不断发展的数字孪生技术，成为各国城市管理模式和居民生活方式不断寻求智慧化转型的强劲支撑。依靠数字孪生技术的“新城建”技术，正在城建领域获得大规模运用。

据IDC发布的2022年中国智慧城市十大预测显示，到2024年，中国将有70%的城市采用数字孪生技术，整合多源异构的数据并实现可视化展示，以便管理者对城市内的设施与事件进行全域掌握与管理，以实现城市的可持续发展，提高城市运行效率，改善城市环境质量，达到碳排放目标。

一、智慧城市的数据基础

Vitsø 认为，更加简化的数据和模型共享是迈向数字孪生和智能城市的下一波浪潮。

“从政府角度来看，我希望能够轻松地与其他市、国家分享最新的数字孪生内容。现在，这可能需要大量的手工处理，以某种方式制作模型，然后将模型数据与某些数据库中的某些列相结合，来满足某个特定项目的需要。如今全国都在努力进行3D建模，并在数据库中存储建筑信息，这真的太不可思议了。”

Vitsø 和他在特隆赫姆的同事仍在努力寻找使用这些数据的新方式，以推动特隆赫姆市走向未来。

“全面创建数字孪生的目的是扩展3D城市模型的使用，包括实时传感器数据以及来自数据注册表选择的信息。例如，城市能源的使用分析可能需要3D城市模型和一系列与每栋建筑相关的额外信息。我们有所有这些信息，但它们分散在几个数据库中，需要复杂的组合。”

世界各地的设计师和城市规划者马上发现了数字孪生在可视化城市未来规划方面的影响，以及为数据驱动的决策提供信息与让公众参与远程协作方面所提供的动力。

二、数字孪生在智慧城市

1、交通场景应用

交通系统是一个庞大的系统，但人车混流、机动车占道等问题仍然困扰着我国的交通系统。我国交通系统中物联网的基础系统比较突出，借助现有的物联网基础可以打造数字孪生的道路系统。通过孪生的道路系统平台实时监控城市道路中的突发事件，做出合理的宏观调控，来优化道路的利用效率并提升城市的运行效率。

2、城市规划场景应用

智慧城市的发展需要对城市进行合理规划，不合理的城市规划会导致各种城市问题的出现。数字孪生技术可以使现实中成本比较高，很难通过短期的实验实现的东西在虚拟实体中快速、低成本、多次的进行实现。这种以虚拟平台进行多种方案的模型建设，并用来指导现实中建设的方式，可以对城市的规划进行推演。

CIM平台的建设与BIM技术的融合，以及物联网所提供的数据可以很好地呈现真实的城市系统。通过设置空间上和时间上的阈值，可以判断城市在发展中是否与规划的目标有所差别。

因此，在城市规划的应用中，需要记录全周期的建设阶段，并在建设完成后进行运营。而对于数字孪生技术的应用，需要在全时空的维度上记录全要素。数字孪生城市平台的建设既提升了城市的感知能力和决策能力，也给未来的规划发展带来了更广阔的视野。

3、城市应急指挥场景应用

数字孪生对城市各类突发事件进行合理、高效处置，离不开对城市管理预案科学制定、有效部署，数字孪生通过有力工具加强事件的反应速度与处置能力是提升城市管理工作的重要手段。

智慧城市可视化决策系统融合城市监控视频、执法终端等系统数据，对交通拥堵、空气污染、公共卫生安全等突发事件进行监测。

数字孪生对各类报警事件进行快速定位、标识告警，数字孪生同时系统可自动筛选事件周边视频监控和执法人员，将城市管理预案的相关要素及指挥过程进行多种方式的可视化呈现与部署。

对联动资源部署、资源分布、行动路线、重点目标等进行展现和动态推演，并集成视频会议、远程监控、图像传输等应用系统或功能接口，可实现一键直呼、协同调度多方联动资源，强化城市管理部门扁平化指挥调度的能力，增强处置突发事件的能力和水平，提升处置突发事件的效率。

