今年以來(lái)，“數(shù)字孿生”不再只是一種技術(shù)，而是一種發(fā)展新模式、一個(gè)轉(zhuǎn)型的新路徑、一股推動(dòng)各行業(yè)深刻變革的新動(dòng)力。“數(shù)字孿生城市”不再只是一個(gè)創(chuàng)新理念和技術(shù)方案，而是新型智慧城市建設(shè)發(fā)展的必由之路和未來(lái)選擇。

11月15日，我們分享了工信部中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院的研究報(bào)告《數(shù)字孿生白皮書(shū)2020》，分析了數(shù)字孿生技術(shù)熱點(diǎn)、行業(yè)動(dòng)態(tài)和未來(lái)趨勢(shì)?。今天，我們給大家?guī)?lái)了中國(guó)信通院的研究報(bào)告《數(shù)字孿生城市白皮書(shū)2020》，這是中國(guó)信通院第三次發(fā)表數(shù)字孿生相關(guān)的白皮書(shū)，本次的白皮書(shū)從政產(chǎn)學(xué)研用多視角系統(tǒng)分析今年以來(lái)數(shù)字孿生城市發(fā)展的總體態(tài)勢(shì)；其次，從數(shù)字孿生城市的典型特征和總體架構(gòu)出發(fā)，提出當(dāng)前階段數(shù)字孿生城市的核心能力框架，并深入分析各核心能力的要義和作用，嘗試發(fā)掘并驗(yàn)證數(shù)字孿生城市在城市現(xiàn)代化治理方面的重要價(jià)值，為城市建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展探尋方向；最后，梳理當(dāng)前數(shù)字孿生城市發(fā)展中面臨的共性問(wèn)題。

本期內(nèi)參來(lái)源：中國(guó)信通院

原標(biāo)題：

《 數(shù)字孿生城市白皮書(shū) 》

作者： 高艷麗?等

一、 數(shù)字孿生城市發(fā)展態(tài)勢(shì)

十九屆五中全會(huì)發(fā)布的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》提出，堅(jiān)定不移建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)，必須加快數(shù)字化發(fā)展，為數(shù)字孿生城市指明了方向。數(shù)字孿生城市是新一代信息技術(shù)在城市的綜合集成應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化治理和發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要載體，是未來(lái)城市提升長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)精明增長(zhǎng)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新型基礎(chǔ)設(shè)施，也是一個(gè)吸引高端智力資源共同參與，持續(xù)迭代更新的城市級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)。

1、 數(shù)字孿生技術(shù)納入國(guó)家和地方發(fā)展戰(zhàn)略體系

多部委加速推動(dòng)數(shù)字孿生城市相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用發(fā)展。 一年來(lái)，國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部、自然資源部、住建部等部委密集出臺(tái)政策文件，有力推動(dòng)城市信息模型（ CIM）及建筑信息模型（ BIM）相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用快速發(fā)展，助力數(shù)字孿生城市建設(shè)。 2020 年 4月，國(guó)家發(fā)改委和中央網(wǎng)信辦聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)“上云用數(shù)賦智”行動(dòng) 培育新經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)施方案》，將數(shù)字孿生技術(shù)提到了與大數(shù)據(jù)、人工智能、 5G 等新技術(shù)并列高度，并啟動(dòng)“開(kāi)展數(shù)字孿生創(chuàng)新計(jì)劃”，要求“引導(dǎo)各方參與提出數(shù)字孿生的解決方案”。住建部、自然資源
部分別出臺(tái) BIM、 CIM 相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用規(guī)范或?qū)t，引導(dǎo) CIM 平臺(tái)規(guī)范建設(shè)。發(fā)改委、科技部、工信部分別設(shè)立相應(yīng)政策或研究課題，鼓勵(lì) CIM 相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)突破?。

▲國(guó)家部委出臺(tái)相關(guān)政策

數(shù)字孿生城市成為地方信息化發(fā)展關(guān)鍵舉措。 隨著數(shù)字孿生城市在雄安新區(qū)先行先試，數(shù)字孿生建設(shè)理念深入到各地新型智慧城市及新基建規(guī)劃中。省級(jí)層面，上海市發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加快智慧城市建設(shè)的若干意見(jiàn)》，明確提出“探索建設(shè)數(shù)字孿生城市”；海南省發(fā)布《智慧海南總體方案》，提出“到 2025 年底，基本建成‘?dāng)?shù)字孿生第一省’”；浙江省提出建設(shè)數(shù)字孿生社區(qū)。在市級(jí)層面，貴陽(yáng)、南京、合肥、福州、成都等地紛紛提出以數(shù)字孿生城市為導(dǎo)向推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)。

▲ 各地?cái)?shù)字孿生城市相關(guān)政策

2、 數(shù)字孿生城市從概念培育期進(jìn)入建設(shè)實(shí)施期

作為數(shù)字孿生城市核心要素的 CIM 相關(guān)項(xiàng)目數(shù)量明顯增多，為數(shù)字孿生城市建設(shè)打造底座。 自 2017 年“數(shù)字孿生城市”建設(shè)理念問(wèn)世以來(lái)，各地政府和產(chǎn)業(yè)各界加緊布局。中國(guó)信通院統(tǒng)計(jì)， 2018 年城市信息模型（ CIM）相關(guān)投標(biāo)項(xiàng)目全國(guó)僅有兩項(xiàng)， 2019 年新增 8項(xiàng)， 2020 年（截至 2020 年 10 月）新增 19 項(xiàng)，增長(zhǎng)迅猛，標(biāo)志城市信息模型已加速進(jìn)入到規(guī)模實(shí)施階段。據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅城市信息模型公開(kāi)招標(biāo)投標(biāo)項(xiàng)目的總費(fèi)用超過(guò) 8 億元，以 CIM 為切入點(diǎn)推進(jìn)數(shù)字孿生城市落地趨勢(shì)向好。

▲城市信息模型（ CIM）相關(guān)投標(biāo)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)

部分城市已啟動(dòng)數(shù)字孿生城市整體方案的建設(shè)落地。 上海市花木街道開(kāi)展“數(shù)字孿生城市”建設(shè)項(xiàng)目，打造全域化的花木“房態(tài)圖”，進(jìn)一步提升數(shù)字化社區(qū)治理效能。北京市商務(wù)中心區(qū)積極建設(shè)時(shí)空信息管理平臺(tái)，打造數(shù)字孿生 CBD。貴陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)開(kāi)展數(shù)字孿生城市安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，投資金額近 6 千萬(wàn)。武漢市投資 3.5 億元開(kāi)展智慧城市基礎(chǔ)平臺(tái)（一期）項(xiàng)目，建設(shè)內(nèi)容包含數(shù)字孿生城市、萬(wàn)物互聯(lián)平臺(tái)、應(yīng)用支撐賦能平臺(tái)等。雖然多地已經(jīng)開(kāi)展數(shù)字孿生城市相關(guān)項(xiàng)目實(shí)踐，但現(xiàn)階段數(shù)字孿生城市整體技術(shù)方案尚在探索，遠(yuǎn)未成熟，各級(jí)地方政府需謹(jǐn)慎操作，迭代推進(jìn)，防止“新瓶裝舊酒”。

3、 多家科研機(jī)構(gòu)深入開(kāi)展數(shù)字孿生城市研究

數(shù)字孿生城市引發(fā)學(xué)術(shù)科研界普遍關(guān)注，紛紛開(kāi)展系統(tǒng)研究。 去年以來(lái)，中科院自動(dòng)化所、北京大學(xué)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)及高等院校學(xué)者紛紛針對(duì)“數(shù)字孿生城市”與其相關(guān)行業(yè)應(yīng)用展開(kāi)研究。根據(jù)中國(guó)知網(wǎng)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表數(shù)量統(tǒng)計(jì)，數(shù)字孿生城市主題文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量從 2017 年的個(gè)位數(shù)到 2020 年的超過(guò) 60 篇，呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

其中，十余個(gè)課題獲得國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)等基金支持，研究領(lǐng)域涵蓋信息科技、宏觀(guān)經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展、計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用、建筑科學(xué)與工程、自然地理及測(cè)繪學(xué)等諸多學(xué)科，數(shù)字孿生城市引起學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。

▲“數(shù)字孿生城市”主題文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量統(tǒng)計(jì)

