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(jing)準映射是(shi)指數字(zi)孿生城市(shi)通(tong)過天空(kong)、地面(mian)(mian)、地下(xia)、河道(dao)等各層面(mian)(mian)的傳(chuan)感器布(bu)設，實現對城市(shi)道(dao)路、橋(qiao)梁(liang)、井蓋、燈(deng)蓋、建筑等基礎(chu)設施(shi)的全(quan)面(mian)(mian)數字(zi)化建模，以及對城市(shi)運行狀態的充分感知、動(dong)態監(jian)測(ce)，形(xing)成虛擬城市(shi)在信(xin)息維度上對實體城市(shi)的精(jing)準信(xin)息表達和(he)映射。

2、虛實交互

虛(xu)(xu)(xu)實交互(hu)是指城(cheng)(cheng)市(shi)基礎設施、各類(lei)(lei)部(bu)件建設即有痕跡，城(cheng)(cheng)市(shi)居民、來訪人員上(shang)網聯系即有信(xin)息。未來的(de)數字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)中，在(zai)城(cheng)(cheng)市(shi)實體(ti)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)可觀(guan)察各類(lei)(lei)痕跡，在(zai)城(cheng)(cheng)市(shi)虛(xu)(xu)(xu)擬空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)可搜索各類(lei)(lei)信(xin)息，城(cheng)(cheng)市(shi)規劃、建設以及(ji)民眾的(de)各類(lei)(lei)活動，不僅(jin)存(cun)在(zai)于實體(ti)空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)，而且在(zai)虛(xu)(xu)(xu)擬空(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)得到極大擴充，虛(xu)(xu)(xu)實融合、虛(xu)(xu)(xu)實協同將(jiang)定義城(cheng)(cheng)市(shi)未來發展新模式。

3、軟件定義

軟件(jian)定(ding)義是(shi)指孿生城(cheng)市針對(dui)物理城(cheng)市建立(li)相對(dui)應的(de)虛擬(ni)模型，并以軟件(jian)的(de)方式(shi)模擬(ni)城(cheng)市中的(de)人、事(shi)、物在(zai)真實環(huan)境(jing)下的(de)行為(wei)，通過云端計算(suan)、邊緣計算(suan)，軟性指引(yin)城(cheng)市的(de)交通信(xin)號(hao)控制、電熱能源調度、重大項目(mu)周期(qi)管理、基礎設(she)施選址建設(she)等。

4、智能干預

智能干預(yu)是指通過對(dui)(dui)數字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)規劃設(she)計、模擬仿真等(deng)，盡(jin)早發(fa)現城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)可能產生(sheng)的(de)不良影響、矛盾(dun)沖突、潛在危(wei)險等(deng)，進(jin)行智能預(yu)警(jing)并提供合理(li)可行的(de)對(dui)(dui)策(ce)建議；以未來視角對(dui)(dui)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)原有發(fa)展軌跡(ji)和運行狀態進(jin)行智能干預(yu)，進(jin)而指引(yin)和優化實體城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的(de)規劃、管(guan)理(li)，改(gai)善市(shi)(shi)民服務供給，賦予城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)生(sheng)活“智慧(hui)”。

二、數字孿生城市的技術原理是什么

數字(zi)孿生城市的(de)建設主要(yao)(yao)應用數字(zi)孿生技術(shu)，數字(zi)孿生技術(shu)的(de)構建需要(yao)(yao)多個方(fang)面(mian)的(de)技術(shu)手段和技術(shu)支持，其(qi)技術(shu)原(yuan)理主要(yao)(yao)有(you)：

1、空間數據采集

數(shu)(shu)字孿生技術(shu)的構建首(shou)先(xian)需要(yao)對城市或建筑物(wu)進(jin)行空間(jian)(jian)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采集。通過街景瀏覽車、無人機等技術(shu)手段采集現實世界(jie)中的空間(jian)(jian)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，將采集到的數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)進(jin)行整合和加工，形成城市或建筑物(wu)的三維空間(jian)(jian)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)模型。這些數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)包括但(dan)不限(xian)于環境(jing)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、地理數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、人口數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)等，這些數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)被(bei)整合形成一(yi)個空間(jian)(jian)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)庫，為虛擬世界(jie)提(ti)供了參考和支持。