4、仓储物流可视化场景应用

数字孪生在这次疫情下，体现出其重要性。因为无法正常复工，数字孪生物流行业采取远程操控监督仓储，做到及时发货，根据实时更新数据做出规划，达到减少人力需求，减少货物囤积的状况。

三、数字孪生智慧城市的典型特点是：

1、全面感知

城市数字孪生以全面感知为前提。城市是一个复杂巨系统，时刻处于发展变化中，必须时刻掌握物理城市的全局发展与精细变化，实现孪生环境下的数字城市与物理城市同步运行。

城市数字孪生通过布设覆盖城市范围的多种类型传感器，建立全域全时段的物联感知体系，对城市运行状态进行多维度、多层次精准监测，全面获取影像、视频、各类运行监测指标等海量城市数据，实现对城市环境、设备 / 设施运行、人员流动、交通运输、事件进展等的全方位感知，实时获取城市全域全量运行数据，为城市数字孪生提供数据基础。

2、数字孪生精准映射

数字孪生映射是构建数字世界并建立数字世界与物理世界紧密关系的过程。

各类信息要素的精准匹配与精准表达是实现物理城市向数字城市映射的关键。城市数字孪生的实现场景下，物理城市与数字城市是一一对应、紧密融合、双向互动的关系。

通过物联感知、数字化标识、多维建模等技术，数字空间实现全域模型精准建立、全量数据精准标识、全盘孪生精准运行，保障孪生环境下的仿真推演具有可信性和参考性，从而指导物理世界运行管理决策。

3、数字孪生智能推演

智能推演是城市数字孪生具备智慧能力的体现，是实现对物理城市进行科学预测、指导与优化的关键。可以依据物理城市的真实运行数据，构建不同场景下的推演模型，进而模拟和分析物理城市的运行状态和发展趋势，推演预测物理城市的发展态势与运行结果，并提出优化建议，辅助城市日常管理、应急指挥和科学决策。

4、数字孪生动态可视

动态可视是指通过将感知的多源数据进行数字化建模和可视化渲染，城市数字孪生提供了全要素、全范围、全精度真实的渲染效果，实现全空间信息和城市实时运行态势的动态展示。

一方面，城市数字孪生既可以展现宏大开阔的城市全貌场景，也可以展现诸如地下管线、室内设施等城市微场景，提供全粒度、多尺度的多维展现能力。

另一方面，城市数字孪生可视化具有突出的动态性特点，可将城市实时运行体征，如交通运行、城市环境、监控视频等城市实时信息与空间模型紧密融合，实时动态展示可视化对象的状态变化，精准反映物理城市的真实状态和运行情况，使数字城市更加鲜活。

5、数字孪生虚实互动

数字孪生虚实互动是指物理空间与数字空间的互操作和双向互动，借助物联网、图形 / 图像、AR/VR、人机交互等领域技术的协同和融合，实现城市级虚实空间融合、控制与反馈等能力。

虚实互动的过程是在数字空间中进行大数据量的计算、预测和演练，提出城市规划、城市建设、城市治理等的科学决策建议，数字孪生相关决策建议可以指导或直接反作用于物理世界，数字孪生在物理世界执行完成后，相应的执行结果再映射到数字世界，并进行信息及时更新，实现物理空间与数字空间的双向闭环互动。

6、数字孪生协同演进

数字孪生协同演进是城市数字孪生具有高阶智慧能力的体现。城市数字孪生过程中，物理城市与数字城市在城市运行、数据、技术、机制等方面存在长期协同关系，长期相互反馈、相互影响。协同演进是以物理空间和社会空间为主体，数字空间进行推演，并反馈进化结果，使物理空间和社会空间协同推进的过程。

最后

结合交通物流平台、产业共建平台，实现城乡经济共建体系。形成智能交通、智慧社区、智慧能源、智能制造、智慧农业及水利、智慧教育、智慧医疗、智慧文旅、智慧家居、智慧政务等数字化应用场景，辅助城市的整体数字化升级。

数字孪生与智慧城市的技术相融，让城市数据“流动连通”，让城市部件实现“自动化”，让城市业务“互联互通”。

主要来源：VR圈中圈，数字孪生GIS家族，信息分享