各學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)從不同方向推出數(shù)字孿生城市研究成果。 近年來(lái)，多個(gè)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)相繼從數(shù)字孿生城市的認(rèn)知理解、技術(shù)研究、實(shí)踐應(yīng)用等三個(gè)方向進(jìn)行深度研究。中科院自動(dòng)化所團(tuán)隊(duì)從控制論角度出發(fā)，提出了“平行城市”的概念，主要包括對(duì)實(shí)際城市的精準(zhǔn)描述、智能預(yù)測(cè)、主動(dòng)引導(dǎo)三大功能。北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)注重?cái)?shù)字空間分析技術(shù)研發(fā)，提出數(shù)字孿生城市空間網(wǎng)絡(luò)框架，并研發(fā) GDS（網(wǎng)格數(shù)據(jù)系統(tǒng)）數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)匯聚、關(guān)聯(lián)與高效計(jì)算。

北京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)從制造領(lǐng)域出發(fā)，提出物理實(shí)體、虛擬實(shí)體、連接、孿生數(shù)據(jù)、服務(wù)的五維模型，并將理論逐漸延伸到城市管理、安全急救等智慧城市領(lǐng)域。中國(guó)信通院聯(lián)合互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、地理信息企業(yè)、建模仿真企業(yè)等全產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴，共同搭建了數(shù)字孿生城市原型系統(tǒng)，務(wù)實(shí)探索驗(yàn)證數(shù)字孿生城市到底“怎么建”和“怎么用”問(wèn)題。

4、 更多市場(chǎng)主體圍繞數(shù)字孿生重構(gòu)技術(shù)方案

數(shù)字孿生城市傳統(tǒng)陣營(yíng)持續(xù)擴(kuò)大，更多類(lèi)型企業(yè)加速入局形成新陣營(yíng)。 隨著數(shù)字孿生城市熱度不斷提升，地理信息與測(cè)繪、 BIM、建模仿真、集成商和運(yùn)營(yíng)商等四大陣營(yíng)持續(xù)擴(kuò)張。四維圖新結(jié)合其在高精度地圖及地理信息數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢(shì)，在交通運(yùn)行、城市精細(xì)化治理等領(lǐng)域推出數(shù)字孿生應(yīng)用案例。蒼穹數(shù)碼基于 KQGIS 系列平臺(tái)搭建數(shù)字孿生城市能力平臺(tái)，支撐城市規(guī)建管一體化、不動(dòng)產(chǎn)登記等應(yīng)用服務(wù)。中國(guó)電信發(fā)揮其物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，利用三維模型、傳感器、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，構(gòu)建多個(gè)數(shù)字孿生園區(qū)。

此外，更多行業(yè)企業(yè)入局構(gòu)建數(shù)字孿生城市解決方案，成為新產(chǎn)業(yè)陣營(yíng)。四方偉業(yè)、明略數(shù)據(jù)等大數(shù)據(jù)公司，深耕數(shù)據(jù)知識(shí)圖譜，實(shí)現(xiàn)城市各類(lèi)型數(shù)據(jù)可視化分析，支撐集成多種應(yīng)用。孿數(shù)科技基于其自主可控的三維圖形引擎及空間計(jì)算技術(shù)，為智慧城市、航空航天、海洋工廠(chǎng)、教育等行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)字孿生服務(wù)。華東勘測(cè)院等城市規(guī)劃設(shè)計(jì)院將城市全要素?cái)?shù)字化技術(shù)應(yīng)用于未來(lái)社區(qū)建設(shè)，為社區(qū)量身打造 CIM 平臺(tái)。

▲數(shù)字孿生城市新型企業(yè)陣營(yíng)

傳統(tǒng)智慧城市企業(yè)加速重構(gòu)數(shù)字孿生城市解決方案。 多個(gè)智慧城市行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)深刻理解數(shù)字孿生城市概念的先進(jìn)性與前瞻性，重構(gòu)優(yōu)化其智慧城市解決方案。科大訊飛基于“城市超腦”建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，以數(shù)字孿生城市為目標(biāo)，利用大數(shù)據(jù)、人工智能、視頻感知等技術(shù)，將數(shù)字城市、智慧場(chǎng)景與超腦平臺(tái)緊密集合，構(gòu)建具有深度學(xué)習(xí)能力的數(shù)字孿生城市平臺(tái)。騰訊云結(jié)合其在政務(wù)、教育、醫(yī)療等傳統(tǒng)智慧城市方面建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，搭建 CityBase 平臺(tái)，探索基于數(shù)字孿生的“騰訊方案”。京東數(shù)科打造智能城市操作系統(tǒng)，支撐跨領(lǐng)域、跨部門(mén)、跨區(qū)域的即時(shí)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)融合，并在交通、環(huán)境、能耗等領(lǐng)域開(kāi)展創(chuàng)新應(yīng)用。

5、 數(shù)字孿生城市合作生態(tài)呈現(xiàn)交織互促態(tài)勢(shì)

圍繞數(shù)字孿生城市建設(shè)，跨行業(yè)協(xié)作生態(tài)共融已成共同選擇。 數(shù)字孿生城市的建設(shè)是一個(gè)涉及多環(huán)節(jié)、多領(lǐng)域、跨部門(mén)的復(fù)雜系統(tǒng)工程，隨著數(shù)字化的發(fā)展，企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展出共生關(guān)系，生態(tài)共融正成為行業(yè)共識(shí)。各大 ICT 企業(yè)及互聯(lián)網(wǎng)巨頭主導(dǎo)生態(tài)建設(shè)，空間信息、BIM 模型、模擬仿真、人工智能等各環(huán)節(jié)技術(shù)服務(wù)企業(yè)積極參與，同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商、技術(shù)提供商、集成商、設(shè)備供應(yīng)商等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)及其他行業(yè)伙伴全面激活，聯(lián)合打造數(shù)字孿生城市場(chǎng)景應(yīng)用，初步形成共建數(shù)字孿生城市底座與開(kāi)放能力平臺(tái)的生態(tài)化發(fā)展模式。

▲數(shù)字孿生城市各類(lèi)企業(yè)主導(dǎo)生態(tài)圈

ICT 行業(yè)巨頭集聚產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)力量，打造數(shù)字孿生城市生態(tài)。 騰訊云牽頭與飛渡科技、奧格智能等空間信息廠(chǎng)商，共同建設(shè)基于 CIM 的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái) CityBase，并聯(lián)合東華科技、地厚云圖、大象云、有明云等各行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，攜手打造智慧工廠(chǎng)、智能建造、 城市應(yīng)急等十余個(gè)場(chǎng)景。京東數(shù)科依托“智能城市操作系統(tǒng)”，打造數(shù)字孿生城市的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)底座，向云服務(wù)公司、智能硬件公司及行業(yè)解決方案公司開(kāi)放能力。華為基于自身在物聯(lián)感知、 5G、人工智能方面的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，打造城市數(shù)字平臺(tái)，提升基礎(chǔ)資源統(tǒng)籌能力，以普惠 AI 為引擎，深度賦能科研院校、應(yīng)用開(kāi)發(fā)商及解決方案集成商等數(shù)字孿生生態(tài)合作伙伴，構(gòu)建百花齊放的應(yīng)用場(chǎng)景。

關(guān)鍵環(huán)節(jié)企業(yè)以專(zhuān)長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)參與多個(gè)生態(tài)，深耕數(shù)字孿生城市市場(chǎng)。 泰瑞數(shù)創(chuàng)與科大訊飛、中國(guó)電子、紫光云等行業(yè)頭部企業(yè)達(dá)成戰(zhàn)略合作，以 SmartEarth 數(shù)字孿生底座為核心，推出覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的平行世界數(shù)字孿生服務(wù)平臺(tái)，打造更加全面精細(xì)的服務(wù)，加入多個(gè)數(shù)字孿生城市生態(tài)，與各行業(yè)伙伴共謀發(fā)展新機(jī)遇。 51WORLD 致力于打造數(shù)字孿生城市核心平臺(tái)，聯(lián)合三大運(yùn)營(yíng)商、招商蛇口、商湯科技等多個(gè)行業(yè)合作伙伴，參與華為、阿里等多個(gè)大型企業(yè)數(shù)字孿生城市生態(tài)之中，并在多地形成落地標(biāo)桿案例。