2、建筑物信息模型

建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物信息模(mo)(mo)型（BIM）是(shi)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)行(xing)(xing)業較(jiao)為流(liu)行(xing)(xing)的(de)(de)數字化技(ji)術之一，數字孿生技(ji)術的(de)(de)構建(jian)(jian)(jian)也需要采用BIM技(ji)術。BIM是(shi)一種將設計、施工和(he)運營以數字化方(fang)式進(jin)(jin)行(xing)(xing)集(ji)成的(de)(de)方(fang)法(fa)，利用BIM模(mo)(mo)型能夠(gou)精細化描(miao)述建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物的(de)(de)功能、結構、材料、維護等(deng)信息。將采集(ji)到的(de)(de)空間數據與BIM模(mo)(mo)型進(jin)(jin)行(xing)(xing)整(zheng)合，可(ke)以對建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)物、道路、綠化帶等(deng)進(jin)(jin)行(xing)(xing)模(mo)(mo)擬(ni)分析，根據模(mo)(mo)擬(ni)結果進(jin)(jin)行(xing)(xing)優化或改進(jin)(jin)，從(cong)而為城市的(de)(de)改造和(he)建(jian)(jian)(jian)設提(ti)供(gong)方(fang)案支持。

3、圖像處理技術

數(shu)字孿(luan)生城市的(de)構建(jian)(jian)還需(xu)要(yao)圖(tu)像處(chu)(chu)理技術的(de)支持。當采集到空間數(shu)據(ju)之后(hou)，利用圖(tu)像處(chu)(chu)理技術對(dui)道路、綠化帶、建(jian)(jian)筑(zhu)物進行分類和(he)識(shi)別(bie)，從而實現對(dui)各(ge)種(zhong)類型的(de)建(jian)(jian)筑(zhu)物的(de)識(shi)別(bie)和(he)區分。圖(tu)像處(chu)(chu)理技術可以將(jiang)原始數(shu)據(ju)轉化為可視化的(de)智(zhi)能圖(tu)像，可以較為直觀地(di)展示建(jian)(jian)筑(zhu)物的(de)結構和(he)周邊(bian)環境(jing)信(xin)息。

4、計算機模擬技術

數字孿生城市的(de)核心是(shi)(shi)建(jian)立實體(ti)建(jian)筑與(yu)(yu)虛(xu)擬城(cheng)(cheng)市體(ti)系(xi)(xi)之間的(de)聯(lian)系(xi)(xi)，計算機(ji)模(mo)擬技(ji)術是(shi)(shi)機(ji)器語言與(yu)(yu)數學語言結合的(de)數字化技(ji)術手段，可(ke)(ke)以(yi)對虛(xu)擬世界建(jian)立動態、交互(hu)式的(de)模(mo)擬系(xi)(xi)統。根據實體(ti)建(jian)筑的(de)數據，計算機(ji)模(mo)擬技(ji)術可(ke)(ke)以(yi)精(jing)細地(di)建(jian)立建(jian)筑物的(de)虛(xu)擬模(mo)型，實現(xian)精(jing)準的(de)仿(fang)真。通過計算機(ji)模(mo)擬技(ji)術，我(wo)們可(ke)(ke)以(yi)模(mo)擬物理環(huan)境、氣(qi)候(hou)和人類活動等變量，營(ying)造出更加人性化和可(ke)(ke)持續的(de)城(cheng)(cheng)市環(huan)境。

5、數據挖掘技術

對(dui)已有的(de)(de)大量數(shu)(shu)據(ju)進行挖(wa)掘、分析(xi)和釋(shi)放，可(ke)以為城(cheng)市智慧(hui)化(hua)提供多元化(hua)支持(chi)的(de)(de)策略、方案(an)和實施方案(an)。以數(shu)(shu)據(ju)挖(wa)掘為基礎的(de)(de)技術可(ke)以發現(xian)數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)未知或隱藏的(de)(de)規(gui)律、關聯性(xing)、趨勢等，可(ke)以將(jiang)原始數(shu)(shu)據(ju)轉化(hua)為可(ke)視(shi)化(hua)、可(ke)理解的(de)(de)結構，為城(cheng)市的(de)(de)智慧(hui)化(hua)提供科(ke)學(xue)依(yi)據(ju)。同時，數(shu)(shu)據(ju)挖(wa)掘技術也可(ke)以為城(cheng)市的(de)(de)運營提供決(jue)策支持(chi)，通(tong)過對(dui)數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)挖(wa)掘和分析(xi)，可(ke)以實現(xian)精準化(hua)的(de)(de)城(cheng)市資源協調和運營。