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(zi)孿生城市通(tong)過天空、地(di)面、地(di)下(xia)、河道等各層(ceng)面的(de)傳感器布設，實(shi)現(xian)對城市道路、橋梁、井蓋(gai)、燈蓋(gai)、建筑等基礎設施的(de)全面數字(zi)化(hua)建模，以(yi)及對城市運(yun)行狀態(tai)的(de)充分感知、動態(tai)監測，形成虛擬城市在信息維度上(shang)對實(shi)體城市的(de)精(jing)準信息表達和映射。

2、虛實交互

虛(xu)實(shi)交(jiao)互是指城(cheng)(cheng)(cheng)市基(ji)礎設(she)施、各類(lei)部(bu)件建設(she)即(ji)有痕跡，城(cheng)(cheng)(cheng)市居民、來(lai)訪人員上網聯系即(ji)有信息(xi)。未來(lai)的(de)數字孿生城(cheng)(cheng)(cheng)市中，在(zai)城(cheng)(cheng)(cheng)市實(shi)體空(kong)間(jian)可觀察各類(lei)痕跡，在(zai)城(cheng)(cheng)(cheng)市虛(xu)擬空(kong)間(jian)可搜索(suo)各類(lei)信息(xi)，城(cheng)(cheng)(cheng)市規(gui)劃、建設(she)以及民眾的(de)各類(lei)活(huo)動，不僅存在(zai)于實(shi)體空(kong)間(jian)，而且在(zai)虛(xu)擬空(kong)間(jian)得到極大擴(kuo)充，虛(xu)實(shi)融(rong)合、虛(xu)實(shi)協同將定義城(cheng)(cheng)(cheng)市未來(lai)發展新模式。

3、軟件定義

軟件定義是指孿生城(cheng)市針對(dui)物(wu)理(li)城(cheng)市建立相對(dui)應(ying)的虛擬(ni)模(mo)型，并以軟件的方式模(mo)擬(ni)城(cheng)市中(zhong)的人、事、物(wu)在真實(shi)環境(jing)下的行為，通(tong)過(guo)云端計(ji)算、邊緣計(ji)算，軟性指引城(cheng)市的交通(tong)信號控制、電熱能源調(diao)度、重大項目(mu)周期管理(li)、基礎設施選址建設等。

4、智能干預

智(zhi)能(neng)(neng)干預是指通過對數字孿(luan)生城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)規(gui)劃(hua)設計、模擬(ni)仿真等(deng)，盡早發現城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)可(ke)能(neng)(neng)產(chan)生的不(bu)良影響、矛盾沖突、潛在(zai)危險等(deng)，進(jin)行(xing)(xing)智(zhi)能(neng)(neng)預警并提(ti)供合理(li)可(ke)行(xing)(xing)的對策建議(yi)；以未來視角對城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)原有發展軌跡和(he)運行(xing)(xing)狀態進(jin)行(xing)(xing)智(zhi)能(neng)(neng)干預，進(jin)而(er)指引(yin)和(he)優化實體(ti)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的規(gui)劃(hua)、管理(li)，改善市(shi)(shi)民服務供給(gei)，賦予城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)生活“智(zhi)慧(hui)”。

二、數字孿生城市的技術原理是什么

數(shu)字(zi)孿生城市的(de)建設(she)主要應用數(shu)字(zi)孿生技(ji)(ji)術，數(shu)字(zi)孿生技(ji)(ji)術的(de)構建需要多個方(fang)面(mian)的(de)技(ji)(ji)術手段和技(ji)(ji)術支持，其技(ji)(ji)術原理主要有：

1、空間數據采集

數(shu)字孿生技術的(de)構建(jian)首先(xian)需要對(dui)城(cheng)市或建(jian)筑(zhu)物(wu)進(jin)行空間(jian)數(shu)據(ju)采集。通過街景瀏覽車、無(wu)人機等(deng)(deng)技術手段采集現實世界中的(de)空間(jian)數(shu)據(ju)，將采集到的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行整(zheng)合和(he)加(jia)工，形(xing)成(cheng)城(cheng)市或建(jian)筑(zhu)物(wu)的(de)三維空間(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)(deng)，這些數(shu)據(ju)被(bei)整(zheng)合形(xing)成(cheng)一個(ge)空間(jian)數(shu)據(ju)庫，為虛擬世界提供了(le)參考(kao)和(he)支持(chi)。

