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(zhun)映(ying)射是指(zhi)數(shu)字孿生城市通過天空(kong)、地面(mian)、地下、河道等各層面(mian)的(de)傳感器(qi)布設，實現對城市道路(lu)、橋梁(liang)、井蓋、燈蓋、建(jian)筑等基礎設施的(de)全面(mian)數(shu)字化建(jian)模，以及對城市運行狀態(tai)(tai)的(de)充分(fen)感知、動態(tai)(tai)監測，形成虛擬城市在信(xin)息維度上對實體城市的(de)精準(zhun)信(xin)息表達和映(ying)射。

2、虛實交互

虛(xu)實(shi)(shi)交互是(shi)指城(cheng)市(shi)(shi)基礎(chu)設施、各(ge)(ge)類(lei)(lei)部件建設即有(you)痕(hen)跡，城(cheng)市(shi)(shi)居民、來訪人員(yuan)上網聯系即有(you)信(xin)息(xi)。未(wei)來的(de)(de)數字孿生城(cheng)市(shi)(shi)中(zhong)，在(zai)(zai)城(cheng)市(shi)(shi)實(shi)(shi)體空(kong)(kong)間可觀(guan)察各(ge)(ge)類(lei)(lei)痕(hen)跡，在(zai)(zai)城(cheng)市(shi)(shi)虛(xu)擬空(kong)(kong)間可搜索各(ge)(ge)類(lei)(lei)信(xin)息(xi)，城(cheng)市(shi)(shi)規(gui)劃、建設以及民眾的(de)(de)各(ge)(ge)類(lei)(lei)活動(dong)，不僅存在(zai)(zai)于實(shi)(shi)體空(kong)(kong)間，而(er)且在(zai)(zai)虛(xu)擬空(kong)(kong)間得到極大擴(kuo)充，虛(xu)實(shi)(shi)融合(he)、虛(xu)實(shi)(shi)協同將定義城(cheng)市(shi)(shi)未(wei)來發展新模式。

3、軟件定義

軟(ruan)(ruan)(ruan)件定義是指(zhi)孿(luan)生城(cheng)市(shi)針對(dui)(dui)物理城(cheng)市(shi)建立相對(dui)(dui)應的(de)虛擬模(mo)型，并(bing)以軟(ruan)(ruan)(ruan)件的(de)方式模(mo)擬城(cheng)市(shi)中(zhong)的(de)人、事、物在真實環境下的(de)行為，通(tong)過云端計(ji)(ji)算、邊緣計(ji)(ji)算，軟(ruan)(ruan)(ruan)性指(zhi)引城(cheng)市(shi)的(de)交通(tong)信號控(kong)制(zhi)、電熱能(neng)源調度、重(zhong)大項(xiang)目周期管理、基礎(chu)設施選址(zhi)建設等(deng)。

4、智能干預

智能(neng)(neng)干預(yu)是(shi)指通過對(dui)數(shu)字孿生(sheng)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)規劃設(she)計(ji)、模(mo)擬仿真等(deng)，盡早(zao)發現城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)可能(neng)(neng)產生(sheng)的不良影響、矛(mao)盾沖突、潛在危險等(deng)，進行(xing)(xing)(xing)智能(neng)(neng)預(yu)警并提供(gong)合理(li)可行(xing)(xing)(xing)的對(dui)策建(jian)議；以未(wei)來視角對(dui)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)原有(you)發展軌跡和運行(xing)(xing)(xing)狀態進行(xing)(xing)(xing)智能(neng)(neng)干預(yu)，進而指引和優化實體城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)的規劃、管理(li)，改(gai)善市(shi)民(min)服務供(gong)給，賦予城(cheng)(cheng)(cheng)市(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(sheng)(sheng)城(cheng)市的建設主要應用數字(zi)孿生(sheng)(sheng)技(ji)術(shu)(shu)，數字(zi)孿生(sheng)(sheng)技(ji)術(shu)(shu)的構建需要多(duo)個(ge)方面(mian)的技(ji)術(shu)(shu)手段和(he)技(ji)術(shu)(shu)支持，其(qi)技(ji)術(shu)(shu)原理主要有：

1、空間數據采集

數(shu)(shu)(shu)(shu)字孿生技術(shu)的(de)構建(jian)首(shou)先需要對(dui)城市(shi)或(huo)建(jian)筑(zhu)物進行空(kong)間數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)。通過街(jie)景(jing)瀏(liu)覽車(che)、無人機等(deng)技術(shu)手段采(cai)(cai)集(ji)現實世界中的(de)空(kong)間數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，將(jiang)采(cai)(cai)集(ji)到的(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)進行整(zheng)合和(he)加工(gong)，形成城市(shi)或(huo)建(jian)筑(zhu)物的(de)三維空(kong)間數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)模(mo)型。這些數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)包(bao)括(kuo)但(dan)不限于環境數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)、地理數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)、人口數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)等(deng)，這些數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)被整(zheng)合形成一(yi)個空(kong)間數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)庫，為(wei)虛(xu)擬世界提供了參考(kao)和(he)支持。