6、 新基建有力促進(jìn)數(shù)字孿生城市加速落地

數(shù)字孿生成為“新基建”重要組成，“新基建”浪潮加促數(shù)字孿生城市“浮出水面”。 隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，“新基建”成為我國(guó)新發(fā)展戰(zhàn)略方向，各地紛紛出臺(tái)相關(guān)政策文件，部分發(fā)達(dá)地區(qū)將數(shù)字孿生納入“新基建”建設(shè)范疇。國(guó)家大力推進(jìn)“新基建”建設(shè)，一方面帶動(dòng) 5G、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、云計(jì)算、人工智能等支撐數(shù)字孿生城市的技術(shù)更加成熟，另一方面推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)與傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施融合，形成智能融合基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)物理城市向數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化轉(zhuǎn)變，城市將在“新基建”推動(dòng)下，逐漸形成以數(shù)據(jù)為核心要素的泛在標(biāo)識(shí)、泛在感知、泛在連接、泛在計(jì)算和泛智能化總體格局，支持精準(zhǔn)映射和虛實(shí)融合，高水平構(gòu)建智能定義一切的數(shù)字孿生城市逐漸成為可能。

▲“新基建”加促數(shù)字孿生城市形成

7、數(shù)字孿生城市加快推動(dòng)城市治理創(chuàng)新

數(shù)字孿生城市支撐治理體系和治理能力現(xiàn)代化。 十九屆四中全會(huì)以來(lái)，國(guó)家高度重視現(xiàn)代化治理體系的構(gòu)建。數(shù)字孿生城市具有打破領(lǐng)域壁壘、打通層級(jí)邊界等特性，對(duì)于高效能推進(jìn)城市治理作用重大。上海市基于實(shí)時(shí)更新的數(shù)字孿生城市模型，疊加靜態(tài)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)呈現(xiàn)城市運(yùn)行狀態(tài)，打造深基坑安全監(jiān)管、玻璃幕墻安全監(jiān)管、違法建筑治理等多個(gè)虛實(shí)交互的城市治理場(chǎng)景，構(gòu)建城市運(yùn)行管理“一網(wǎng)統(tǒng)管”體系，實(shí)現(xiàn)城市問(wèn)題精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)與智能處置，形成“市–區(qū)–鎮(zhèn)（街道）”三級(jí)聯(lián)動(dòng)的跨領(lǐng)域協(xié)同治理新格局。

“數(shù)字孿生”推動(dòng)城市規(guī)建管一體化發(fā)展。 協(xié)同推進(jìn)城市規(guī)劃建設(shè)和管理，有利于城市規(guī)劃不走彎路，城市建設(shè)可觀(guān)可控，城市管理有據(jù)可依，是城市統(tǒng)籌發(fā)展的重要基礎(chǔ)。通過(guò)在數(shù)字孿生城市模型上仿真試錯(cuò)，提前了解城市特性、評(píng)估規(guī)劃和建設(shè)后果，以更低的成本快速推動(dòng)城市規(guī)劃建設(shè)落地。南京市江北新區(qū)以數(shù)字孿生模型為底板，構(gòu)建城市虛擬化數(shù)字實(shí)體，打造規(guī)劃、建設(shè)和管理全過(guò)程可視化、可模擬、可分析能力，賦能土地規(guī)劃、工程建設(shè)、城市管理等“規(guī)建管”應(yīng)用場(chǎng)景，全面提升城市規(guī)劃與建設(shè)管理數(shù)字化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃自動(dòng)修正，城市建設(shè)全程可控，城市運(yùn)行精準(zhǔn)呈現(xiàn)。

8、 數(shù)字孿生城市技術(shù)和應(yīng)用能力不斷提升

城市信息模型相關(guān)技術(shù)應(yīng)用加速走向成熟。 隨著數(shù)字孿生城市從概念培育期走向建設(shè)實(shí)施期，物聯(lián)感知、新型測(cè)繪、 BIM/CIM 建模、可視化呈現(xiàn)等相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)加速成熟應(yīng)用。上海、北京、雄安等地加強(qiáng)物聯(lián)感知的統(tǒng)籌建設(shè)和感知資源整合，推進(jìn)城域物聯(lián)感知平臺(tái)建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)碎片化問(wèn)題有望得以破解。住建部發(fā)布 CIM 平臺(tái)技術(shù)導(dǎo)則，自然資源部啟動(dòng)實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)，全國(guó)各地加快 CIM 平臺(tái)的落地建設(shè)，帶動(dòng) BIM 建模、傾斜攝影建模、手工建模、語(yǔ)義建模等建模技術(shù)成熟應(yīng)用，建模技術(shù)之間的兼容性得到解決，模型數(shù)據(jù)的整合治理能力顯著提升，諸多企業(yè)紛紛著手搭建數(shù)字孿生模型構(gòu)建公共服務(wù)平臺(tái)，為全社會(huì)提供模型公共服務(wù)能力。

城市大數(shù)據(jù)與城市信息模型加速融合，模擬仿真、空間計(jì)算、深度學(xué)習(xí)等應(yīng)用有望取得重要突破。 伴隨著數(shù)字資源價(jià)值化和大數(shù)據(jù)企業(yè)加入數(shù)字孿生城市建設(shè)陣營(yíng)，以空間信息為索引的城市大數(shù)據(jù)治理體系日益完善，多元數(shù)據(jù)融合能力顯著提升，數(shù)據(jù)資源價(jià)值進(jìn)一步得以釋放，行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。但是，基于空間數(shù)據(jù)的模擬仿真推演、空間分析計(jì)算、人工智能深度學(xué)習(xí)等仍存在諸多發(fā)展瓶頸，例如未發(fā)揮全要素?cái)?shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行更大尺度上的模擬仿真，結(jié)果準(zhǔn)確性有待提升，計(jì)算力受技術(shù)儲(chǔ)備不足的制約等，這些因素都在制約著數(shù)字孿生深度集成應(yīng)用的開(kāi)發(fā)與推廣。

9、 數(shù)字孿生理念啟發(fā)千行百業(yè)縮短數(shù)字化路徑

數(shù)字孿生縮短行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程，開(kāi)創(chuàng)行業(yè)應(yīng)用新路徑、新模式。數(shù)字孿生城市建設(shè)模式在交通、能源、水利、工廠(chǎng)、醫(yī)療等行業(yè)領(lǐng)域得以迅速推廣和復(fù)制。北京搭建區(qū)域交通數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)，提升西三環(huán)微觀(guān)仿真的可視化與交互能力，為交通改善工作提供方案評(píng)估和比選的工具。

北京朝陽(yáng)區(qū)消防救援支隊(duì)通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)，針對(duì)管理轄區(qū)建筑場(chǎng)景，真實(shí)高效地進(jìn)行各類(lèi)消防預(yù)案的應(yīng)急演練。華西醫(yī)院通過(guò)智能可穿戴式設(shè)備，實(shí)時(shí)采集患者心血管診療數(shù)據(jù)和體征數(shù)據(jù)，結(jié)合專(zhuān)家學(xué)者經(jīng)驗(yàn)與 AI 算法，打造實(shí)時(shí)預(yù)警和預(yù)先判斷的數(shù)字孿生診療體系。廊坊熱電廠(chǎng)充分利用數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造全過(guò)程數(shù)字化、智能化管理，實(shí)現(xiàn)一、二類(lèi)故障精準(zhǔn)診斷和預(yù)判率達(dá) 85%以上。云南撫仙湖打造數(shù)字孿生湖體，通過(guò)接入水務(wù)感知數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)污水泄漏點(diǎn)、地下暗河流入等狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)河湖管理數(shù)據(jù)可視、監(jiān)測(cè)可控、仿真推演。

▲數(shù)字孿生啟發(fā)行業(yè)加速轉(zhuǎn)型

數(shù)字孿生在小空間區(qū)域的應(yīng)用取得率先突破，顯著改善治理服務(wù)智能化水平。 由于數(shù)字孿生建設(shè)成本較高，很適用于園區(qū)、社區(qū)、港口等資源、人口密集型區(qū)域，充分發(fā)揮其精細(xì)精準(zhǔn)治理能力。北京當(dāng)代 MOMA 社區(qū)借助數(shù)字孿生技術(shù)，打造細(xì)節(jié)仿真的空間環(huán)境、精細(xì)可視的建筑主題、以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的微觀(guān)還原能力，實(shí)現(xiàn)事前宏觀(guān)感知、事中精準(zhǔn)調(diào)動(dòng)、事后業(yè)務(wù)閉環(huán)的管理模式。

