本文來(lái)自人民郵電報(bào)，作者：中國(guó)信息通信研究院/胡莉莉/潘銘/郝春霞/王凱宸。
“十四五”規(guī)劃綱要中明確指出，要迎接數(shù)字時(shí)代，激活數(shù)據(jù)要素潛能，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)，加快建設(shè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字社會(huì)、數(shù)字政府，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革。數(shù)字孿生作為數(shù)字化技術(shù)發(fā)展的高級(jí)階段，成為推動(dòng)城市治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要組成部分。近年來(lái)，北京、上海、廣東、浙江等多個(gè)省市已經(jīng)探索數(shù)字孿生推動(dòng)城市治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型的相關(guān)實(shí)踐。如何更好地依托數(shù)字孿生推動(dòng)城市治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，不僅需要在技術(shù)上不斷突破，而且在提升城市治理能力及治理效果的實(shí)現(xiàn)路徑方面也亟待探討和研究。
瓶頸：數(shù)字孿生推動(dòng)城市治理存在諸多問(wèn)題
當(dāng)前，數(shù)字孿生城市已經(jīng)進(jìn)入了基礎(chǔ)建設(shè)期，以數(shù)字孿生賦能城市治理的建設(shè)內(nèi)容和建設(shè)方向逐漸明晰，但從綜合建設(shè)情況來(lái)看，仍面臨著平臺(tái)搭建、數(shù)據(jù)利用、場(chǎng)景應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)體系、運(yùn)行體系等方面的困境與問(wèn)題。
頂層設(shè)計(jì)與落地實(shí)施存在脫節(jié)。數(shù)字孿生城市的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)物理世界全域的精準(zhǔn)映射，因此，需要站在城市級(jí)視角進(jìn)行籌劃，以全局性的思維主導(dǎo)整個(gè)建設(shè)過(guò)程。但是，由于一般的信息化項(xiàng)目涉及環(huán)節(jié)眾多、參與主體復(fù)雜，因此在具體的實(shí)施過(guò)程中，往往容易陷入項(xiàng)目的圍墻中，難以跳出各個(gè)環(huán)節(jié)站在整體層面對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行宏觀把控，使得項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中存在需求上下不匹配、重要內(nèi)容被忽略等情況，從需求分析、功能設(shè)計(jì)到建設(shè)實(shí)施、竣工驗(yàn)收、維護(hù)運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接，造成了孤島林立、煙囪拔起的局面，最終導(dǎo)致建設(shè)成果脫離規(guī)劃內(nèi)容，與愿景藍(lán)圖中的設(shè)想效果相去甚遠(yuǎn)。
建設(shè)主體多元造成系統(tǒng)難以互利互通。各類(lèi)智能設(shè)施、物聯(lián)感知設(shè)備是數(shù)字孿生城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)，是連接物理世界和數(shù)字世界的重要橋梁，但由于涉及的行業(yè)主體眾多，供應(yīng)商數(shù)量龐大，廠商出于對(duì)自身利益的考慮以及受應(yīng)用場(chǎng)景特征要求的影響，將不可避免地造成各種設(shè)備設(shè)施產(chǎn)品類(lèi)型繁雜、系統(tǒng)互利互通難度大、數(shù)據(jù)類(lèi)型多，在推進(jìn)數(shù)字孿生城市建設(shè)的過(guò)程中，既需要對(duì)各方提供的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一治理和動(dòng)態(tài)融合，也需要對(duì)不同行業(yè)知識(shí)進(jìn)行語(yǔ)義分析并完成高效匹配，這對(duì)于存在海量數(shù)據(jù)治理和交互需求的數(shù)字孿生城市而言，無(wú)疑是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。
