宽幅照片就是全景照片（但没有具体标准），也有人认为横向与纵向视角都超过常规才是全景照片（如鱼眼镜头拍摄的照片），但无论如何，广阔的视角是各种描述的共同点。
       虽然照片都是平面的，但是通过软件处理之后得到的三百六十度实景，却能给人以三维立体的空间感觉，使观者犹如身在其中。因此这种能三百六十度播放的多媒体文件称为三维全景。
2.2 三维全景实例
       全景照片的应用实例当中，谷歌街景是最广为人知的。
       谷歌街景是谷歌在美国、法国、澳大利亚、日本等国家推出的一项地图搜索服务，该功能提供实地拍摄的360度真实照片，让用户能清楚了解该区域路况，身临其境合理选择出行线路。谷歌公司希望用户将它和之前发布的“谷歌地球”结合起来，从而充分地了解地球上的每一个地区。
       当然许多规模较小的多媒体展示也会制作三维全景来增加身临境的感觉，这些案例包括：企业形象展示、生产或工作环境展示、企业产品展示、餐饮酒店类环境展示、旅游景点展示、学校教学住宿环境展示、博物馆内外部展示、博物馆展品展示、汽车内外景展示。
3.三维模型
3.1 三维模型
       三维模型是物体的三维多边形表示，通常用计算机或者其它视频设备进行显示。显示的物体可以是现实世界的实体，也可以是虚构的东西，既可以小到原子，也可以大到很大的尺寸。任何自然界存在的物质都可以用三维模型表示。
       三维模型经常用三维建模工具这种专门的软件生成，但是也可以用其它方法生成。作为点和其它信息集合的数据，三维模型可以手工生成，也可以按照一定的算法生成。
       三维模型本身是不可见的，可以根据简单的线框在不同细节层次渲染的或者用不同方法进行明暗描绘。同时，许多三维模型会使用纹理进行覆盖，让模型更加细致并且看起来更加真实。
       还有其他一些效果也可以用于三维模型以增加真实感。例如可以调整曲面法线以实现它们的照亮效果，一些曲面可以使用凸凹纹理映射方法以及其它一些立体渲染的技巧。
3.2 三维模型的应用方向
       三维模型广泛用于任何使用三维图形的地方。 在医疗行业使用它们制作器官的精确模型；电影行业将它们用于活动的人物、物体以及现实电影；视频游戏产业将它们作为计算机与视频游戏中的资源；在科学领域将它们作为化合物的精确模型；建筑业将它们用来展示提议的建筑物或者风景表现；工程界将它们用于设计新设备、交通工具、结构以及其它应用领域；在最近几十年，地球科学领域也开始构建三维地质模型。
4.数字城市中应用三维全景与三维模型的讨论
4.1 三维全景的特点
       全景技术本质上是一种基于图像的虚拟现实技术,它的基本数据为全景图片库。全景图片通常采用鱼眼镜头拍摄。鱼眼镜头上下和左右的视角一般接近一百八十度，使用该镜头拍摄的地物在图像中表现出非常鲜明的纵深透视效果。将全景图片无缝拼接,然后将拼好的三百六十度全景图投影到相应的多面体上,假设视点在多面体的中心,视点所观察的场景即为该位置的真实场景。三百六十度全景图投影的多面体多为球体、立方体或圆柱体,球体和立方体能够完整地反映整个视域范围。基于场景的多视点全景图像漫游是全景技术与电子地图融合应用的关键所在。
       无论是国外领先的PointGrey公司的Ladybug系列产品和ImmersiveMedia公司的Do-deca 2360产品,还是国内联合研发的全景采集设备,都可以实现全景图像的采集与拼接,但多数没有实现全景图像与地图数据的一体化处理,存在数据更新慢,维护成本高的缺点。
       另外,在上述服务商发布的全景地图中还存在一些技术细节问题,例如数据的表现形式及存储结构等。良好的界面设计可以给用户带来更好的体验,而合理的数据结构设计可以避免用户在全景地图漫游时出现过度延迟或不连续的情况。
4.2 三维全景在数字城市应用中的假设分析
       由最知名的三维全景应用———谷歌街景展开假设讨论：
       当我们使用谷歌提供的街景服务时，我们首先是从一张平面的地图中选择一片已经采集、制作过全景数据的区域。谷歌街景的标志小人会告诉我们那些线路已经准备好为我们演示街景效果。这个时候如果将标志小人拖入地图中，并且放在已有街景的标识区，就可以开始进行街景浏览。三维全景的照片铺满了显示区域，你可以感受到拍摄视角，仿佛身处拍摄现场，就如同是你自己走在路上，停下脚步，在此获取一张的相片，但似乎又有一些不同，因为你拍下来的照片也许只能看到马路的一侧，而另一侧现在也展现在你的眼前。这种虚拟现实的感观确实很好，但是当你希望沿途行走的时候，却发现它的位置关系似乎变得有些凌乱。
       虽然谷歌街景在道路中心线上表示了路名数据，也有一部分地物的名称，但是我们却无法查询相片中具体建筑物的相关信息。