華為松山湖園區(qū)通過(guò)實(shí)時(shí)接入園區(qū)感知數(shù)據(jù)，建立基于園區(qū)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況的數(shù)字孿生場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)園區(qū)運(yùn)營(yíng)可視分析、業(yè)務(wù)閉環(huán)聯(lián)動(dòng)、決策仿真模擬。招商局前海智慧港通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)，動(dòng)態(tài)追蹤數(shù)十萬(wàn)集裝箱、仿真模擬碼頭設(shè)備運(yùn)行狀況、綜合評(píng)估運(yùn)營(yíng)調(diào)度計(jì)劃、精準(zhǔn)管控裝卸貨作業(yè)，實(shí)現(xiàn)港口運(yùn)作智能化、港航管理智慧化。

10、 全球重要經(jīng)濟(jì)體積極推進(jìn)數(shù)字孿生建設(shè)

美、英等國(guó)將數(shù)字孿生從局部探索提升為國(guó)家戰(zhàn)略。 今年以來(lái)，英、美兩國(guó)加大對(duì)數(shù)字孿生城市的重視，分別將數(shù)字孿生上升為國(guó)家戰(zhàn)略政策積極推進(jìn)， 2020 年 4 月，英國(guó)重磅發(fā)布《英國(guó)國(guó)家數(shù)字孿生體原則》，講述構(gòu)建國(guó)家級(jí)數(shù)字孿生體的價(jià)值、標(biāo)準(zhǔn)、原則及路線(xiàn)圖。 2020 年 5 月，美國(guó)組建數(shù)字孿生聯(lián)盟，聯(lián)盟成員跨多個(gè)行業(yè)進(jìn)行協(xié)作，相互學(xué)習(xí)，并開(kāi)發(fā)各類(lèi)應(yīng)用。美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟將數(shù)字孿生作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)落地的核心和關(guān)鍵，正式發(fā)布《工業(yè)應(yīng)用中的數(shù)字孿生：定義，行業(yè)價(jià)值、設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用案例》白皮書(shū)。德國(guó)工業(yè)4.0 參考框架將數(shù)字孿生作為重要內(nèi)容。

▲一些國(guó)家出臺(tái)數(shù)字孿生相關(guān)政策

新加坡、法國(guó)等深入開(kāi)展數(shù)字孿生城市建設(shè)。 隨著 5G、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)字孿生能力進(jìn)一步凸顯，全球各國(guó)紛紛把握機(jī)遇，實(shí)施數(shù)字孿生推進(jìn)計(jì)劃。新加坡率先搭建了“虛擬新加坡”平臺(tái)，用于城市規(guī)劃、維護(hù)和災(zāi)害預(yù)警項(xiàng)目。法國(guó)高規(guī)格推進(jìn)數(shù)字孿生巴黎建設(shè)，打造數(shù)字孿生城市樣板，虛擬教堂模型助力巴黎圣母院“重生”。

二、 數(shù)字孿生城市核心能力要素

數(shù)字孿生城市核心能力支撐構(gòu)建城市現(xiàn)代化治理能力。 黨的十九屆四中明確提出國(guó)家治理能力和治理體系現(xiàn)代化的總體要求。為了化解城市問(wèn)題、維護(hù)城市秩序、保障城市安全、促進(jìn)社會(huì)公平、提高市民安全感獲得感幸福感，城市現(xiàn)代化治理能力主要表現(xiàn)為城市管理者的學(xué)習(xí)研究能力、決策統(tǒng)籌能力、改革創(chuàng)新能力、打擊防范能力、基礎(chǔ)管理能力、群眾工作能力、輿論引導(dǎo)能力、狠抓落實(shí)能力、專(zhuān)業(yè)服務(wù)能力等。

新冠疫情的防控，暴露出城市治理能力存在相當(dāng)大的問(wèn)題，比如有資源沒(méi)調(diào)度、有數(shù)據(jù)沒(méi)分析、有人力沒(méi)組織、有網(wǎng)絡(luò)沒(méi)效率等等。數(shù)字孿生城市具有精準(zhǔn)映射、虛實(shí)融合、模擬仿真等核心能力，由此衍生出城市風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、城市運(yùn)行規(guī)律主動(dòng)洞察、人和物軌跡追蹤回溯、事件精準(zhǔn)定位管控、決策分析推演、預(yù)案仿真演練、預(yù)案優(yōu)化和執(zhí)行、要素資源高效配置等多種能力，將對(duì)構(gòu)建城市現(xiàn)代化治理體系和治理能力提供強(qiáng)有力的支撐。

數(shù)字孿生城市至少具備九大核心能力。從典型場(chǎng)景和技術(shù)架構(gòu)（ 在《數(shù)字孿生城市研究報(bào)告（ 2019 年）》中有詳細(xì)描述） 分析，數(shù)字孿生城市至少具備九大核心能力。

一是物聯(lián)感知操控能力， 采集城市“脈搏”數(shù)據(jù)，反映城市實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。

二是全要素?cái)?shù)字化表達(dá)能力， 構(gòu)建城市語(yǔ)義信息模型，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界精準(zhǔn)映射。

三是可視化呈現(xiàn)能力， 渲染數(shù)字空間效果，是數(shù)字空間城市的“打開(kāi)方式”。

四是數(shù)據(jù)融合供給能力， 有序治理數(shù)據(jù)資源，建立數(shù)據(jù)資源關(guān)系，促進(jìn)數(shù)據(jù)資源高效開(kāi)發(fā)利用。

五是空間分析計(jì)算能力， 呈現(xiàn)廣域范圍內(nèi)萬(wàn)物三維空間精確關(guān)系，是模擬仿真的基礎(chǔ)條件能力。

六是模擬仿真推演能力， 基于城市運(yùn)行規(guī)律構(gòu)建行業(yè)分析算法模型，數(shù)字空間提前推演運(yùn)行效果。

七是虛實(shí)融合互動(dòng)能力， 從數(shù)字空間觀(guān)看實(shí)體空間情況和控制實(shí)體空間設(shè)施，通過(guò)實(shí)體空間設(shè)備隨時(shí)進(jìn)入孿生城市空間。

八是自學(xué)習(xí)自?xún)?yōu)化能力， 通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，預(yù)警城市發(fā)展問(wèn)題，制定應(yīng)對(duì)措施并持續(xù)優(yōu)化。

九是眾創(chuàng)擴(kuò)展能力， 發(fā)揮公共服務(wù)平臺(tái)屬性，支持能力擴(kuò)展和應(yīng)用持續(xù)創(chuàng)新。

▲數(shù)字孿生城市核心能力與技術(shù)架構(gòu)對(duì)應(yīng)關(guān)系圖

九大核心能力有力呼應(yīng)精準(zhǔn)映射、虛實(shí)交互、軟件定義、智能干預(yù)四大特征，成為數(shù)字孿生城市的標(biāo)準(zhǔn)配置，有望規(guī)范數(shù)字孿生城市建設(shè)市場(chǎng)。

▲數(shù)字孿生城市核心能力與典型特征關(guān)系圖

1、 物聯(lián)感知操控能力：反映實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)

物聯(lián)感知操控能力， 是指通過(guò)各種信息傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過(guò)各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過(guò)程的智能化感知、識(shí)別、管理和控制。

物聯(lián)網(wǎng)感知操控能力主要通過(guò)“感知”真實(shí)物理城市，建立物理城市和數(shù)字孿生城市之間的精準(zhǔn)映射，實(shí)現(xiàn)智能干預(yù)，進(jìn)而為智慧城市大腦提供海量運(yùn)行數(shù)據(jù)，使得城市具備自我學(xué)習(xí)、智慧生長(zhǎng)能力。

其主要能力包括但不限于：

（1）、 全息感知。 通過(guò)傳感器與城市管網(wǎng)、閥門(mén)井室、古樹(shù)名木、下穿隧道、路燈燈桿等公共基礎(chǔ)設(shè)施融合，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施“被感知”； 支持車(chē)輛、人員、資源等位置及移動(dòng)軌跡“追溯”能力；基于 AI 設(shè)備，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染、違法停車(chē)、垃圾滿(mǎn)溢、井蓋異動(dòng)等城市運(yùn)行狀態(tài)及市容秩序“智能發(fā)現(xiàn)”能力；基于多模多制式設(shè)備，滿(mǎn)足各種場(chǎng)景下多種感知、計(jì)算、控制要求。

