一、數字孿生城市的主要特征有哪些

數字孿生城市既可以理解為實體城市在虛擬空間的映射狀態，也可以視為支撐新型智慧城市建設的復雜綜合技術體系，它支撐并推進城市規劃、建設、服務，確保城市安全、有序運行，一般數字孿生城市具有四大特征：

1、精準映射

精準映射(she)是指(zhi)數字(zi)孿(luan)生(sheng)城(cheng)(cheng)(cheng)市通過(guo)天空、地(di)面(mian)、地(di)下、河道等各(ge)層(ceng)面(mian)的傳感器布設，實(shi)現對城(cheng)(cheng)(cheng)市道路、橋(qiao)梁、井蓋、燈蓋、建筑等基(ji)礎設施的全面(mian)數字(zi)化建模，以及對城(cheng)(cheng)(cheng)市運行(xing)狀(zhuang)態(tai)的充分感知、動(dong)態(tai)監測，形成虛擬城(cheng)(cheng)(cheng)市在(zai)信(xin)息維度(du)上對實(shi)體(ti)城(cheng)(cheng)(cheng)市的精準信(xin)息表(biao)達和映射(she)。

2、虛實交互

虛實交互是指城(cheng)(cheng)市(shi)基礎設(she)施、各(ge)類(lei)(lei)部件建(jian)設(she)即有(you)痕跡，城(cheng)(cheng)市(shi)居民、來訪人員上(shang)網(wang)聯系即有(you)信(xin)息(xi)。未來的數字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)中，在(zai)城(cheng)(cheng)市(shi)實體空(kong)間(jian)可(ke)觀(guan)察(cha)各(ge)類(lei)(lei)痕跡，在(zai)城(cheng)(cheng)市(shi)虛擬(ni)空(kong)間(jian)可(ke)搜索各(ge)類(lei)(lei)信(xin)息(xi)，城(cheng)(cheng)市(shi)規(gui)劃、建(jian)設(she)以及民眾的各(ge)類(lei)(lei)活動，不僅存在(zai)于實體空(kong)間(jian)，而且在(zai)虛擬(ni)空(kong)間(jian)得到(dao)極大(da)擴充(chong)，虛實融合(he)、虛實協(xie)同將定義(yi)城(cheng)(cheng)市(shi)未來發展新模式。

3、軟件定義

軟(ruan)件(jian)定義是指(zhi)(zhi)孿生城(cheng)市(shi)(shi)針對(dui)物理城(cheng)市(shi)(shi)建立相(xiang)對(dui)應的(de)虛擬模(mo)型，并以軟(ruan)件(jian)的(de)方(fang)式模(mo)擬城(cheng)市(shi)(shi)中的(de)人、事、物在真實環(huan)境下的(de)行為，通過云端計算、邊緣計算，軟(ruan)性指(zhi)(zhi)引(yin)城(cheng)市(shi)(shi)的(de)交通信號控制、電熱能(neng)源(yuan)調度(du)、重大項目(mu)周期管理、基(ji)礎設(she)施選址建設(she)等。

4、智能干預

智能(neng)干(gan)(gan)預是指通過對(dui)數字孿生城市規劃(hua)設計、模擬仿(fang)真(zhen)等，盡早發現城市可(ke)能(neng)產生的(de)不良影響、矛(mao)盾(dun)沖突、潛在危險等，進行(xing)智能(neng)預警并提供合理可(ke)行(xing)的(de)對(dui)策建議；以未(wei)來視角對(dui)城市原有發展軌跡和(he)運行(xing)狀態(tai)進行(xing)智能(neng)干(gan)(gan)預，進而(er)指引和(he)優化(hua)實(shi)體城市的(de)規劃(hua)、管理，改(gai)善市民服務供給，賦予城市生活(huo)“智慧(hui)”。

二、數字孿生城市的技術原理是什么

數字(zi)孿(luan)生城市的建設主要(yao)應用數字(zi)孿(luan)生技(ji)(ji)術(shu)(shu)，數字(zi)孿(luan)生技(ji)(ji)術(shu)(shu)的構(gou)建需要(yao)多個方面的技(ji)(ji)術(shu)(shu)手段和技(ji)(ji)術(shu)(shu)支持，其技(ji)(ji)術(shu)(shu)原(yuan)理主要(yao)有(you)：

1、空間數據采集

數(shu)(shu)(shu)字(zi)孿生技(ji)術的構建(jian)首先需要對(dui)城市或建(jian)筑物進行空間數(shu)(shu)(shu)據采(cai)(cai)集(ji)。通過(guo)街景瀏覽車、無(wu)人機等技(ji)術手段采(cai)(cai)集(ji)現實(shi)世界(jie)中的空間數(shu)(shu)(shu)據，將采(cai)(cai)集(ji)到的數(shu)(shu)(shu)據進行整合(he)和加工，形成(cheng)城市或建(jian)筑物的三維空間數(shu)(shu)(shu)據模型(xing)。這(zhe)些數(shu)(shu)(shu)據包括但不限(xian)于環境數(shu)(shu)(shu)據、地理數(shu)(shu)(shu)據、人口(kou)數(shu)(shu)(shu)據等，這(zhe)些數(shu)(shu)(shu)據被整合(he)形成(cheng)一個空間數(shu)(shu)(shu)據庫，為虛擬世界(jie)提供了參考和支持。

