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

精準映(ying)射(she)是指數(shu)字孿生城市通過天空、地(di)面(mian)、地(di)下、河(he)道等(deng)各(ge)層(ceng)面(mian)的傳(chuan)感(gan)器布設(she)(she)，實現對(dui)城市道路(lu)、橋梁(liang)、井(jing)蓋、燈蓋、建(jian)筑等(deng)基礎設(she)(she)施(shi)的全面(mian)數(shu)字化建(jian)模，以(yi)及對(dui)城市運(yun)行狀態的充分感(gan)知(zhi)、動態監測，形成虛擬(ni)城市在信(xin)(xin)息維度上對(dui)實體城市的精準信(xin)(xin)息表達和映(ying)射(she)。

2、虛實交互

虛(xu)實(shi)交互是指城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)基礎設(she)(she)施、各類部件建(jian)設(she)(she)即(ji)有(you)痕跡，城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)居民、來訪人員(yuan)上(shang)網聯系即(ji)有(you)信息(xi)。未來的(de)數字孿生城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)中，在城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)實(shi)體(ti)空(kong)間可(ke)觀察各類痕跡，在城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)虛(xu)擬空(kong)間可(ke)搜索各類信息(xi)，城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)規(gui)劃、建(jian)設(she)(she)以及(ji)民眾的(de)各類活(huo)動，不僅(jin)存在于實(shi)體(ti)空(kong)間，而且在虛(xu)擬空(kong)間得到(dao)極大擴充，虛(xu)實(shi)融合(he)、虛(xu)實(shi)協同將(jiang)定義城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)未來發(fa)展新模式。

3、軟件定義

軟件定義是指孿生城(cheng)市(shi)(shi)針對(dui)物(wu)理城(cheng)市(shi)(shi)建立(li)相(xiang)對(dui)應的(de)虛擬模(mo)(mo)型(xing)，并以軟件的(de)方式模(mo)(mo)擬城(cheng)市(shi)(shi)中的(de)人(ren)、事、物(wu)在真實環境下的(de)行為，通過云端(duan)計算、邊(bian)緣計算，軟性指引城(cheng)市(shi)(shi)的(de)交(jiao)通信號控(kong)制、電熱(re)能源調度、重大項目(mu)周(zhou)期(qi)管(guan)理、基(ji)礎(chu)設施選(xuan)址建設等。

4、智能干預

智(zhi)(zhi)能干預(yu)是指通過對(dui)數字孿生(sheng)城(cheng)市(shi)規劃(hua)設計、模擬仿真等，盡早發現城(cheng)市(shi)可能產生(sheng)的(de)不良(liang)影響、矛盾沖(chong)突、潛在危險(xian)等，進行(xing)智(zhi)(zhi)能預(yu)警并提供合理(li)可行(xing)的(de)對(dui)策(ce)建議；以未來視角對(dui)城(cheng)市(shi)原有發展軌跡和運行(xing)狀態(tai)進行(xing)智(zhi)(zhi)能干預(yu)，進而(er)指引和優(you)化實體(ti)城(cheng)市(shi)的(de)規劃(hua)、管理(li)，改(gai)善(shan)市(shi)民(min)服務供給，賦予(yu)城(cheng)市(shi)生(sheng)活“智(zhi)(zhi)慧”。

二、數字孿生城市的技術原理是什么

數(shu)字(zi)孿(luan)生城(cheng)市的(de)建設主要應(ying)用(yong)數(shu)字(zi)孿(luan)生技(ji)術(shu)(shu)，數(shu)字(zi)孿(luan)生技(ji)術(shu)(shu)的(de)構建需要多個方面的(de)技(ji)術(shu)(shu)手段和技(ji)術(shu)(shu)支持，其技(ji)術(shu)(shu)原理主要有：

1、空間數據采集

數(shu)(shu)(shu)字孿生技術的構建(jian)首先需要對(dui)城市或建(jian)筑物進行(xing)空(kong)間數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)采集。通過街(jie)景瀏覽車、無人機等技術手(shou)段(duan)采集現實世界中的空(kong)間數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)，將(jiang)采集到的數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)進行(xing)整合(he)和加工，形(xing)成城市或建(jian)筑物的三維空(kong)間數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)模(mo)型。這些(xie)(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)包括(kuo)但不限于環境數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)、地理數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)、人口數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)等，這些(xie)(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)被(bei)整合(he)形(xing)成一個空(kong)間數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)庫，為虛擬世界提供(gong)了參考和支持(chi)。