▲城市全息物聯(lián)感知體系

（2）、 設(shè)備管理。 通過(guò)感知設(shè)備管理平臺(tái)對(duì)海量設(shè)備和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。具備連接狀態(tài)管理功能，實(shí)現(xiàn)泛在感知設(shè)備的狀態(tài)實(shí)時(shí)管理；支持協(xié)議解析，實(shí)現(xiàn)不同泛在感知設(shè)備的協(xié)議解析功能；支持消息轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)面向上層 DaaS 或應(yīng)用的泛在感知設(shè)備上報(bào)信息的轉(zhuǎn)發(fā)功能，支持終端/卡管理，實(shí)現(xiàn)通信卡余額查詢(xún)、狀態(tài)管理等功能；支持遠(yuǎn)程參數(shù)同步配置功能，以支持上報(bào)地址、頻率等參數(shù)調(diào)整及設(shè)備復(fù)位等管理要求；具備設(shè)備安全防護(hù)技術(shù)，包括設(shè)備安全加固、設(shè)備唯一可信認(rèn)證、設(shè)備通訊加密、設(shè)備安全態(tài)勢(shì)感知及設(shè)備安全修復(fù)等全方位的 IoT 設(shè)備安全。

（3）、 遠(yuǎn)程操控。 通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市對(duì)物理城市的反向控制；針對(duì)具有一定運(yùn)算和處理能力的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能干預(yù)。

（4）、 態(tài)勢(shì)感知。 支持多制式設(shè)備協(xié)同、海量物聯(lián)數(shù)據(jù)匯聚分析；物理規(guī)律和機(jī)理分析；支持在海量數(shù)據(jù)積累的基礎(chǔ)上，同云計(jì)算、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)融合，推演城市環(huán)境中不同管理要素的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)。

2、 全要素?cái)?shù)字化表達(dá)能力：實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)映射

全要素?cái)?shù)字化表達(dá)能力， 實(shí)質(zhì)上是城市物理實(shí)體的三維模型表達(dá)，通過(guò)空天、地面、地下、水下的不同層面和不同級(jí)別的數(shù)據(jù)采集，結(jié)合新型測(cè)繪技術(shù)，對(duì)城市進(jìn)行全要素?cái)?shù)字化和語(yǔ)義化建模，實(shí)現(xiàn)由粗到細(xì)、從宏觀(guān)到微觀(guān)、從室外到室內(nèi)等不同粒度、不同精度的城市孿生還原，形成全空間一體化并且相互關(guān)聯(lián)的城市數(shù)據(jù)底板，實(shí)現(xiàn)數(shù)字空間與物理空間一一映射，為數(shù)字孿生城市可視化展現(xiàn)、智能計(jì)算分析、仿真模擬和智能決策等提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，共同支撐城市智慧應(yīng)用。主要建模方式如下圖。

▲主要建模方式分類(lèi)

從建模方式區(qū)分，主要分為正向設(shè)計(jì)建模和逆向測(cè)繪建模。 正向設(shè)計(jì)建模，主要基于現(xiàn)有城市基礎(chǔ)地理信息，不需要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪數(shù)據(jù)，以二維矢量信息或者利用參數(shù)化設(shè)計(jì)工具來(lái)完成，這種方式適合于規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的新建區(qū)域。逆向測(cè)繪建模，則是針對(duì)現(xiàn)有物理實(shí)體反向構(gòu)建模型，通過(guò)測(cè)攝、影繪、傳感器等獲取城市結(jié)構(gòu)和紋理信息，利用自動(dòng)化建模工具完成城市數(shù)字化三維重建，這種方式更適合于城市中已建成區(qū)域。

從建模成果區(qū)分，主要分為非結(jié)構(gòu)化模型和結(jié)構(gòu)化模型兩類(lèi)。非結(jié)構(gòu)化建模， 包括傳統(tǒng)手工建模、傾斜攝影建模、激光掃描建模等，這類(lèi)模型具備物理實(shí)體的幾何結(jié)構(gòu)和紋理貼圖，可以真實(shí)反映實(shí)體屬性，但難以滿(mǎn)足專(zhuān)題查詢(xún)、空間分析和空間數(shù)據(jù)挖掘等結(jié)構(gòu)化分析計(jì)算需求，應(yīng)用場(chǎng)景受限。

結(jié)構(gòu)化建模， 主要包括語(yǔ)義化模型和 BIM模型等，這類(lèi)模型不僅具有幾何信息，還具有語(yǔ)義和拓?fù)溲b配關(guān)系的描述。其中， BIM 模型雖然具有精細(xì)的幾何和語(yǔ)義信息表達(dá)，但擴(kuò)展性較差且不具備空間地理信息，在單個(gè)建筑等局部范圍用途廣泛，不適合大范圍城市范圍應(yīng)用；語(yǔ)義化模型可有效實(shí)現(xiàn)不同領(lǐng)域數(shù)據(jù)與空間信息集成及互操作，在當(dāng)前各類(lèi)數(shù)字孿生城市企業(yè)中使用廣泛。

其主要能力包括但不限于：

（1）、 全要素?cái)?shù)字化標(biāo)識(shí)能力。 數(shù)字孿生城市具備全域數(shù)字化標(biāo)識(shí)能力，對(duì)城市要素進(jìn)行精確標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的物體快速索引、定位及關(guān)聯(lián)信息加載，可利用北斗網(wǎng)格碼、行政區(qū)域編碼相結(jié)合的方式，將空間剖分、時(shí)間細(xì)分整合為物體的唯一標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)事萬(wàn)物的統(tǒng)一編碼管理，支撐數(shù)據(jù)資源互聯(lián)互通。

（2）、 全要素場(chǎng)景圖層呈現(xiàn)。 城市全要素場(chǎng)景包含有多個(gè)圖層，每一層分別有不同的數(shù)據(jù)要素，主要包括地理方面的地形層、道路層、建筑層、綠化層、水域?qū)樱约俺鞘兄卫矸矫娴娜丝趯?、產(chǎn)業(yè)層、部件層、公共服務(wù)資源層等多類(lèi)圖層的展示。其中地理方面的圖層展示相對(duì)成熟，城市治理方面的圖層展示有待加強(qiáng)。

▲城市圖層模型示意圖

（3）、 全要素實(shí)體模型呈現(xiàn)。 全要素的實(shí)體模型呈現(xiàn)即城市基礎(chǔ)骨架，是針對(duì)城市實(shí)體單體的建模，針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?shí)體對(duì)象精細(xì)程度的需求，多尺度、分層次在數(shù)字空間呈現(xiàn)實(shí)體，涵蓋建筑、交通、植被、水系、城市設(shè)施、管線(xiàn)等全要素地理實(shí)體類(lèi)型。

▲全要素地理實(shí)體模型表達(dá)

▲室內(nèi)細(xì)粒度實(shí)體與地下空間實(shí)體表達(dá)

（4）、 全要素實(shí)體更新和索引。 實(shí)體模型數(shù)據(jù)的更新包括全局?jǐn)?shù)據(jù)更新以及局部數(shù)據(jù)更新。實(shí)體通過(guò)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)編碼進(jìn)行索引，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)用和更新操作。

▲物理實(shí)體的 BIM 模型數(shù)據(jù)更新

3、 可視化呈現(xiàn)能力：數(shù)字城市“打開(kāi)方式”

可視化呈現(xiàn)能力， 是指通過(guò)圖形引擎，多層次實(shí)時(shí)渲染呈現(xiàn)數(shù)字孿生體的能力。既可以渲染宏大開(kāi)闊的城市場(chǎng)景，又可展示地理信息局部特征，實(shí)現(xiàn)城市全貌大場(chǎng)景到城市細(xì)節(jié)，再到城市實(shí)時(shí)視頻的多層次渲染，真實(shí)展現(xiàn)城市樣貌、自然環(huán)境、城市細(xì)節(jié)、城市實(shí)時(shí)交通等各種場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)空間分析、大數(shù)據(jù)分析、仿真結(jié)果等可視化，實(shí)現(xiàn)大屏端、桌面端、網(wǎng)頁(yè)端、移動(dòng)端、 XR 設(shè)備端多終端一體化展示，滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景需求。

▲游戲引擎與 WebGL 引擎渲染效果

其主要能力包括但不限于：

（1）、 三維實(shí)體的可視化渲染。 根據(jù)物理實(shí)體的幾何、顏色、紋理、材質(zhì)等本體屬性，以及光照、溫度、濕度的環(huán)境屬性，進(jìn)行可視化。