2、建筑物信息模型

建(jian)(jian)(jian)筑物信息模(mo)型(xing)（BIM）是建(jian)(jian)(jian)筑行(xing)業較為(wei)流行(xing)的(de)(de)數(shu)字(zi)化(hua)(hua)技術(shu)之一，數(shu)字(zi)孿生技術(shu)的(de)(de)構建(jian)(jian)(jian)也需要(yao)采用(yong)(yong)BIM技術(shu)。BIM是一種將設(she)計、施(shi)工和運(yun)營以(yi)數(shu)字(zi)化(hua)(hua)方式進行(xing)集(ji)成的(de)(de)方法(fa)，利用(yong)(yong)BIM模(mo)型(xing)能夠精細化(hua)(hua)描述建(jian)(jian)(jian)筑物的(de)(de)功(gong)能、結構、材料、維(wei)護等信息。將采集(ji)到的(de)(de)空間(jian)數(shu)據(ju)與(yu)BIM模(mo)型(xing)進行(xing)整合，可以(yi)對建(jian)(jian)(jian)筑物、道路、綠化(hua)(hua)帶等進行(xing)模(mo)擬分析，根(gen)據(ju)模(mo)擬結果進行(xing)優化(hua)(hua)或改進，從而為(wei)城市的(de)(de)改造和建(jian)(jian)(jian)設(she)提供方案支(zhi)持。

3、圖像處理技術

數字孿生城(cheng)市(shi)的(de)構(gou)建(jian)(jian)還需要圖像處(chu)理技術的(de)支持(chi)。當采集到空間(jian)數據(ju)之(zhi)后(hou)，利用圖像處(chu)理技術對道路(lu)、綠化(hua)帶(dai)、建(jian)(jian)筑物(wu)進行分類和(he)識別，從而(er)實現(xian)對各種類型的(de)建(jian)(jian)筑物(wu)的(de)識別和(he)區(qu)分。圖像處(chu)理技術可以(yi)將(jiang)原始(shi)數據(ju)轉化(hua)為(wei)可視化(hua)的(de)智能圖像，可以(yi)較為(wei)直觀(guan)地(di)展示建(jian)(jian)筑物(wu)的(de)結構(gou)和(he)周邊環境信(xin)息。

4、計算機模擬技術

數字孿生城市的核心(xin)是建(jian)立實(shi)體(ti)(ti)建(jian)筑與(yu)虛擬(ni)城市體(ti)(ti)系之(zhi)間的聯(lian)系，計算(suan)機(ji)模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)是機(ji)器語言與(yu)數學(xue)語言結合的數字化(hua)技(ji)術(shu)手段，可(ke)以對(dui)虛擬(ni)世界(jie)建(jian)立動態、交(jiao)互式的模(mo)擬(ni)系統。根(gen)據(ju)實(shi)體(ti)(ti)建(jian)筑的數據(ju)，計算(suan)機(ji)模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)可(ke)以精(jing)細地建(jian)立建(jian)筑物的虛擬(ni)模(mo)型，實(shi)現精(jing)準的仿真。通過計算(suan)機(ji)模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)，我們可(ke)以模(mo)擬(ni)物理環(huan)(huan)境(jing)(jing)、氣候和人(ren)(ren)類活(huo)動等(deng)變量(liang)，營造出更加人(ren)(ren)性化(hua)和可(ke)持續的城市環(huan)(huan)境(jing)(jing)。

5、數據挖掘技術

對(dui)(dui)已(yi)有的(de)(de)大量數據(ju)(ju)(ju)進行挖(wa)掘、分(fen)析(xi)和釋放，可(ke)以(yi)為(wei)城(cheng)市(shi)智(zhi)慧(hui)化(hua)提(ti)(ti)供(gong)多元化(hua)支持的(de)(de)策(ce)略、方(fang)案和實(shi)施方(fang)案。以(yi)數據(ju)(ju)(ju)挖(wa)掘為(wei)基礎的(de)(de)技術可(ke)以(yi)發現(xian)數據(ju)(ju)(ju)中(zhong)未知或隱藏的(de)(de)規律、關聯性(xing)、趨勢等，可(ke)以(yi)將(jiang)原始(shi)數據(ju)(ju)(ju)轉(zhuan)化(hua)為(wei)可(ke)視化(hua)、可(ke)理解(jie)的(de)(de)結構，為(wei)城(cheng)市(shi)的(de)(de)智(zhi)慧(hui)化(hua)提(ti)(ti)供(gong)科學(xue)依據(ju)(ju)(ju)。同時(shi)，數據(ju)(ju)(ju)挖(wa)掘技術也可(ke)以(yi)為(wei)城(cheng)市(shi)的(de)(de)運營(ying)(ying)提(ti)(ti)供(gong)決(jue)策(ce)支持，通過對(dui)(dui)數據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)挖(wa)掘和分(fen)析(xi)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)精準(zhun)化(hua)的(de)(de)城(cheng)市(shi)資源協調和運營(ying)(ying)。