2、建筑物信息模型

建(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)(wu)信息(xi)模型(xing)（BIM）是(shi)建(jian)筑(zhu)(zhu)行(xing)業(ye)較為流行(xing)的(de)數(shu)(shu)字化(hua)(hua)(hua)技術(shu)(shu)之一，數(shu)(shu)字孿生技術(shu)(shu)的(de)構(gou)(gou)建(jian)也需要采用BIM技術(shu)(shu)。BIM是(shi)一種將設計、施工和運營以(yi)數(shu)(shu)字化(hua)(hua)(hua)方式進行(xing)集成(cheng)的(de)方法，利(li)用BIM模型(xing)能夠精細化(hua)(hua)(hua)描述建(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)(wu)的(de)功能、結構(gou)(gou)、材(cai)料(liao)、維護等信息(xi)。將采集到的(de)空間數(shu)(shu)據與BIM模型(xing)進行(xing)整合，可以(yi)對建(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)(wu)、道路、綠化(hua)(hua)(hua)帶等進行(xing)模擬分析，根據模擬結果(guo)進行(xing)優化(hua)(hua)(hua)或改進，從而為城市的(de)改造和建(jian)設提供方案支持。

3、圖像處理技術

數(shu)字孿生(sheng)城市的(de)(de)構建(jian)還需要圖(tu)(tu)像(xiang)處(chu)理(li)技(ji)(ji)術的(de)(de)支持。當(dang)采集到空間數(shu)據之(zhi)后，利用圖(tu)(tu)像(xiang)處(chu)理(li)技(ji)(ji)術對道路(lu)、綠化帶、建(jian)筑物(wu)進行分類和識別，從而實現對各種類型的(de)(de)建(jian)筑物(wu)的(de)(de)識別和區(qu)分。圖(tu)(tu)像(xiang)處(chu)理(li)技(ji)(ji)術可(ke)以將(jiang)原始數(shu)據轉化為可(ke)視化的(de)(de)智能圖(tu)(tu)像(xiang)，可(ke)以較為直觀地展(zhan)示建(jian)筑物(wu)的(de)(de)結構和周邊環境信息。

4、計算機模擬技術

數字孿生城市的(de)(de)核心是建立實體建筑(zhu)與(yu)虛擬(ni)城市體系(xi)之間的(de)(de)聯系(xi)，計(ji)算機模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)是機器(qi)語言(yan)與(yu)數學語言(yan)結合的(de)(de)數字化技(ji)術(shu)手段，可(ke)以(yi)對虛擬(ni)世界建立動態、交互式的(de)(de)模(mo)擬(ni)系(xi)統。根(gen)據實體建筑(zhu)的(de)(de)數據，計(ji)算機模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)精細地建立建筑(zhu)物的(de)(de)虛擬(ni)模(mo)型，實現精準的(de)(de)仿真。通過計(ji)算機模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)，我們可(ke)以(yi)模(mo)擬(ni)物理環境、氣(qi)候和(he)人類活動等變量(liang)，營(ying)造出更加人性化和(he)可(ke)持續的(de)(de)城市環境。

5、數據挖掘技術

對(dui)已有的(de)(de)大量數(shu)據進行挖(wa)掘(jue)、分析和釋放，可(ke)以為城(cheng)(cheng)市(shi)智慧(hui)化(hua)提供多元化(hua)支持(chi)的(de)(de)策略、方(fang)案和實施方(fang)案。以數(shu)據挖(wa)掘(jue)為基礎的(de)(de)技(ji)術可(ke)以發現數(shu)據中未知或隱藏的(de)(de)規律、關聯性、趨勢等，可(ke)以將原始數(shu)據轉化(hua)為可(ke)視化(hua)、可(ke)理解(jie)的(de)(de)結構，為城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)智慧(hui)化(hua)提供科(ke)學依(yi)據。同時，數(shu)據挖(wa)掘(jue)技(ji)術也可(ke)以為城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)運營(ying)提供決策支持(chi)，通過對(dui)數(shu)據的(de)(de)挖(wa)掘(jue)和分析，可(ke)以實現精準化(hua)的(de)(de)城(cheng)(cheng)市(shi)資源協(xie)調(diao)和運營(ying)。