▲城市實(shí)體的可視化渲染效果圖

（2）、 大數(shù)據(jù)可視化渲染。 針對(duì)特定數(shù)據(jù)屬性，定向分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié) 論，提供數(shù)據(jù)的系統(tǒng)表現(xiàn)能力，以數(shù)據(jù)視圖的形式動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)、指標(biāo)等變化情況，也可針對(duì)多類(lèi)型數(shù)據(jù)做單一化趨勢(shì)、變化、狀態(tài)呈現(xiàn)。

（3）、 業(yè)務(wù)邏輯可視化渲染。 針對(duì)特定行業(yè)，提供業(yè)務(wù)管理與業(yè)務(wù)流程的可視化渲染，根據(jù)行業(yè)研究經(jīng)驗(yàn)與行業(yè)業(yè)務(wù)工作界面類(lèi)型進(jìn)行業(yè)務(wù)流程邏輯拆分。事前，用戶(hù)界面的靜態(tài)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，靜態(tài)業(yè)務(wù)管理呈現(xiàn)，靜態(tài)人員及關(guān)系元素的呈現(xiàn)。事中，對(duì)事件、業(yè)務(wù)的流程化監(jiān)控、處理方式監(jiān)督、執(zhí)行方案監(jiān)管進(jìn)行呈現(xiàn)。事后，回溯事件的產(chǎn)生及發(fā)生過(guò)程，對(duì)閉環(huán)業(yè)務(wù)、閉環(huán)事件的全流程可視化。

▲消防告警處置業(yè)務(wù)流程可視化

（4）、 應(yīng)用場(chǎng)景可視化渲染。 根據(jù)業(yè)務(wù)需求、場(chǎng)景范圍等條件，呈現(xiàn)具體場(chǎng)景渲染效果，主要包括超大場(chǎng)景動(dòng)態(tài)縮放加載渲染、自然現(xiàn)象的效果渲染等。動(dòng)態(tài)縮放加載渲染可以根據(jù)距離加載不同層級(jí)的場(chǎng)景，以控制整體的渲染效果，每個(gè)場(chǎng)景區(qū)域可以獨(dú)立動(dòng)態(tài)加載。

▲超大場(chǎng)景動(dòng)態(tài)加載效果

▲雨雪條件下的場(chǎng)景渲染效果

4、 數(shù)據(jù)融合供給能力：建立數(shù)據(jù)資源體系

數(shù)據(jù)融合供給能力， 包括數(shù)據(jù)集成融合能力和數(shù)據(jù)供給能力，其中數(shù)據(jù)融合是以城市多源、多類(lèi)型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以城市時(shí)空數(shù)據(jù)為主要索引，構(gòu)建多層次時(shí)空數(shù)據(jù)融合框架，形成以基礎(chǔ)地理和自然資源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、以政務(wù)數(shù)據(jù)為主干、以社會(huì)數(shù)據(jù)為補(bǔ)充的全空間、全要素、全過(guò)程、一體化的時(shí)空數(shù)據(jù)體系。數(shù)據(jù)供給是指面對(duì)物理實(shí)體產(chǎn)生的不同類(lèi)型、不同形態(tài)、不同來(lái)源的海量數(shù)據(jù)，在保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求、質(zhì)量要求的前提下，以數(shù)據(jù)流方式供給行業(yè)機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，使數(shù)字孿生能夠更為精確全面的呈現(xiàn)和表達(dá)，更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、趨勢(shì)預(yù)判、虛實(shí)互動(dòng)等核心功能。

其主要能力包括但不限于：

（1）、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)集成能力。 以管理對(duì)象（實(shí)體模型對(duì)象）為關(guān)聯(lián)標(biāo)識(shí)，將城市各種原始的、離散的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)疊加在統(tǒng)一的三維空間、一維時(shí)間之中，通過(guò)對(duì)管理對(duì)象的各種屬性信息、業(yè)務(wù)狀態(tài)信息進(jìn)行多維關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、業(yè)務(wù)集成。

▲ 建筑物與業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成圖

（2）、 數(shù)據(jù)模型融合能力。 以業(yè)務(wù)運(yùn)行模型為基礎(chǔ)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)（實(shí)體模型對(duì)象）及節(jié)點(diǎn)之間邏輯關(guān)系，構(gòu)建物理實(shí)體之間關(guān)聯(lián)關(guān)系、指標(biāo)關(guān)系、空間關(guān)系等，從而快速形成數(shù)據(jù)模型及知識(shí)圖譜，通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型及知識(shí)圖譜融通相關(guān)數(shù)據(jù)資源，主要包括物理對(duì)象屬性數(shù)據(jù)、物理對(duì)象活動(dòng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、物理對(duì)象之間的關(guān)系數(shù)據(jù)等。

▲?實(shí)體數(shù)據(jù)模型融合

（3）、 數(shù)據(jù)服務(wù)供給能力。 與智慧城市類(lèi)似，數(shù)字孿生城市應(yīng)支持統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)目錄功能，基于數(shù)據(jù)服務(wù)目錄形成各類(lèi)數(shù)據(jù)消費(fèi)接口的數(shù)據(jù)組裝能力，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)接口定義、發(fā)布以及數(shù)據(jù)接口的權(quán)限控制。支持實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)接口服務(wù)，以滿(mǎn)足對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的消費(fèi)場(chǎng)景需求。支持界面化的數(shù)據(jù)接口服務(wù)管理、向?qū)Ｊ胶湍_本模式來(lái)生成 API、界面化編輯接口腳本實(shí)現(xiàn) API 的創(chuàng)建。

5、 空間分析計(jì)算能力：優(yōu)化要素空間布局

空間分析計(jì)算能力， 是指基于數(shù)字孿生城市三維模型，結(jié)合時(shí)空網(wǎng)格技術(shù)、北斗定位服務(wù)等，針對(duì)具體業(yè)務(wù)需求，進(jìn)行空間數(shù)據(jù)相關(guān)計(jì)算、分析、查看、展示的能力，包括距離測(cè)量、面積測(cè)量、體積測(cè)量等測(cè)量能力，疊加分析、序列分析和預(yù)測(cè)分析等時(shí)空分析，路徑規(guī)劃、漫游定制、可視域分析等場(chǎng)景分析，以及全景圖定制以及場(chǎng)景標(biāo)注等。

其主要能力包括但不限于：

（1）、空間測(cè)量功能。 可在三維場(chǎng)景中進(jìn)行線(xiàn)段長(zhǎng)度測(cè)量，閉合圖形面積與周長(zhǎng)的測(cè)量。滿(mǎn)足三維空間測(cè)距、測(cè)地塊面積、測(cè)城市建筑高度、外立面面積等需求。

▲空間限高分析計(jì)算

▲空間面積計(jì)算

（2）、 可視域分析功能。 可以展示基于某個(gè)觀(guān)察點(diǎn)，展示一定的水平視角、垂直視角及指定范圍半徑內(nèi)區(qū)域所有通視點(diǎn)的集合，可以幫助了解城市空間內(nèi)任一點(diǎn)的可見(jiàn)區(qū)域情況。這一工具可以用于安保監(jiān)控的可視域范圍判斷，地產(chǎn)招商中視線(xiàn)遮擋判斷，旅游景點(diǎn)中的風(fēng)景評(píng)價(jià)體系，區(qū)域公共資源配置合理性分析，以及通訊中的信號(hào)覆蓋、森林防火觀(guān)察臺(tái)設(shè)置等用途。

▲基于光照點(diǎn)的空間陰影分析

▲基于觀(guān)察點(diǎn)的可視域分析

（3）、 空間路徑規(guī)劃。 結(jié)合城市 GIS 數(shù)據(jù)，根據(jù)真實(shí)世界中的路網(wǎng)分布，實(shí)現(xiàn)起始點(diǎn)與目的地之間的最短路徑繪制與規(guī)劃。當(dāng)發(fā)生應(yīng)急事故時(shí)，可以迅速制定應(yīng)急方案，就近整合調(diào)度應(yīng)急物資，集合應(yīng)急救援隊(duì)伍等。

▲空間路徑規(guī)劃

（4）、 空間對(duì)象搜索和統(tǒng)計(jì)分析。 通過(guò)制定特定空間區(qū)域，快速定位搜索對(duì)象，快速統(tǒng)計(jì)空間中對(duì)象數(shù)據(jù)等。

▲空間對(duì)象搜索

6、 模擬仿真推演能力：預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)