賦能城市治理高價(jià)值應(yīng)用場(chǎng)景尚未實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用場(chǎng)景是數(shù)字孿生城市建設(shè)價(jià)值的直接體現(xiàn)，是用戶(hù)感受數(shù)字孿生城市建設(shè)成果的直接觸點(diǎn)。目前，很多城市都在加快數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景的探索，但尚未形成具備全局性謀劃、面向長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考量的應(yīng)用場(chǎng)景體系，還未涌現(xiàn)出彰顯時(shí)代特征、與治理問(wèn)題緊密結(jié)合的高價(jià)值應(yīng)用場(chǎng)景，數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景的主要工作仍是針對(duì)靜態(tài)實(shí)體的建模渲染，還沒(méi)有充分發(fā)揮數(shù)字孿生技術(shù)的虛實(shí)互動(dòng)、智能操控、科學(xué)決策等特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。此外，由于建設(shè)主體的特性影響，場(chǎng)景的開(kāi)發(fā)仍由供給側(cè)進(jìn)行主導(dǎo)，尚未實(shí)現(xiàn)需求導(dǎo)向下的數(shù)字孿生場(chǎng)景設(shè)計(jì)規(guī)劃，導(dǎo)致應(yīng)用黏性不高，價(jià)值輻射范圍有限。
數(shù)據(jù)融合技術(shù)集成等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺位。CIM平臺(tái)是數(shù)字孿生城市建設(shè)的核心，但由于當(dāng)前仍處于廠商和機(jī)構(gòu)獨(dú)自建設(shè)的分散局面，還沒(méi)有在時(shí)空數(shù)據(jù)底層架構(gòu)方面形成統(tǒng)一的表達(dá)，也未形成通用性的時(shí)空數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，因此，對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)在GIS空間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、三維表達(dá)與實(shí)時(shí)融合造成了較大困難，進(jìn)而也影響了編碼體系的統(tǒng)一性，加大了時(shí)空編碼與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、時(shí)空數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的建立難度，使得多模態(tài)數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)融合。此外，因?yàn)閿?shù)字孿生城市的構(gòu)建牽涉到多個(gè)專(zhuān)業(yè)，而不同專(zhuān)業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)的采集或者建模軟件不同，因此造成包括柵格數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、點(diǎn)云數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)等在內(nèi)的數(shù)據(jù)格式不一致，使得多元數(shù)據(jù)在融合處理的過(guò)程中存在一定的困難，制約了數(shù)字孿生城市的建設(shè)進(jìn)度和效能發(fā)揮。
治理層級(jí)之間整體協(xié)同力不強(qiáng)。當(dāng)前，我國(guó)政府機(jī)構(gòu)依舊采用條塊清晰劃分的形式對(duì)城市進(jìn)行管理和服務(wù)，這在一定程度上能夠快速實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)力量的有效聚集，實(shí)現(xiàn)戶(hù)籍、稅收、信息化建設(shè)等獨(dú)立性業(yè)務(wù)高效率、高質(zhì)量推進(jìn)。但隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市規(guī)模持續(xù)拓展、市民體量不斷增大，城市發(fā)展面臨著更加復(fù)雜的城市治理問(wèn)題，諸如疫情防控、交通擁堵、看病難等問(wèn)題的背后牽涉著許多關(guān)聯(lián)性因素，單純地采用傳統(tǒng)條線部門(mén)解決的方式已難以滿(mǎn)足市民對(duì)于高品質(zhì)城市生活的需求。目前，治理層級(jí)之間還未打破部門(mén)、地域、層級(jí)的界限，跨部門(mén)、跨層級(jí)、跨地域的聯(lián)勤聯(lián)動(dòng)機(jī)制尚未理順，數(shù)據(jù)尚未實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙流轉(zhuǎn)，一體化指揮體系和處置隊(duì)伍尚未實(shí)現(xiàn)真正建立，數(shù)字孿生底座難以建立數(shù)據(jù)協(xié)同、技術(shù)協(xié)同、業(yè)務(wù)協(xié)同能力以賦能城市治理，同時(shí)也制約了其數(shù)據(jù)價(jià)值激發(fā)、共性支撐能力的發(fā)揮。
