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)是指數字孿生城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)通過天(tian)空、地(di)(di)面(mian)、地(di)(di)下、河道等各層(ceng)面(mian)的(de)傳感器布設(she)，實(shi)現(xian)對城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)道路、橋梁、井蓋、燈蓋、建筑等基(ji)礎設(she)施(shi)的(de)全面(mian)數字化(hua)建模，以及對城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)運行狀態的(de)充分感知、動(dong)態監(jian)測，形(xing)成虛擬(ni)城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)在信(xin)息維度上(shang)對實(shi)體城(cheng)(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)的(de)精準信(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)市(shi)基(ji)礎設施、各類部件建(jian)設即有痕跡，城(cheng)(cheng)市(shi)居民、來訪人員上網(wang)聯系即有信(xin)息。未來的數字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)中(zhong)，在城(cheng)(cheng)市(shi)實(shi)體空(kong)間可(ke)觀察各類痕跡，在城(cheng)(cheng)市(shi)虛(xu)擬空(kong)間可(ke)搜索各類信(xin)息，城(cheng)(cheng)市(shi)規(gui)劃、建(jian)設以及民眾的各類活動，不僅存在于(yu)實(shi)體空(kong)間，而且在虛(xu)擬空(kong)間得到極大(da)擴充，虛(xu)實(shi)融合、虛(xu)實(shi)協同將定義城(cheng)(cheng)市(shi)未來發(fa)展(zhan)新(xin)模式(shi)。

3、軟件定義

軟件定義(yi)是指孿生城市(shi)針對物理城市(shi)建(jian)立(li)相對應的(de)(de)(de)虛擬模(mo)型(xing)，并以軟件的(de)(de)(de)方式模(mo)擬城市(shi)中的(de)(de)(de)人、事(shi)、物在真實環境下的(de)(de)(de)行為，通過云(yun)端計算(suan)、邊緣(yuan)計算(suan)，軟性指引城市(shi)的(de)(de)(de)交通信號控制、電熱能源調度(du)、重大項目(mu)周期(qi)管理、基礎設施(shi)選址建(jian)設等(deng)。

4、智能干預

智(zhi)(zhi)能干預(yu)(yu)是指通過對(dui)數(shu)字孿生城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)規劃(hua)設計、模擬仿真等(deng)，盡(jin)早(zao)發現城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)可(ke)能產生的不(bu)良影響、矛(mao)盾沖(chong)突(tu)、潛(qian)在危險等(deng)，進(jin)行智(zhi)(zhi)能預(yu)(yu)警并提供合理可(ke)行的對(dui)策建議；以(yi)未來視(shi)角(jiao)對(dui)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)原(yuan)有發展軌跡(ji)和(he)運行狀態(tai)進(jin)行智(zhi)(zhi)能干預(yu)(yu)，進(jin)而(er)指引和(he)優化實體城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)的規劃(hua)、管理，改善市(shi)(shi)(shi)民服務供給(gei)，賦予城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)(shi)生活(huo)“智(zhi)(zhi)慧”。

二、數字孿生城市的技術原理是什么

數字(zi)孿(luan)生城市的建(jian)設主要應用數字(zi)孿(luan)生技術(shu)，數字(zi)孿(luan)生技術(shu)的構建(jian)需要多個方(fang)面的技術(shu)手段(duan)和技術(shu)支(zhi)持，其技術(shu)原(yuan)理主要有：

1、空間數據采集

數(shu)(shu)字孿(luan)生技術的(de)構建(jian)首先(xian)需要(yao)對城(cheng)市或(huo)建(jian)筑(zhu)物進行空(kong)(kong)(kong)間(jian)數(shu)(shu)據采(cai)集(ji)。通過(guo)街(jie)景瀏(liu)覽車、無人機等技術手段采(cai)集(ji)現(xian)實世(shi)界中(zhong)的(de)空(kong)(kong)(kong)間(jian)數(shu)(shu)據，將采(cai)集(ji)到的(de)數(shu)(shu)據進行整合和加(jia)工，形(xing)(xing)成城(cheng)市或(huo)建(jian)筑(zhu)物的(de)三維空(kong)(kong)(kong)間(jian)數(shu)(shu)據模(mo)型。這些數(shu)(shu)據包括但不限(xian)于(yu)環境數(shu)(shu)據、地(di)理數(shu)(shu)據、人口數(shu)(shu)據等，這些數(shu)(shu)據被整合形(xing)(xing)成一個空(kong)(kong)(kong)間(jian)數(shu)(shu)據庫，為虛(xu)擬(ni)世(shi)界提供了參考和支持。