模擬仿真推演能力， 是在數(shù)字空間中通過(guò)數(shù)據(jù)建模、事態(tài)擬合，進(jìn)行某些特定事件的評(píng)估、計(jì)算、推演，為管理方案和設(shè)計(jì)方案提供反饋參考。與物理世界相比，數(shù)字世界具有可重復(fù)性、可逆性、全量數(shù)據(jù)可采集、重建成本低、實(shí)驗(yàn)后果可控等特性。在虛擬孿生世界中，可以為城市規(guī)劃、城市更新、應(yīng)急方案、無(wú)人車(chē)訓(xùn)練等方案的評(píng)估與優(yōu)化提供細(xì)化的、量化的、變化的、直觀(guān)化的分析與評(píng)估結(jié)論。

其主要能力包括但不限于：

（1）、 空間類(lèi)模擬仿真。 涉及到體積、容積、距離、面積、碰撞、遮擋、強(qiáng)度、剛度等空間矢量參數(shù)的模擬仿真，常用在可視域分析、日照時(shí)長(zhǎng)計(jì)算、深度計(jì)算、水體氣體淹沒(méi)與擴(kuò)散、無(wú)人車(chē)訓(xùn)練、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等典型場(chǎng)景。

▲ 人流疏散仿真

（2）、流程類(lèi)模擬仿真。 涉及到父子級(jí)關(guān)系、前后拓?fù)潢P(guān)系、串聯(lián)并聯(lián)、節(jié)點(diǎn)分散、流轉(zhuǎn)效率等流程參數(shù)的模擬仿真，常用在應(yīng)急事件流程推算、工廠(chǎng)生產(chǎn)流程搭配、物流倉(cāng)儲(chǔ)接駁、交通流量管理等場(chǎng)景。

（3）、 空間—流程綜合類(lèi)模擬仿真。 融合前兩類(lèi)的要素，并疊加復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，常用在應(yīng)急預(yù)案方案評(píng)估、人群疏散推演、產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整效果預(yù)估、港口翻箱優(yōu)化場(chǎng)景、工廠(chǎng)產(chǎn)線(xiàn)單元布置、無(wú)人車(chē)訓(xùn)練、智能駕駛?cè)藱C(jī)交互、大型復(fù)雜綜合交通態(tài)勢(shì)仿真推算等。

▲?應(yīng)急預(yù)案按照流程在數(shù)字空間推演

▲港口工業(yè)作業(yè)流程仿真

7、 虛實(shí)融合互動(dòng)能力：打通兩個(gè)世界接口

虛實(shí)融合互動(dòng)能力， 是指針對(duì)具體對(duì)象或業(yè)務(wù)，數(shù)字空間與物理空間之間的互操作與雙向互動(dòng)，既能在數(shù)字空間再現(xiàn)與影響現(xiàn)實(shí)世界，也可在現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)入虛擬空間，二者滿(mǎn)足實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、自動(dòng)、互動(dòng)等屬性。包括數(shù)字孿生場(chǎng)景的自動(dòng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)演變、數(shù)字孿生運(yùn)行態(tài)勢(shì)自動(dòng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)還原、數(shù)字孿生系統(tǒng)反向干預(yù)物理世界、物理世界多入口觸達(dá)數(shù)字孿生系統(tǒng)等多種需求。

其主要能力包括但不限于：

（1）、 視頻虛實(shí)融合能力。 數(shù)字孿生下的視頻融合要比常規(guī)融合有更高的要求。通過(guò)多路鏡頭重建三維立體空間，糅合在三維數(shù)字孿生模型中，實(shí)現(xiàn)鏡頭的聚焦、縮放、切換、視野調(diào)整，而非簡(jiǎn)單的視頻貼圖。

▲智慧園區(qū)實(shí)時(shí)視頻融合案例

（2）、 傾斜攝影動(dòng)態(tài)加載能力。 智慧城市中傾斜攝影是覆蓋面較廣、應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)、使用成本低的技術(shù)，特別是相較于 BIM 和點(diǎn)云。數(shù)字孿生城市保持和物理城市的同步變化，傾斜攝影的動(dòng)態(tài)支持顯得不可或缺。

▲植被傾斜攝影數(shù)據(jù)與模型動(dòng)態(tài)整合

（3）、 跨終端的人機(jī)交互能力。 針對(duì)人員無(wú)法進(jìn)入或者還沒(méi)有物理實(shí)現(xiàn)的特殊場(chǎng)景，通過(guò)遠(yuǎn)程 VR 控制以及 AR 方式，實(shí)現(xiàn)人員對(duì)物理場(chǎng)景的決策增強(qiáng)。例如通過(guò) VR 進(jìn)入虛擬廠(chǎng)房進(jìn)行設(shè)備巡檢，將真實(shí)的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)映射到虛擬場(chǎng)景中，完成廠(chǎng)房的運(yùn)維巡檢維護(hù)等工作。通過(guò)打通不同控制設(shè)備的執(zhí)行協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制終端的操作，完成虛實(shí)信息融合和控制融合，實(shí)現(xiàn)雙融合閉環(huán)。

8、 自學(xué)習(xí)自?xún)?yōu)化能力：輔助城市管理決策

自學(xué)習(xí)自?xún)?yōu)化能力， 是指利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜等人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)行數(shù)據(jù)感知—圖像智能識(shí)別—知識(shí)圖譜構(gòu)建—數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)—智能決策的循環(huán)，通過(guò)對(duì)城市數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)，推動(dòng)智慧城市自我優(yōu)化運(yùn)行，滿(mǎn)足政府、企業(yè)、市民的按需、即時(shí)和精準(zhǔn)決策需求。

其主要能力包括但不限于：

（1）、 計(jì)算機(jī)視覺(jué)分析能力。 使用計(jì)算機(jī)模仿人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)，讓計(jì)算機(jī)擁有類(lèi)似人類(lèi)提取、處理、理解和分析圖像以及圖像序列的能力，相關(guān)技術(shù)具體包括圖像分類(lèi)、目標(biāo)跟蹤、語(yǔ)義分割。目前計(jì)算機(jī)視覺(jué)最廣泛的應(yīng)用是人臉識(shí)別和圖像識(shí)別。城市綜合治理、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人、智能醫(yī)療等領(lǐng)域均需要通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)從視覺(jué)信號(hào)中提取并處理信息。

▲ 基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的城市治理問(wèn)題自動(dòng)發(fā)現(xiàn)

（2）、 自我學(xué)習(xí)優(yōu)化能力。 利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和知識(shí)圖譜，通過(guò)學(xué)習(xí)歷史事件、發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律、給出優(yōu)化策略，形成修正決策進(jìn)而自動(dòng)優(yōu)化預(yù)案并執(zhí)行，有效提高城市運(yùn)行管理與服務(wù)效能。

▲?規(guī)劃方案對(duì)比智能自動(dòng)比對(duì)

▲基于區(qū)域特性的智能精準(zhǔn)招商

9、 眾創(chuàng)擴(kuò)展能力：形成應(yīng)用創(chuàng)新平臺(tái)

眾創(chuàng)擴(kuò)展能力， 是在數(shù)字孿生城市中樞平臺(tái)基礎(chǔ)上，將城市信息模型（ CIM）更新編輯服務(wù)、數(shù)據(jù)集成處理服務(wù)、仿真算法服務(wù)、行業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)服務(wù)等應(yīng)用能力集開(kāi)放，讓面向行業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品設(shè)計(jì)者、技術(shù)開(kāi)發(fā)者、運(yùn)營(yíng)管理者等各類(lèi)群體參與到數(shù)字孿生城市建設(shè)中，形成能力開(kāi)放和應(yīng)用創(chuàng)新平臺(tái)，為全社會(huì)各類(lèi)應(yīng)用賦能。

其主要能力包括但不限于：

（1）、 城市信息模型（CIM）更新編輯服務(wù)能力。 通過(guò) CIM 數(shù)據(jù)更新編輯 API 開(kāi)放平臺(tái)，融合各類(lèi)實(shí)體數(shù)據(jù)，吸引全社會(huì)用戶(hù)參與實(shí)體場(chǎng)景數(shù)據(jù)采集、實(shí)體場(chǎng)景建模、城市級(jí)模型加載引擎等方面工作，有力支撐 CIM 與物理城市同生共長(zhǎng)，實(shí)時(shí)同步更新且可編輯。

（2）、 物聯(lián)網(wǎng)及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)接入處理能力。 物聯(lián)感知數(shù)據(jù)是城市實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，是數(shù)字孿生城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)，通過(guò)搭建標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)接入與調(diào)用平臺(tái)，提高物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取的便捷性，簡(jiǎn)化數(shù)字孿生城市和現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)接。