優(yōu)化：以數(shù)字孿生推動(dòng)城市治理數(shù)字化轉(zhuǎn)型
加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與統(tǒng)籌規(guī)劃，樹(shù)立全生命周期治理思維，開(kāi)展全過(guò)程咨詢(xún)謀劃。數(shù)字孿生城市作為一項(xiàng)系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性工程，面臨著復(fù)雜的技術(shù)、管理問(wèn)題，為了避免因環(huán)節(jié)脫節(jié)導(dǎo)致的建設(shè)推進(jìn)困難、建設(shè)成效不滿(mǎn)意，需要將全生命周期的治理思維納入整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，以全過(guò)程的咨詢(xún)管理作為重要抓手，解決項(xiàng)目建設(shè)的“碎片化”問(wèn)題，為整個(gè)項(xiàng)目推進(jìn)提供綜合性、一體化的支撐。為了進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字孿生城市建設(shè)發(fā)展，建議加快全過(guò)程工程咨詢(xún)能力的培育和運(yùn)用，圍繞前期研究和決策、項(xiàng)目實(shí)施、運(yùn)營(yíng)等維度，結(jié)合學(xué)科理論知識(shí)、建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建覆蓋設(shè)計(jì)規(guī)劃、組織、管理、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等服務(wù)能力的全過(guò)程工程咨詢(xún)服務(wù)，為數(shù)字孿生城市從前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)、投資策劃、可研分析、工程設(shè)計(jì)、采購(gòu)與招投標(biāo)、工程監(jiān)理到竣工驗(yàn)收、績(jī)效評(píng)價(jià)、維護(hù)運(yùn)營(yíng)等提供全生命周期的服務(wù)保障，確保信息流不被切斷，有助于縮短數(shù)字孿生城市的建設(shè)周期、降低成本投入、提高工程品質(zhì)、確保建設(shè)進(jìn)度以及防范項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。
夯實(shí)基礎(chǔ)，制定數(shù)字孿生城市治理領(lǐng)域規(guī)范和開(kāi)展技術(shù)服務(wù)認(rèn)證。組織行業(yè)內(nèi)專(zhuān)家、企業(yè)、第三方機(jī)構(gòu)等力量，科學(xué)梳理數(shù)字孿生城市建設(shè)相關(guān)的技術(shù)、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、實(shí)施等需求，協(xié)同研究和制定數(shù)字孿生城市治理領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)服務(wù)規(guī)范。為進(jìn)一步落實(shí)國(guó)家關(guān)于全面實(shí)施質(zhì)量強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的要求，通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一管理、共同實(shí)施、權(quán)威公信、通用互認(rèn)的數(shù)字孿生城市領(lǐng)域質(zhì)量認(rèn)證體系，強(qiáng)化對(duì)數(shù)字孿生城市質(zhì)量認(rèn)證體系建設(shè)的統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)，完善質(zhì)量信號(hào)傳導(dǎo)反饋機(jī)制，促進(jìn)供需對(duì)接和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，推動(dòng)數(shù)字孿生城市建設(shè)進(jìn)入質(zhì)量時(shí)代。推動(dòng)信息技術(shù)行業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)率先行動(dòng)，建立數(shù)字孿生城市治理領(lǐng)域質(zhì)量認(rèn)證規(guī)范，探索開(kāi)展第三方技術(shù)服務(wù)認(rèn)證，形成示范性標(biāo)桿，帶動(dòng)行業(yè)整體發(fā)展，不斷優(yōu)化行業(yè)發(fā)展環(huán)境。