       在构建数字城市时，我们需要不断地考虑如何将场景数字化，更重要的是如何将这些数字化的信息提供给使用者。它们不仅仅是漂亮的图片、虚拟现实的视觉感受，更要能服务于大众，方便使用者提取有效的信息，并且满足一些部门的专项需求。
       在视觉上，三维全景确实会给人耳目一新的感受。特别是它能在一定程度上，通过指示箭头移动场景，让人有更加真切的虚拟现实体会。可惜的是，它对于地理信息的表现太过薄弱，几近于无。我们无法针对三维全景的照片进行数据分析，模拟演示。而三维模型却可以在展示平台中做到。
4.3 三维模型的特点
       每个人在日常生活中所见到的事物都占据着一定的空间、具有一定的体积和形状，任何事物都是立体的、三维的。任何物理自然界存在的东西都可以用三维模型表示。 在一座城市中间，我们可以看见的楼房、道路、花草、树木、路灯等等实体，都可以进行三维建模，然后在特定的平台中提交给用户观看、查询和操作。
       点、线和面是用于构造三维物体的基本元素。一个点可以很容易用XYZ位置定义；一条线可以用其两个端点的XYZ位置定义；一条边可由两个邻接的面定义；一个平面可由其边界线的位置定义。通常，一个物体由几个点、线和面组成。 模型比二维图形更能真实地表现对象。还可以将三维模型转换为多个视图，形成三视图从而辅助使用者分析物体形态。可以将三维模型生成有真实感的渲染图，渲染图通常更能清晰地展示设计，有利于查找设计缺陷，验证设计，并可用于产品的演示与文档说明。
4.4 三维模型在数字城市中的应用
       随着三维可视化技术的发展，三维仿真系统在城市规划、城市管理辅助决策中得到越来越广泛的应用，目前已经建成或正在建设的数字城市中，三维模型已经是地物数字化的主要方法。
       三维模型能够真实、准确地反映出地物实体的形态特征，并且每个模型能分立的表示一个独立的地物。不像三维全景有明显的从二维地图进入三维模拟的突变，但是却能更加真实地反映出人的视角变化。在路线漫游、场景与视角连续变化时，三维模型能展示出比较接近人体感知的效果。在三维模型构成的场景中，矢量数据不仅仅是平面信息，我们可以叠加至在进行浏览的三维场景中，当我们拥有足够的矢量数据时，能够分别关联到每一个三维模型上，并且建立查询系统，将结果以表格、网页、图片等形式提供给观察者。
5.总结
       三维模型在数字城市建设中为政府部门、企事业单位乃至各行各业提高管理水平和工作效率，实现管理精细化、决策科学化、信息网络化提供了数据基础，并且实现各部门、各行业信息资源的集成共享，为资源、生态、安全建设提供可靠、适用、及时的测绘服务保障。因此地理信息数据的充分合理使用就尤为重要。
       三维全景可以作为新颖并且现实的实景照片而给市民出行提供参考，或者足不出户观看小范围内的局部照片。但是要进行地信分析，加载各部门、各行业信息就目前而言还不太容易达成。
       而三维模型在三维场景中可以很轻松地进行浏览、准确定位、实现信息查询，并且生成专题数据。
       假若我们要对一栋楼的信息进行查看，在三维模型构成的场景中，我们只要点击这栋楼就能得到，并且提供给观众的方式多样，甚至可以提交全景图片。而在全景模式下，我们该点照片的哪个部位才能得到我们需要的信息呢？显然，在全景模式下是无法得到的。
       三维模型真实、直观地反馈了现实的地物情况，它的地理信息准确、附属信息丰富、多元，可方便、快捷地为决策者提供正确、有效的数据参考，辅助分析各项专业报告。
       它可以参与模拟交通流、预演灾情、模拟救灾应急方案，充分配合各职能部门工作的开展。
       在城市规划中，三维模型的立体高度更加直观地反映了房屋情况以及道路网的分布。
       在森林资源管理时，具体化的三维地形使坡度分析、防火带形态、位置变得清晰可见。
       它还可以为学校模拟新生入校简介，以直观、互动的方式引导新学员迅速了解学校各场景的位置。从各个角度来游览美丽的校区，畅想日后丰富多彩的校园生活。
       甚至对于一般市民，三维模型多角度的查看方式与任意视角的浏览模式，在出行指导、兴趣游览方面也能够提供丰富的帮助。
       三维模型不仅对以上各方面的应用有显著的辅助功能，在各个行业各个领域内都能发挥它精彩的效果。
       当我们建成了三维模型为基础的数字城市时，可以在兴趣点上加设三维全景信息，提高虚拟现实环境的表现性。但三维模型的立体感与实体感三维全景无法比拟。而且只有三维模型才能从根本上满足各行业信息查询与分析的要求。所以就目前而言，三维全景能够为三维模型建立起来的数字城市增彩，却无法替代三维模型在数字城市中的功能。