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)準映射是指數字孿生城市(shi)通過(guo)天空(kong)、地(di)面(mian)、地(di)下(xia)、河道等各(ge)層(ceng)面(mian)的(de)傳感器(qi)布設(she)，實現(xian)對城市(shi)道路、橋梁(liang)、井蓋、燈蓋、建筑等基(ji)礎設(she)施的(de)全(quan)面(mian)數字化建模，以(yi)及對城市(shi)運行狀態的(de)充分感知、動(dong)態監測(ce)，形成虛擬城市(shi)在信(xin)息維度(du)上(shang)對實體城市(shi)的(de)精(jing)準信(xin)息表(biao)達和映射。

2、虛實交互

虛(xu)(xu)實交互是指城(cheng)(cheng)市(shi)基(ji)礎(chu)設施、各(ge)類(lei)(lei)部件建設即有痕跡，城(cheng)(cheng)市(shi)居民(min)、來(lai)訪人員(yuan)上網聯系即有信(xin)息。未來(lai)的數字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)中，在城(cheng)(cheng)市(shi)實體空(kong)間(jian)可觀察各(ge)類(lei)(lei)痕跡，在城(cheng)(cheng)市(shi)虛(xu)(xu)擬(ni)空(kong)間(jian)可搜索各(ge)類(lei)(lei)信(xin)息，城(cheng)(cheng)市(shi)規劃、建設以(yi)及民(min)眾的各(ge)類(lei)(lei)活(huo)動，不僅存在于實體空(kong)間(jian)，而且在虛(xu)(xu)擬(ni)空(kong)間(jian)得到(dao)極大擴充(chong)，虛(xu)(xu)實融合、虛(xu)(xu)實協同(tong)將(jiang)定義城(cheng)(cheng)市(shi)未來(lai)發展新模式。

3、軟件定義

軟(ruan)件(jian)定(ding)義是指孿(luan)生城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)針對物(wu)理(li)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)建立相對應的(de)虛擬(ni)模型，并以軟(ruan)件(jian)的(de)方(fang)式(shi)模擬(ni)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)中的(de)人(ren)、事、物(wu)在真(zhen)實(shi)環境下的(de)行為，通過云(yun)端計算、邊(bian)緣計算，軟(ruan)性指引城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的(de)交通信號控制、電熱能源(yuan)調度(du)、重(zhong)大項(xiang)目周期管理(li)、基(ji)礎設施選址建設等(deng)。

4、智能干預

智能(neng)干預(yu)是指(zhi)通過對(dui)數字孿生城(cheng)市(shi)規(gui)劃設計、模擬仿真等，盡早發現城(cheng)市(shi)可能(neng)產生的不良(liang)影響、矛盾沖突、潛在危險等，進行智能(neng)預(yu)警并提供(gong)合理可行的對(dui)策建議；以未來視角對(dui)城(cheng)市(shi)原有發展軌跡和(he)運(yun)行狀態(tai)進行智能(neng)干預(yu)，進而(er)指(zhi)引和(he)優化實體(ti)城(cheng)市(shi)的規(gui)劃、管理，改善(shan)市(shi)民服務供(gong)給，賦予城(cheng)市(shi)生活“智慧”。

二、數字孿生城市的技術原理是什么

數字(zi)孿(luan)(luan)生城市的建設主要(yao)(yao)應(ying)用數字(zi)孿(luan)(luan)生技(ji)術(shu)(shu)(shu)，數字(zi)孿(luan)(luan)生技(ji)術(shu)(shu)(shu)的構建需要(yao)(yao)多個方面的技(ji)術(shu)(shu)(shu)手段和(he)技(ji)術(shu)(shu)(shu)支持，其技(ji)術(shu)(shu)(shu)原理主要(yao)(yao)有：

1、空間數據采集

數(shu)字孿生技術的構建首(shou)先需要(yao)對城市或建筑物(wu)進行空(kong)(kong)(kong)間(jian)數(shu)據(ju)采集。通過(guo)街(jie)景瀏覽車、無人機等(deng)技術手(shou)段采集現實世界中的空(kong)(kong)(kong)間(jian)數(shu)據(ju)，將采集到的數(shu)據(ju)進行整(zheng)合(he)和加工，形成城市或建筑物(wu)的三維空(kong)(kong)(kong)間(jian)數(shu)據(ju)模型。這些數(shu)據(ju)包括但不(bu)限于環境數(shu)據(ju)、地理數(shu)據(ju)、人口數(shu)據(ju)等(deng)，這些數(shu)據(ju)被整(zheng)合(he)形成一個(ge)空(kong)(kong)(kong)間(jian)數(shu)據(ju)庫，為虛擬世界提供了參考和支持。