開(kāi)展全鏈條產(chǎn)業(yè)協(xié)作，打造數(shù)字孿生城市治理整體解決方案。面對(duì)需求龐大、高度復(fù)雜的城市治理問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)以數(shù)字孿生城市賦能城市治理效能提升，必須依靠一個(gè)發(fā)展強(qiáng)勁的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為數(shù)字孿生的可持續(xù)迭代演進(jìn)、城市治理能力的不斷升級(jí)提供不竭的技術(shù)支撐、創(chuàng)新支持。數(shù)字孿生城市的建設(shè)需要物聯(lián)感知操控、全要素?cái)?shù)字化表達(dá)、可視化呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)融合供給、空間分析計(jì)算、模擬仿真推演、虛實(shí)融合互動(dòng)、自學(xué)習(xí)自?xún)?yōu)化等能力加持，因此需要圍繞以上能力，協(xié)同多方力量開(kāi)展全鏈條的產(chǎn)業(yè)協(xié)作，協(xié)同攻關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)生安全環(huán)境下的自主創(chuàng)新。需要重點(diǎn)發(fā)揮數(shù)字孿生領(lǐng)域龍頭企業(yè)的示范帶動(dòng)作用以及行業(yè)協(xié)會(huì)和科研機(jī)構(gòu)的紐帶連接作用，加快構(gòu)建以市場(chǎng)為導(dǎo)向、企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，圍繞技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、戰(zhàn)略等開(kāi)展協(xié)作。構(gòu)建高水平的數(shù)字孿生城市公共服務(wù)平臺(tái)，為企業(yè)提供主動(dòng)化、精準(zhǔn)化、一體化、全過(guò)程的企業(yè)服務(wù)，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈上下游基于平臺(tái)實(shí)現(xiàn)集聚發(fā)展，為中小企業(yè)的創(chuàng)新孵化、培育壯大提供良好的產(chǎn)業(yè)氛圍和支撐扶持，加快形成一批獨(dú)角獸企業(yè)、領(lǐng)軍企業(yè)，加速推動(dòng)數(shù)據(jù)、技術(shù)、人才等創(chuàng)新要素集聚，進(jìn)而賦能企業(yè)推出更多優(yōu)質(zhì)的工具、產(chǎn)品和場(chǎng)景，打造綜合性強(qiáng)、覆蓋領(lǐng)域廣的整體解決方案，支撐數(shù)字孿生城市可持續(xù)迭代創(chuàng)新發(fā)展。
堅(jiān)持需求牽引，以小切口應(yīng)用探索高價(jià)值城市治理應(yīng)用場(chǎng)景。數(shù)字孿生城市的建設(shè)涉及多個(gè)部門(mén)和行業(yè)，難以采取全域全面推進(jìn)的建設(shè)策略。因此，可率先從傳統(tǒng)管理手段難以有效管理的領(lǐng)域入手，如地下空間治理、危險(xiǎn)品管控等問(wèn)題，以及其他人工操控難度大、問(wèn)題復(fù)雜程度高、系統(tǒng)難以預(yù)見(jiàn)發(fā)現(xiàn)、因果關(guān)系難以梳理的場(chǎng)景切入，由點(diǎn)及面逐步拓寬數(shù)字孿生的應(yīng)用范圍。一方面，充分利用學(xué)校、社區(qū)、園區(qū)等封閉性小單元在數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、管理機(jī)制、建設(shè)成本方面的優(yōu)勢(shì)，將它們作為數(shù)字孿生城市建設(shè)的切入口開(kāi)展試點(diǎn)，逐步將價(jià)值性高、可操作性強(qiáng)的建設(shè)成果向更大范圍復(fù)制推廣，逐步實(shí)現(xiàn)城市空、天、地、海全域的全面孿生化。另一方面，基于城市不同區(qū)域的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)能力的成熟度，綜合考慮數(shù)據(jù)的類(lèi)型、顆粒度、實(shí)效性，以及數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)集成、模擬仿真、環(huán)境渲染等因素，形成精度不同的高、低多種配置版本，為管理者提供多元化的選擇。此外，為提高數(shù)字孿生城市的建設(shè)效率，從規(guī)劃、建設(shè)和治理相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)的需求出發(fā)，基于統(tǒng)一的數(shù)字孿生平臺(tái)，統(tǒng)籌構(gòu)建數(shù)字孿生應(yīng)用體系，為城市業(yè)務(wù)提供多樣化的服務(wù)。