（3）、 行業(yè)應(yīng)用及模擬算法服務(wù)能力。 目前數(shù)字孿生城市應(yīng)用仍處于碎片化開(kāi)發(fā)狀態(tài)，行業(yè)解決方案壁壘較深，導(dǎo)致建設(shè)成本高漲，通過(guò)進(jìn)一步解耦、提煉、封裝等，構(gòu)建通用化的行業(yè)應(yīng)用算法模板，為城市規(guī)劃仿真、內(nèi)澇淹沒(méi)分析、交通方案優(yōu)化、應(yīng)急疏散模擬等城市治理及各行業(yè)精準(zhǔn)規(guī)劃、方案優(yōu)化提供支持。

（4）、 行業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具能力。 面向城市運(yùn)營(yíng)管理和各垂直行業(yè)的海量數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景的功能應(yīng)用開(kāi)發(fā)需求。提供行業(yè)應(yīng)用擴(kuò)展開(kāi)發(fā)工具集，賦能行業(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者，結(jié)合行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景構(gòu)建功能應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)眾創(chuàng)擴(kuò)展能力，讓數(shù)字孿生城市實(shí)現(xiàn)更大應(yīng)用價(jià)值。

三、 數(shù)字孿生城市當(dāng)前主要問(wèn)題

1、 推進(jìn)目的和方向不清，應(yīng)用場(chǎng)景深度不足

一是有些地區(qū)為了蹭熱度，概念不清，方向不明，脫離實(shí)際業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用場(chǎng)景，盲目跟風(fēng)上馬數(shù)字孿生項(xiàng)目，追求表面的無(wú)損刻畫(huà)、缺乏對(duì)業(yè)務(wù)邏輯的深層理解，忽視對(duì)城市運(yùn)行治理的有效支撐。 數(shù)字孿生產(chǎn)品可以做到每個(gè)設(shè)備細(xì)節(jié)、甚至螺絲釘都形成孿生體，但城市更需要孿生刻畫(huà)城市運(yùn)行規(guī)律、復(fù)雜社會(huì)關(guān)系、回溯歷史以及展現(xiàn)未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)，瞄準(zhǔn)核心問(wèn)題而不是關(guān)注一磚一瓦、一草一木的“過(guò)度孿生”。

二是城市規(guī)劃、建筑管理等行業(yè)性孿生應(yīng)用多，基于數(shù)字孿生的城市治理、服務(wù)等應(yīng)用普遍深度不足。 由于城市級(jí)異構(gòu)大數(shù)據(jù)匯集和跨行業(yè)跨領(lǐng)域應(yīng)用還處于初級(jí)階段，各專(zhuān)業(yè)、各行業(yè)領(lǐng)域的算法模型成熟度不高、尚待沉淀，另一方面，數(shù)字孿生模型與數(shù)據(jù)融合不深，應(yīng)用主要體現(xiàn)為靜態(tài)可視化，數(shù)字空間的模擬仿真、態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)等價(jià)值遠(yuǎn)未釋放，不少應(yīng)用以數(shù)字孿生之名，行傳統(tǒng)信息化之實(shí)。

三是目前市場(chǎng)缺乏規(guī)范的建設(shè)指引， 數(shù)字孿生城市技術(shù)的復(fù)雜性，使產(chǎn)業(yè)界對(duì)整體解決方案還處于各顯奇能的探索之中，具有長(zhǎng)期考量、實(shí)現(xiàn)體系化布局、面向深度應(yīng)用需求的建設(shè)方案還比較少。

2、 城市信息模型重復(fù)建設(shè)，孿生底座亟待整合

數(shù)字孿生城市源于“一張圖”的 GIS、 BIM、 CIM 實(shí)踐，但高于條線(xiàn)“一張圖”建設(shè)。城市管理部門(mén)對(duì)城市數(shù)字底圖都有強(qiáng)烈需求。一般城市至少存在三張底圖， 即住房與城鄉(xiāng)建設(shè)系統(tǒng)推進(jìn)的城市信息模型平臺(tái)，自然資源與國(guó)土規(guī)劃主導(dǎo)的時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)，公安政法條線(xiàn)依托進(jìn)行城市安全和綜合治理的城市底圖。每個(gè)底圖自成體系，一般僅支撐本系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用，無(wú)法隨需、隨時(shí)支撐其他部門(mén)調(diào)用，且數(shù)據(jù)積淀已久，難以放棄也難以整合。長(zhǎng)期以來(lái)智慧城市條線(xiàn)強(qiáng)協(xié)同弱，沒(méi)有明確牽頭部門(mén)，即使有些地方成立了大數(shù)據(jù)局，但協(xié)調(diào)統(tǒng)籌力度仍然不足，多張底圖如何整合，誰(shuí)來(lái)整合，形成城市級(jí)統(tǒng)一的數(shù)字底圖和數(shù)據(jù)資產(chǎn)，是數(shù)字孿生城市建設(shè)首先要面對(duì)的問(wèn)題。

3、 缺乏統(tǒng)一 CIM 平臺(tái)規(guī)范，數(shù)據(jù)融通標(biāo)準(zhǔn)缺失

數(shù)字孿生城市的核心在于構(gòu)建 CIM 平臺(tái)，難點(diǎn)之一是統(tǒng)一時(shí)空框架表達(dá)。 當(dāng)前，數(shù)字孿生城市尚未形成可兼容異構(gòu)信息系統(tǒng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)空數(shù)據(jù)底層框架，機(jī)構(gòu)和廠(chǎng)商各自推進(jìn)，難以確保統(tǒng)一編碼、多模態(tài)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)融合表達(dá)。

難點(diǎn)之二是城市矢量時(shí)空、建模、政府業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等多源數(shù)據(jù)的融合處理存在一定困難。 矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)、點(diǎn)云數(shù)據(jù)等涉及多個(gè)專(zhuān)業(yè)，存在多種數(shù)據(jù)采集或設(shè)計(jì)建模軟件標(biāo)準(zhǔn)格式，格式間存在數(shù)據(jù)融通的壁壘。各部門(mén)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)權(quán)限不明確、數(shù)據(jù)對(duì)接機(jī)制不健全，都將制約數(shù)字孿生城市作用的發(fā)揮。

4、 關(guān)鍵技術(shù)存在卡脖子風(fēng)險(xiǎn)，亟待創(chuàng)新突破

當(dāng)前數(shù)字孿生城市涉及的新型測(cè)繪、標(biāo)識(shí)感知、協(xié)同計(jì)算、全要素表達(dá)、模擬仿真等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)自身發(fā)展和融合應(yīng)用還有待加強(qiáng)。海量數(shù)據(jù)加載技術(shù)、云邊計(jì)算協(xié)同技術(shù)、模擬仿真技術(shù)等成熟度不高；利用人工智能、邊緣計(jì)算對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)快速分析處理能力不足；設(shè)計(jì)軟件大部分由國(guó)外企業(yè)主導(dǎo)，核心技術(shù)自主水平不足，基礎(chǔ)研究有待加強(qiáng)，通過(guò)構(gòu)建軟件開(kāi)源生態(tài)，帶動(dòng)基礎(chǔ)軟件創(chuàng)新突破。 GPU 芯片、 操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)中間件與國(guó)外存在一定差距，傳感器從技術(shù)到成本都不能滿(mǎn)足全域感知部署需求，需要靠市場(chǎng)來(lái)進(jìn)行培育。

智東西認(rèn)為， 數(shù)字孿生城市是指數(shù)字孿生理念在城市范圍內(nèi)的應(yīng)用，是基于復(fù)雜綜合技術(shù)體系構(gòu)建的物理城市的數(shù)字孿生體。數(shù)字孿生城市將新型智慧城市建設(shè)推向了一個(gè)新的高度?，從發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看， “數(shù)字孿生城市”歷經(jīng) 2017 年和 2018年的概念培育期、 2019 年的技術(shù)方案架構(gòu)期，已正式步入到建設(shè)實(shí)施落地期，國(guó)家政策密切關(guān)注，地方規(guī)劃加速落地，企業(yè)方案務(wù)實(shí)搭建，學(xué)術(shù)科研前瞻布局，市場(chǎng)規(guī)模爆發(fā)增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)積極構(gòu)建，應(yīng)用場(chǎng)景日益完善，全球共識(shí)逐漸達(dá)成。在國(guó)內(nèi)“新基建”大背景下，我國(guó)數(shù)字孿生城市即將走上高速發(fā)展軌道。