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

精準映射是指數字(zi)(zi)孿生城市通過天(tian)空、地面(mian)(mian)、地下、河道等(deng)各層(ceng)面(mian)(mian)的(de)傳感(gan)器布設，實現對(dui)城市道路、橋(qiao)梁、井蓋、燈蓋、建筑等(deng)基(ji)礎設施的(de)全面(mian)(mian)數字(zi)(zi)化建模，以及對(dui)城市運行狀態(tai)的(de)充分感(gan)知、動態(tai)監(jian)測，形成虛擬城市在信息維(wei)度(du)上(shang)對(dui)實體城市的(de)精準信息表達(da)和映射。

2、虛實交互

虛(xu)實(shi)交互(hu)是指城市(shi)(shi)基礎設(she)施(shi)、各(ge)類部件(jian)建設(she)即(ji)有痕跡(ji)，城市(shi)(shi)居民、來(lai)訪人員上網(wang)聯系即(ji)有信(xin)息。未來(lai)的數字孿生城市(shi)(shi)中，在(zai)城市(shi)(shi)實(shi)體空間(jian)可觀察各(ge)類痕跡(ji)，在(zai)城市(shi)(shi)虛(xu)擬空間(jian)可搜(sou)索各(ge)類信(xin)息，城市(shi)(shi)規劃、建設(she)以(yi)及(ji)民眾的各(ge)類活動(dong)，不僅(jin)存(cun)在(zai)于實(shi)體空間(jian)，而且在(zai)虛(xu)擬空間(jian)得到極大擴(kuo)充，虛(xu)實(shi)融合(he)、虛(xu)實(shi)協同將定義城市(shi)(shi)未來(lai)發展新模式(shi)。

3、軟件定義

軟(ruan)件(jian)定義是指孿生城市針(zhen)對(dui)物(wu)理(li)城市建立相對(dui)應的(de)虛擬模型(xing)，并以軟(ruan)件(jian)的(de)方式模擬城市中(zhong)的(de)人、事(shi)、物(wu)在(zai)真實環境下的(de)行為，通過(guo)云端計算、邊緣計算，軟(ruan)性指引(yin)城市的(de)交通信號控制、電熱能源調度、重大項目周期管理(li)、基礎設施(shi)選址建設等。

4、智能干預

智能(neng)干預是(shi)指通過對(dui)(dui)數字(zi)孿生城市規劃設計、模擬(ni)仿真等(deng)，盡早發(fa)現城市可(ke)能(neng)產(chan)生的(de)(de)(de)不良影響、矛盾(dun)沖突(tu)、潛在危險(xian)等(deng)，進(jin)行智能(neng)預警并提供(gong)合理(li)可(ke)行的(de)(de)(de)對(dui)(dui)策建議；以未來(lai)視(shi)角對(dui)(dui)城市原有發(fa)展軌跡和運行狀態(tai)進(jin)行智能(neng)干預，進(jin)而指引和優化實體城市的(de)(de)(de)規劃、管理(li)，改(gai)善市民服務供(gong)給，賦(fu)予城市生活“智慧”。

二、數字孿生城市的技術原理是什么

數字(zi)孿(luan)生(sheng)城(cheng)市的(de)建設主要(yao)應用數字(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)術(shu)，數字(zi)孿(luan)生(sheng)技(ji)術(shu)的(de)構建需(xu)要(yao)多個方(fang)面(mian)的(de)技(ji)術(shu)手段和技(ji)術(shu)支持(chi)，其技(ji)術(shu)原理主要(yao)有：

1、空間數據采集

數(shu)(shu)(shu)字孿(luan)生技術(shu)的(de)構建首先需要對城(cheng)市(shi)或(huo)(huo)建筑(zhu)物進(jin)行(xing)空間(jian)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)采(cai)集(ji)。通過街(jie)景瀏覽(lan)車、無人機(ji)等技術(shu)手(shou)段采(cai)集(ji)現(xian)實世界中(zhong)的(de)空間(jian)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，將采(cai)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)進(jin)行(xing)整合和(he)(he)加工，形成(cheng)(cheng)城(cheng)市(shi)或(huo)(huo)建筑(zhu)物的(de)三(san)維空間(jian)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)模型(xing)。這些(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)包括但(dan)不限(xian)于環(huan)境數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、地理數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)、人口數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)等，這些(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)被整合形成(cheng)(cheng)一個空間(jian)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)庫(ku)，為虛(xu)擬世界提供了(le)參(can)考和(he)(he)支持。