以成效評(píng)價(jià)為抓手，形成長(zhǎng)效持續(xù)運(yùn)營(yíng)模式。為了進(jìn)一步增強(qiáng)數(shù)字孿生城市底座對(duì)于上層應(yīng)用的支撐能力，確保數(shù)據(jù)、模型、工具等能夠匹配業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，避免因盲目追求新技術(shù)、新理念導(dǎo)致的重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)，建議圍繞實(shí)際業(yè)務(wù)特征和需求，系統(tǒng)梳理數(shù)字孿生城市底座能力建設(shè)需求，通過(guò)構(gòu)建成效評(píng)價(jià)機(jī)制用于驗(yàn)證業(yè)務(wù)建設(shè)成果是否滿(mǎn)足建設(shè)要求，推動(dòng)底座能力與應(yīng)用融合互促，力爭(zhēng)通過(guò)最少的投入獲得最高的效益回報(bào)。此外，隨著新技術(shù)廣泛融入社會(huì)生活的方方面面，城市主體的需求亦隨之向更多元化、更高品質(zhì)發(fā)展，新的治理需求、服務(wù)需求更迭出現(xiàn)。數(shù)字孿生城市建設(shè)的最終指向在于服務(wù)城市主體的發(fā)展需求。為了適應(yīng)這種動(dòng)態(tài)發(fā)展的需求演進(jìn)過(guò)程，城市必須聯(lián)合多方力量參與城市的智慧化演進(jìn)，推動(dòng)數(shù)據(jù)處理、地理信息、算法模型等領(lǐng)域能力和資源注入數(shù)字孿生城市建設(shè)，迅速建立起可持續(xù)的長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制，讓各方參與者在服務(wù)城市發(fā)展的同時(shí)，可以各取所需。
關(guān)鍵概念
數(shù)字孿生的定義及關(guān)鍵要素
隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展和融合運(yùn)用，數(shù)字孿生技術(shù)愈發(fā)獲得關(guān)注，應(yīng)用對(duì)象由最初的制造業(yè)轉(zhuǎn)向更為廣闊的空間，在醫(yī)療、交通、安全等城市運(yùn)行領(lǐng)域開(kāi)展了應(yīng)用探索。數(shù)字孿生的理念最早由Grieves教授于2002年在美國(guó)密歇根大學(xué)提出，隨后，NASA在2012年首次提出“數(shù)字孿生”的概念。目前，數(shù)字孿生還沒(méi)有形成明確的定義，一般認(rèn)為，數(shù)字孿生通過(guò)多時(shí)空尺度、多物理量、多學(xué)科的仿真過(guò)程集成，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體在虛擬信息空間的全生命過(guò)程鏡像映射。
數(shù)字孿生主要包括數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、應(yīng)用場(chǎng)景4個(gè)關(guān)鍵要素。數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生建設(shè)的基礎(chǔ)要素。數(shù)據(jù)是構(gòu)建數(shù)字孿生空間的基礎(chǔ)資料，是連接物聯(lián)空間與數(shù)字空間，實(shí)現(xiàn)物理空間向數(shù)字空間一一映射、數(shù)字空間對(duì)物理空間進(jìn)行模擬仿真的必要資源。從廣義層面來(lái)理解，數(shù)字孿生屬于大數(shù)據(jù)涵蓋的范疇，但更聚焦在數(shù)據(jù)應(yīng)用層面，主要包括數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)分析，即通過(guò)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用輔助物理世界決策更加科學(xué)。虛擬現(xiàn)實(shí)是數(shù)字孿生的重要特征。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依托計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，通過(guò)為用戶(hù)創(chuàng)建一個(gè)近乎真實(shí)的模擬環(huán)境，提供高度沉浸式的體驗(yàn)感受。在數(shù)字孿生空間的建設(shè)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)，參照物理空間的各種元素，在數(shù)字空間中“復(fù)刻”一個(gè)虛擬化的孿生體，形成各種可看、可控、可互動(dòng)、可感受的虛擬化場(chǎng)景。