2、建筑物信息模型

建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物(wu)信息(xi)模(mo)(mo)型（BIM）是建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)行(xing)業(ye)較為流行(xing)的(de)(de)數(shu)字(zi)(zi)化(hua)技(ji)術之(zhi)一，數(shu)字(zi)(zi)孿生技(ji)術的(de)(de)構建(jian)(jian)也(ye)需要采(cai)用BIM技(ji)術。BIM是一種將(jiang)設計、施工(gong)和運(yun)營以數(shu)字(zi)(zi)化(hua)方(fang)式進(jin)行(xing)集(ji)成的(de)(de)方(fang)法(fa)，利用BIM模(mo)(mo)型能夠(gou)精細化(hua)描述建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物(wu)的(de)(de)功能、結構、材料(liao)、維護等(deng)信息(xi)。將(jiang)采(cai)集(ji)到的(de)(de)空間(jian)數(shu)據與BIM模(mo)(mo)型進(jin)行(xing)整合，可以對建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物(wu)、道(dao)路、綠化(hua)帶等(deng)進(jin)行(xing)模(mo)(mo)擬(ni)分析，根(gen)據模(mo)(mo)擬(ni)結果進(jin)行(xing)優化(hua)或改(gai)進(jin)，從而為城市(shi)的(de)(de)改(gai)造和建(jian)(jian)設提(ti)供方(fang)案(an)支持。

3、圖像處理技術

數字孿生城市的構建(jian)還需要圖像(xiang)處(chu)理技術(shu)(shu)的支(zhi)持。當采集到空間數據(ju)之(zhi)后，利用圖像(xiang)處(chu)理技術(shu)(shu)對道路(lu)、綠化帶、建(jian)筑(zhu)物進行分類和識(shi)別(bie)，從而實現對各種類型的建(jian)筑(zhu)物的識(shi)別(bie)和區(qu)分。圖像(xiang)處(chu)理技術(shu)(shu)可(ke)以(yi)將(jiang)原始數據(ju)轉化為可(ke)視化的智能圖像(xiang)，可(ke)以(yi)較(jiao)為直觀地展(zhan)示建(jian)筑(zhu)物的結構和周邊環境信息(xi)。

4、計算機模擬技術

數字孿生城市的(de)(de)(de)核心是建立(li)實體(ti)建筑與虛擬(ni)城(cheng)市體(ti)系之間的(de)(de)(de)聯(lian)系，計算(suan)機(ji)模(mo)擬(ni)技術(shu)是機(ji)器(qi)語言(yan)與數(shu)學語言(yan)結合的(de)(de)(de)數(shu)字化技術(shu)手段(duan)，可以(yi)對(dui)虛擬(ni)世界建立(li)動態、交(jiao)互式(shi)的(de)(de)(de)模(mo)擬(ni)系統。根據實體(ti)建筑的(de)(de)(de)數(shu)據，計算(suan)機(ji)模(mo)擬(ni)技術(shu)可以(yi)精細(xi)地建立(li)建筑物的(de)(de)(de)虛擬(ni)模(mo)型，實現精準的(de)(de)(de)仿真。通過計算(suan)機(ji)模(mo)擬(ni)技術(shu)，我們可以(yi)模(mo)擬(ni)物理環境、氣候和人(ren)類(lei)活(huo)動等變量(liang)，營造(zao)出更(geng)加人(ren)性(xing)化和可持續的(de)(de)(de)城(cheng)市環境。

5、數據挖掘技術

對(dui)(dui)已有的(de)大(da)量數(shu)(shu)據(ju)(ju)進行挖掘(jue)(jue)、分(fen)析和釋放，可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)為城(cheng)市智(zhi)慧(hui)化(hua)(hua)提(ti)(ti)供(gong)多元化(hua)(hua)支持的(de)策(ce)略、方(fang)(fang)案(an)(an)和實施(shi)方(fang)(fang)案(an)(an)。以(yi)(yi)(yi)(yi)數(shu)(shu)據(ju)(ju)挖掘(jue)(jue)為基礎的(de)技術可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)發(fa)現數(shu)(shu)據(ju)(ju)中未知或(huo)隱藏的(de)規律、關聯性、趨勢(shi)等(deng)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)將原始數(shu)(shu)據(ju)(ju)轉化(hua)(hua)為可(ke)(ke)視化(hua)(hua)、可(ke)(ke)理解的(de)結構，為城(cheng)市的(de)智(zhi)慧(hui)化(hua)(hua)提(ti)(ti)供(gong)科(ke)學依據(ju)(ju)。同時，數(shu)(shu)據(ju)(ju)挖掘(jue)(jue)技術也可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)為城(cheng)市的(de)運營(ying)提(ti)(ti)供(gong)決策(ce)支持，通過對(dui)(dui)數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)挖掘(jue)(jue)和分(fen)析，可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)實現精準化(hua)(hua)的(de)城(cheng)市資(zi)源協調和運營(ying)。