2、建筑物信息模型

建筑物(wu)信息模型(xing)(xing)（BIM）是建筑行業較(jiao)為流行的數字(zi)化技術之一(yi)，數字(zi)孿生技術的構(gou)建也(ye)需(xu)要采(cai)用(yong)BIM技術。BIM是一(yi)種(zhong)將(jiang)設計、施工和運營以數字(zi)化方(fang)式進(jin)(jin)行集成的方(fang)法，利(li)用(yong)BIM模型(xing)(xing)能夠精細化描述(shu)建筑物(wu)的功能、結構(gou)、材(cai)料(liao)、維護等信息。將(jiang)采(cai)集到的空間數據(ju)與BIM模型(xing)(xing)進(jin)(jin)行整(zheng)合，可以對建筑物(wu)、道路、綠化帶(dai)等進(jin)(jin)行模擬(ni)分析(xi)，根據(ju)模擬(ni)結果進(jin)(jin)行優(you)化或改進(jin)(jin)，從而為城市(shi)的改造(zao)和建設提(ti)供方(fang)案支持。

3、圖像處理技術

數(shu)字孿生(sheng)城(cheng)市(shi)的(de)構建(jian)還需要圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)技術(shu)的(de)支持(chi)。當采集到空間(jian)數(shu)據之后，利(li)用圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)技術(shu)對道路、綠化帶(dai)、建(jian)筑(zhu)物進行分(fen)(fen)類和(he)識(shi)別(bie)，從(cong)而實(shi)現(xian)對各種類型的(de)建(jian)筑(zhu)物的(de)識(shi)別(bie)和(he)區分(fen)(fen)。圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)技術(shu)可以將原始數(shu)據轉化為可視化的(de)智能圖(tu)像(xiang)，可以較為直觀地展(zhan)示建(jian)筑(zhu)物的(de)結構和(he)周邊環境信息。

4、計算機模擬技術

數字孿生城市的核心是(shi)建(jian)立實體建(jian)筑與虛(xu)擬(ni)城市(shi)體系之間的聯系，計(ji)算(suan)機模(mo)擬(ni)技(ji)(ji)術是(shi)機器語(yu)言(yan)與數學語(yu)言(yan)結(jie)合的數字化技(ji)(ji)術手段，可(ke)以(yi)對虛(xu)擬(ni)世界(jie)建(jian)立動態、交互式的模(mo)擬(ni)系統。根(gen)據實體建(jian)筑的數據，計(ji)算(suan)機模(mo)擬(ni)技(ji)(ji)術可(ke)以(yi)精(jing)細(xi)地建(jian)立建(jian)筑物(wu)的虛(xu)擬(ni)模(mo)型，實現精(jing)準的仿(fang)真(zhen)。通過計(ji)算(suan)機模(mo)擬(ni)技(ji)(ji)術，我們可(ke)以(yi)模(mo)擬(ni)物(wu)理環境、氣候和人類(lei)活動等變量，營(ying)造(zao)出(chu)更加人性化和可(ke)持續的城市(shi)環境。

5、數據挖掘技術

對(dui)已(yi)有的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量數(shu)據(ju)進行挖(wa)掘、分析和(he)釋(shi)放，可以(yi)(yi)(yi)為城市(shi)智慧(hui)化(hua)提供多元化(hua)支(zhi)持的(de)(de)(de)(de)(de)策略、方案和(he)實施方案。以(yi)(yi)(yi)數(shu)據(ju)挖(wa)掘為基礎的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)可以(yi)(yi)(yi)發現數(shu)據(ju)中未知或隱(yin)藏(zang)的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)律(lv)、關聯(lian)性、趨勢等，可以(yi)(yi)(yi)將(jiang)原始數(shu)據(ju)轉(zhuan)化(hua)為可視(shi)化(hua)、可理(li)解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)，為城市(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)智慧(hui)化(hua)提供科(ke)學依據(ju)。同(tong)時，數(shu)據(ju)挖(wa)掘技術(shu)也可以(yi)(yi)(yi)為城市(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)運營(ying)提供決策支(zhi)持，通過對(dui)數(shu)據(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)挖(wa)掘和(he)分析，可以(yi)(yi)(yi)實現精(jing)準(zhun)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)城市(shi)資源協調和(he)運營(ying)。