人工智能是數(shù)字孿生價(jià)值的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵。數(shù)字孿生建設(shè)的最終目的是規(guī)避物理世界中存在的風(fēng)險(xiǎn)，提供更好的決策指導(dǎo)。所以，構(gòu)建分析與預(yù)測(cè)能力是數(shù)字孿生建設(shè)的重要價(jià)值導(dǎo)向。機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，并基于用戶(hù)的個(gè)性化需求給予相關(guān)的建議指導(dǎo)。因此，可以將人工智能技術(shù)視為實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生目標(biāo)價(jià)值的最佳工具。應(yīng)用場(chǎng)景是牽引數(shù)字孿生的驅(qū)動(dòng)力量。數(shù)字孿生的精準(zhǔn)映射、虛實(shí)交互等特征，決定了其建設(shè)的所有實(shí)體場(chǎng)景都將在數(shù)字空間得到虛擬映射，基于兩個(gè)空間場(chǎng)景交互能力，通過(guò)對(duì)數(shù)字場(chǎng)景的預(yù)警推演，倒逼物理實(shí)體場(chǎng)景優(yōu)化進(jìn)階，不斷提高數(shù)字孿生的實(shí)戰(zhàn)水平與實(shí)用能力。
數(shù)字孿生城市治理技術(shù)支撐
數(shù)字孿生技術(shù)在城市治理領(lǐng)域的應(yīng)用探索，驅(qū)動(dòng)城市治理的主戰(zhàn)場(chǎng)由物理空間向數(shù)字平臺(tái)全面轉(zhuǎn)化，通過(guò)數(shù)字城市與物理城市的實(shí)時(shí)映射與虛實(shí)交互，形成數(shù)字與物理的系統(tǒng)耦合，打造雙螺旋式的上升模式，讓城市治理逐步向可視化、智能化、精準(zhǔn)化、互動(dòng)化發(fā)展，推動(dòng)治理更加高效、流程更加精簡(jiǎn)、決策更加科學(xué)。
數(shù)字孿生城市的技術(shù)體系較為復(fù)雜，基本融合了當(dāng)下所有的信息通信技術(shù)?？傮w來(lái)看，其技術(shù)框架主要包括三個(gè)部分。一是基礎(chǔ)設(shè)施層，用于數(shù)據(jù)獲取與傳輸，主要包括運(yùn)用BIM、CAD、GIS、RS等技術(shù)，對(duì)地面、地下、建筑等城市基礎(chǔ)空間的靜態(tài)信息進(jìn)行采集；利用傳感器、攝像頭等多種智能感知設(shè)備，對(duì)城市運(yùn)行中的道路交通、能源使用、應(yīng)急事件等動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行采集；布局5G、光纖、NB-IoT等構(gòu)建形成泛在高速的城市網(wǎng)絡(luò)體系，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)傳輸。二是信息中樞層，用于數(shù)據(jù)接收、處理、傳導(dǎo)、建模，主要包括數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，對(duì)全域范圍內(nèi)不同來(lái)源、不同類(lèi)型的多源異構(gòu)全量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚集成，并通過(guò)數(shù)據(jù)流的方式，將治理好的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字孿生城市模型平臺(tái)，經(jīng)三維建模、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、綜合渲染后，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市狀態(tài)的可視化表達(dá)。三是應(yīng)用服務(wù)層，賦能實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景應(yīng)用，主要包括建立智能操控體系，對(duì)智能化的市政基礎(chǔ)設(shè)施、交通設(shè)施等進(jìn)行遠(yuǎn)程化操控；運(yùn)用自然語(yǔ)言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等人工智能技術(shù)對(duì)城市運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行整體認(rèn)知和洞察，生成最佳決策輔助城市規(guī)劃、建設(shè)和管理。從技術(shù)支撐情況來(lái)看，數(shù)字孿生城市的建設(shè)主要依靠五大技術(shù)簇相互集成，包括感知和標(biāo)識(shí)技術(shù)、空間地理信息技術(shù)、建模與渲染技術(shù)、算法與仿真技術(shù)、交互與控制技術(shù)。