2、建筑物信息模型

建(jian)(jian)筑物信息(xi)模型(xing)（BIM）是建(jian)(jian)筑行(xing)(xing)業較為(wei)流行(xing)(xing)的(de)數字(zi)(zi)化(hua)技術(shu)之一，數字(zi)(zi)孿生技術(shu)的(de)構建(jian)(jian)也需要采用BIM技術(shu)。BIM是一種將設(she)計、施工和運營以數字(zi)(zi)化(hua)方(fang)(fang)式進(jin)行(xing)(xing)集(ji)成的(de)方(fang)(fang)法，利用BIM模型(xing)能夠精細化(hua)描述(shu)建(jian)(jian)筑物的(de)功能、結構、材料、維護(hu)等信息(xi)。將采集(ji)到的(de)空(kong)間數據(ju)與BIM模型(xing)進(jin)行(xing)(xing)整合，可以對建(jian)(jian)筑物、道路、綠化(hua)帶等進(jin)行(xing)(xing)模擬分析，根據(ju)模擬結果(guo)進(jin)行(xing)(xing)優化(hua)或(huo)改(gai)進(jin)，從而(er)為(wei)城市(shi)的(de)改(gai)造和建(jian)(jian)設(she)提供方(fang)(fang)案支持。

3、圖像處理技術

數字(zi)孿生城市的(de)構建(jian)還需要(yao)圖像(xiang)處(chu)理(li)技術的(de)支(zhi)持。當采集到空間數據之后，利用圖像(xiang)處(chu)理(li)技術對(dui)道路、綠化(hua)(hua)帶、建(jian)筑物進行分類和(he)(he)(he)識別，從而實(shi)現對(dui)各種類型的(de)建(jian)筑物的(de)識別和(he)(he)(he)區分。圖像(xiang)處(chu)理(li)技術可(ke)以將原始(shi)數據轉化(hua)(hua)為可(ke)視化(hua)(hua)的(de)智能圖像(xiang)，可(ke)以較為直觀地(di)展示建(jian)筑物的(de)結構和(he)(he)(he)周邊(bian)環境信息(xi)。

4、計算機模擬技術

數字孿生城市的核心是建(jian)(jian)立實(shi)體建(jian)(jian)筑與虛(xu)擬(ni)(ni)(ni)城市體系(xi)之間的聯系(xi)，計(ji)算機(ji)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)(ni)技(ji)術是機(ji)器語言與數學語言結合(he)的數字化(hua)技(ji)術手段，可以(yi)對(dui)虛(xu)擬(ni)(ni)(ni)世界建(jian)(jian)立動(dong)態(tai)、交(jiao)互式(shi)的模(mo)(mo)擬(ni)(ni)(ni)系(xi)統。根據實(shi)體建(jian)(jian)筑的數據，計(ji)算機(ji)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)(ni)技(ji)術可以(yi)精細地建(jian)(jian)立建(jian)(jian)筑物的虛(xu)擬(ni)(ni)(ni)模(mo)(mo)型，實(shi)現精準(zhun)的仿(fang)真。通過(guo)計(ji)算機(ji)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)(ni)技(ji)術，我(wo)們(men)可以(yi)模(mo)(mo)擬(ni)(ni)(ni)物理環(huan)境、氣(qi)候(hou)和人類(lei)活(huo)動(dong)等變量(liang)，營造(zao)出(chu)更加人性(xing)化(hua)和可持續的城市環(huan)境。

5、數據挖掘技術

對已有的(de)(de)大量數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)進行(xing)挖掘(jue)、分(fen)析和(he)釋放(fang)，可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)為(wei)(wei)(wei)城(cheng)市(shi)智(zhi)慧化(hua)(hua)提供多元(yuan)化(hua)(hua)支持的(de)(de)策略、方(fang)案和(he)實施方(fang)案。以(yi)(yi)(yi)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)挖掘(jue)為(wei)(wei)(wei)基(ji)礎的(de)(de)技(ji)術可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)發現(xian)(xian)數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)中未知或隱(yin)藏的(de)(de)規律、關聯性、趨(qu)勢等，可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)將原(yuan)始數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)轉化(hua)(hua)為(wei)(wei)(wei)可(ke)(ke)視化(hua)(hua)、可(ke)(ke)理(li)解的(de)(de)結(jie)構，為(wei)(wei)(wei)城(cheng)市(shi)的(de)(de)智(zhi)慧化(hua)(hua)提供科學依據(ju)(ju)(ju)。同時，數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)挖掘(jue)技(ji)術也(ye)可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)為(wei)(wei)(wei)城(cheng)市(shi)的(de)(de)運營提供決策支持，通過對數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)挖掘(jue)和(he)分(fen)析，可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)實現(xian)(xian)精準化(hua)(hua)的(de)(de)城(cheng)市(shi)資源(yuan)協調和(he)運營。