2、建筑物信息模型

建(jian)筑物(wu)信息(xi)模型（BIM）是(shi)建(jian)筑行(xing)業較(jiao)為流(liu)行(xing)的數(shu)字化技(ji)術(shu)之一(yi)，數(shu)字孿生技(ji)術(shu)的構(gou)(gou)建(jian)也需要采用BIM技(ji)術(shu)。BIM是(shi)一(yi)種將設計、施(shi)工和(he)運營(ying)以數(shu)字化方式進行(xing)集(ji)成(cheng)的方法，利用BIM模型能夠精細化描述建(jian)筑物(wu)的功能、結構(gou)(gou)、材料(liao)、維護等(deng)信息(xi)。將采集(ji)到的空間數(shu)據與BIM模型進行(xing)整合，可(ke)以對建(jian)筑物(wu)、道(dao)路、綠(lv)化帶(dai)等(deng)進行(xing)模擬(ni)分析，根據模擬(ni)結果進行(xing)優化或改進，從而為城市的改造和(he)建(jian)設提供(gong)方案支持。

3、圖像處理技術

數(shu)字孿(luan)生城市的(de)構建還需要圖像(xiang)(xiang)處理技術的(de)支(zhi)持(chi)。當采集到空間數(shu)據之后，利用(yong)圖像(xiang)(xiang)處理技術對道路、綠化(hua)帶、建筑(zhu)物進(jin)行(xing)分(fen)類和識別(bie)，從(cong)而實現對各種類型的(de)建筑(zhu)物的(de)識別(bie)和區分(fen)。圖像(xiang)(xiang)處理技術可(ke)以(yi)將原始(shi)數(shu)據轉化(hua)為(wei)可(ke)視化(hua)的(de)智能圖像(xiang)(xiang)，可(ke)以(yi)較為(wei)直觀地展示(shi)建筑(zhu)物的(de)結構和周(zhou)邊(bian)環(huan)境信息。

4、計算機模擬技術

數字孿生城市的核(he)心是(shi)建(jian)(jian)立實(shi)體建(jian)(jian)筑(zhu)與虛(xu)擬(ni)城市體系之間的聯系，計算(suan)機模(mo)(mo)擬(ni)技(ji)術是(shi)機器(qi)語言與數學語言結合的數字化技(ji)術手段(duan)，可以對虛(xu)擬(ni)世界建(jian)(jian)立動(dong)態、交互式(shi)的模(mo)(mo)擬(ni)系統。根(gen)據實(shi)體建(jian)(jian)筑(zhu)的數據，計算(suan)機模(mo)(mo)擬(ni)技(ji)術可以精(jing)細地建(jian)(jian)立建(jian)(jian)筑(zhu)物的虛(xu)擬(ni)模(mo)(mo)型，實(shi)現精(jing)準的仿真。通過計算(suan)機模(mo)(mo)擬(ni)技(ji)術，我(wo)們可以模(mo)(mo)擬(ni)物理環境、氣候(hou)和人(ren)類活動(dong)等變量，營造出更加人(ren)性(xing)化和可持續(xu)的城市環境。

5、數據挖掘技術

對已有的(de)(de)(de)大(da)量(liang)數(shu)(shu)據進行挖(wa)掘、分析和(he)釋放，可(ke)(ke)以為城市智慧(hui)化(hua)(hua)(hua)提(ti)供(gong)多元化(hua)(hua)(hua)支持的(de)(de)(de)策(ce)略、方案和(he)實施方案。以數(shu)(shu)據挖(wa)掘為基(ji)礎的(de)(de)(de)技術可(ke)(ke)以發現數(shu)(shu)據中(zhong)未知或隱(yin)藏的(de)(de)(de)規律、關(guan)聯性(xing)、趨勢等，可(ke)(ke)以將原始數(shu)(shu)據轉化(hua)(hua)(hua)為可(ke)(ke)視化(hua)(hua)(hua)、可(ke)(ke)理解的(de)(de)(de)結(jie)構，為城市的(de)(de)(de)智慧(hui)化(hua)(hua)(hua)提(ti)供(gong)科(ke)學依據。同(tong)時(shi)，數(shu)(shu)據挖(wa)掘技術也可(ke)(ke)以為城市的(de)(de)(de)運營提(ti)供(gong)決(jue)策(ce)支持，通(tong)過對數(shu)(shu)據的(de)(de)(de)挖(wa)掘和(he)分析，可(ke)(ke)以實現精準化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)城市資源協(xie)調和(he)運營。