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)(jing)準映(ying)射是指數(shu)字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)通過天(tian)空、地面(mian)、地下、河道(dao)等(deng)各層面(mian)的(de)傳感器布設，實現對城(cheng)(cheng)市(shi)道(dao)路、橋梁(liang)、井蓋(gai)、燈蓋(gai)、建筑等(deng)基礎設施的(de)全面(mian)數(shu)字化(hua)建模，以(yi)及對城(cheng)(cheng)市(shi)運行狀態(tai)(tai)的(de)充分感知、動(dong)態(tai)(tai)監(jian)測，形(xing)成虛擬城(cheng)(cheng)市(shi)在信息維(wei)度(du)上(shang)對實體城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)精(jing)(jing)準信息表(biao)達和映(ying)射。

2、虛實交互

虛(xu)實(shi)交互是指城市基礎設施、各(ge)類(lei)部件建設即(ji)有痕跡，城市居民、來訪人員上(shang)網聯(lian)系即(ji)有信息。未來的數字孿生(sheng)城市中，在城市實(shi)體空間(jian)可觀察各(ge)類(lei)痕跡，在城市虛(xu)擬空間(jian)可搜(sou)索各(ge)類(lei)信息，城市規劃(hua)、建設以及民眾的各(ge)類(lei)活動(dong)，不僅(jin)存在于實(shi)體空間(jian)，而(er)且在虛(xu)擬空間(jian)得到極大擴充，虛(xu)實(shi)融合、虛(xu)實(shi)協同(tong)將定義城市未來發(fa)展新模(mo)式(shi)。

3、軟件定義

軟件(jian)定義是指(zhi)孿生城(cheng)市針對物理(li)城(cheng)市建立相(xiang)對應的(de)(de)虛擬(ni)模型，并(bing)以(yi)軟件(jian)的(de)(de)方式模擬(ni)城(cheng)市中的(de)(de)人、事、物在(zai)真(zhen)實環境(jing)下的(de)(de)行為，通過云端(duan)計(ji)算(suan)、邊緣(yuan)計(ji)算(suan)，軟性指(zhi)引城(cheng)市的(de)(de)交通信號控制、電熱能源調度(du)、重大項(xiang)目(mu)周期管理(li)、基礎(chu)設(she)施(shi)選址(zhi)建設(she)等。

4、智能干預

智(zhi)能干預是指通過對數字孿生城(cheng)市(shi)(shi)(shi)規劃(hua)設(she)計、模擬仿真等，盡早發(fa)現(xian)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)可(ke)能產生的(de)不(bu)良影響、矛盾(dun)沖突、潛(qian)在危險(xian)等，進行(xing)(xing)智(zhi)能預警并提供合理(li)(li)可(ke)行(xing)(xing)的(de)對策建(jian)議(yi)；以未來視(shi)角對城(cheng)市(shi)(shi)(shi)原有發(fa)展軌(gui)跡和運(yun)行(xing)(xing)狀態(tai)進行(xing)(xing)智(zhi)能干預，進而指引和優(you)化(hua)實(shi)體城(cheng)市(shi)(shi)(shi)的(de)規劃(hua)、管理(li)(li)，改(gai)善市(shi)(shi)(shi)民服務供給，賦(fu)予城(cheng)市(shi)(shi)(shi)生活“智(zhi)慧”。

二、數字孿生城市的技術原理是什么

數字孿(luan)生城市的建(jian)設(she)主要應用數字孿(luan)生技(ji)(ji)術，數字孿(luan)生技(ji)(ji)術的構建(jian)需要多個(ge)方面的技(ji)(ji)術手段和技(ji)(ji)術支持(chi)，其技(ji)(ji)術原(yuan)理主要有：

1、空間數據采集

數(shu)(shu)(shu)字孿生技(ji)術的(de)(de)構(gou)建首先需(xu)要對城市或(huo)建筑物(wu)進行(xing)空(kong)(kong)間數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)集(ji)(ji)。通(tong)過街景瀏覽車、無人(ren)機等(deng)技(ji)術手段采(cai)集(ji)(ji)現(xian)實世界中(zhong)的(de)(de)空(kong)(kong)間數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，將采(cai)集(ji)(ji)到的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)進行(xing)整合(he)和加工，形(xing)成城市或(huo)建筑物(wu)的(de)(de)三維空(kong)(kong)間數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)模型。這(zhe)些(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)包括(kuo)但(dan)不限于環境數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、地理數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、人(ren)口數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)等(deng)，這(zhe)些(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)被整合(he)形(xing)成一個(ge)空(kong)(kong)間數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)庫(ku)，為虛擬世界提供了參考和支持。