2、建筑物信息模型

建(jian)筑(zhu)(zhu)物信(xin)息模(mo)型（BIM）是(shi)建(jian)筑(zhu)(zhu)行(xing)業較(jiao)為流(liu)行(xing)的(de)數(shu)字化(hua)技術(shu)(shu)之一，數(shu)字孿生技術(shu)(shu)的(de)構建(jian)也需要采用BIM技術(shu)(shu)。BIM是(shi)一種將設(she)(she)計、施(shi)工(gong)和(he)運營以(yi)數(shu)字化(hua)方(fang)式進(jin)行(xing)集成(cheng)的(de)方(fang)法，利用BIM模(mo)型能夠精(jing)細化(hua)描述建(jian)筑(zhu)(zhu)物的(de)功能、結構、材料、維護等信(xin)息。將采集到的(de)空間數(shu)據與BIM模(mo)型進(jin)行(xing)整(zheng)合，可以(yi)對(dui)建(jian)筑(zhu)(zhu)物、道路、綠化(hua)帶等進(jin)行(xing)模(mo)擬分(fen)析，根(gen)據模(mo)擬結果(guo)進(jin)行(xing)優化(hua)或(huo)改(gai)進(jin)，從而為城市(shi)的(de)改(gai)造和(he)建(jian)設(she)(she)提供方(fang)案支(zhi)持(chi)。

3、圖像處理技術

數(shu)字孿生城市的(de)(de)構建還(huan)需要圖像處理技(ji)術(shu)的(de)(de)支(zhi)持。當采集(ji)到空(kong)間數(shu)據之后，利用圖像處理技(ji)術(shu)對道路、綠(lv)化帶、建筑物(wu)進行分類和(he)識(shi)(shi)別(bie)，從(cong)而實現(xian)對各(ge)種類型的(de)(de)建筑物(wu)的(de)(de)識(shi)(shi)別(bie)和(he)區分。圖像處理技(ji)術(shu)可以將原始(shi)數(shu)據轉化為可視(shi)化的(de)(de)智能圖像，可以較為直(zhi)觀地(di)展(zhan)示(shi)建筑物(wu)的(de)(de)結構和(he)周(zhou)邊環境信息。

4、計算機模擬技術

數字孿生城市的(de)(de)核心(xin)是建(jian)立(li)(li)實(shi)體(ti)(ti)建(jian)筑(zhu)與(yu)虛擬城(cheng)市體(ti)(ti)系之間的(de)(de)聯系，計(ji)算(suan)機(ji)模(mo)擬技(ji)術是機(ji)器語(yu)言與(yu)數學語(yu)言結(jie)合的(de)(de)數字(zi)化技(ji)術手段，可(ke)(ke)以(yi)(yi)對虛擬世界(jie)建(jian)立(li)(li)動態(tai)、交互(hu)式的(de)(de)模(mo)擬系統。根據(ju)實(shi)體(ti)(ti)建(jian)筑(zhu)的(de)(de)數據(ju)，計(ji)算(suan)機(ji)模(mo)擬技(ji)術可(ke)(ke)以(yi)(yi)精細地(di)建(jian)立(li)(li)建(jian)筑(zhu)物的(de)(de)虛擬模(mo)型，實(shi)現精準(zhun)的(de)(de)仿真。通過計(ji)算(suan)機(ji)模(mo)擬技(ji)術，我們可(ke)(ke)以(yi)(yi)模(mo)擬物理環境、氣候和(he)人類(lei)活動等變量，營(ying)造出(chu)更加人性化和(he)可(ke)(ke)持續(xu)的(de)(de)城(cheng)市環境。

5、數據挖掘技術

對已有的(de)(de)(de)大量(liang)數據(ju)(ju)進行(xing)挖掘、分析和釋放，可(ke)以(yi)為城市(shi)智慧(hui)化(hua)(hua)(hua)提供多(duo)元(yuan)化(hua)(hua)(hua)支持的(de)(de)(de)策略、方(fang)案(an)和實施(shi)方(fang)案(an)。以(yi)數據(ju)(ju)挖掘為基礎的(de)(de)(de)技(ji)術可(ke)以(yi)發現數據(ju)(ju)中未知或隱藏的(de)(de)(de)規律(lv)、關聯性、趨勢(shi)等(deng)，可(ke)以(yi)將原始數據(ju)(ju)轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)為可(ke)視化(hua)(hua)(hua)、可(ke)理解的(de)(de)(de)結構，為城市(shi)的(de)(de)(de)智慧(hui)化(hua)(hua)(hua)提供科學依(yi)據(ju)(ju)。同時(shi)，數據(ju)(ju)挖掘技(ji)術也可(ke)以(yi)為城市(shi)的(de)(de)(de)運營(ying)提供決策支持，通(tong)過(guo)對數據(ju)(ju)的(de)(de)(de)挖掘和分析，可(ke)以(yi)實現精準(zhun)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)城市(shi)資源協調(diao)和運營(ying)。