2、建筑物信息模型

建筑(zhu)(zhu)物(wu)信(xin)息(xi)模型(xing)（BIM）是建筑(zhu)(zhu)行業較為(wei)流行的(de)數(shu)(shu)字化技術之(zhi)一(yi)，數(shu)(shu)字孿生技術的(de)構(gou)建也需要(yao)采用(yong)BIM技術。BIM是一(yi)種(zhong)將(jiang)(jiang)設(she)計(ji)、施工和運(yun)營以(yi)數(shu)(shu)字化方式(shi)進(jin)行集成的(de)方法，利用(yong)BIM模型(xing)能(neng)夠(gou)精細(xi)化描(miao)述建筑(zhu)(zhu)物(wu)的(de)功能(neng)、結(jie)構(gou)、材料、維護等信(xin)息(xi)。將(jiang)(jiang)采集到(dao)的(de)空間數(shu)(shu)據與BIM模型(xing)進(jin)行整合，可以(yi)對建筑(zhu)(zhu)物(wu)、道路、綠化帶等進(jin)行模擬分(fen)析，根據模擬結(jie)果進(jin)行優化或(huo)改(gai)進(jin)，從而為(wei)城市的(de)改(gai)造和建設(she)提供方案支持(chi)。

3、圖像處理技術

數字(zi)孿生城市的(de)構建(jian)還需要圖(tu)(tu)像(xiang)處(chu)(chu)理(li)技術的(de)支持。當采集(ji)到空間數據之后，利(li)用圖(tu)(tu)像(xiang)處(chu)(chu)理(li)技術對道路、綠化帶、建(jian)筑物進(jin)行分類和(he)識別，從而(er)實現對各(ge)種類型的(de)建(jian)筑物的(de)識別和(he)區分。圖(tu)(tu)像(xiang)處(chu)(chu)理(li)技術可以將原始數據轉化為可視化的(de)智能圖(tu)(tu)像(xiang)，可以較為直觀(guan)地展示建(jian)筑物的(de)結構和(he)周邊環境(jing)信息(xi)。

4、計算機模擬技術

數字孿生城市的(de)(de)核心是(shi)建(jian)立實(shi)體建(jian)筑(zhu)與虛(xu)擬城(cheng)市(shi)體系(xi)之間的(de)(de)聯系(xi)，計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)機模擬技(ji)(ji)術(shu)是(shi)機器(qi)語言與數學語言結合的(de)(de)數字化技(ji)(ji)術(shu)手段(duan)，可以(yi)對(dui)虛(xu)擬世界建(jian)立動態(tai)、交互式的(de)(de)模擬系(xi)統(tong)。根據(ju)實(shi)體建(jian)筑(zhu)的(de)(de)數據(ju)，計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)機模擬技(ji)(ji)術(shu)可以(yi)精(jing)細(xi)地建(jian)立建(jian)筑(zhu)物(wu)的(de)(de)虛(xu)擬模型，實(shi)現(xian)精(jing)準的(de)(de)仿真。通過計(ji)(ji)(ji)算(suan)(suan)機模擬技(ji)(ji)術(shu)，我們可以(yi)模擬物(wu)理環境、氣候和(he)人類活動等變量，營造出更加人性(xing)化和(he)可持續的(de)(de)城(cheng)市(shi)環境。

5、數據挖掘技術

對已有的(de)(de)(de)大量數(shu)據(ju)(ju)進行挖掘、分析和(he)釋放，可(ke)(ke)以(yi)為(wei)(wei)城市(shi)智慧(hui)化(hua)提(ti)供多元化(hua)支持的(de)(de)(de)策略、方(fang)案(an)和(he)實施方(fang)案(an)。以(yi)數(shu)據(ju)(ju)挖掘為(wei)(wei)基礎的(de)(de)(de)技術(shu)(shu)可(ke)(ke)以(yi)發現數(shu)據(ju)(ju)中未知(zhi)或(huo)隱藏的(de)(de)(de)規(gui)律、關(guan)聯性、趨勢等，可(ke)(ke)以(yi)將原始數(shu)據(ju)(ju)轉化(hua)為(wei)(wei)可(ke)(ke)視化(hua)、可(ke)(ke)理(li)解的(de)(de)(de)結構，為(wei)(wei)城市(shi)的(de)(de)(de)智慧(hui)化(hua)提(ti)供科學(xue)依據(ju)(ju)。同(tong)時，數(shu)據(ju)(ju)挖掘技術(shu)(shu)也可(ke)(ke)以(yi)為(wei)(wei)城市(shi)的(de)(de)(de)運(yun)營提(ti)供決(jue)策支持，通過對數(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)挖掘和(he)分析，可(ke)(ke)以(yi)實現精(jing)準化(hua)的(de)(de)(de)城市(shi)資源協調和(he)運(yun)營。