數字孿生技術作為新型智慧城市建設的創新引領性技術，在推動智慧城市建設方面的作用已越來越受到重視。2021年3月，國家“十四五”規劃綱要明確提出要“探索建設數字孿生城市”，為數字孿生城市建設提供了國家戰略指引。此后，國家陸續印發了不同領域的“十四五”規劃，為各領域如何利用數字孿生技術促進經濟社會高質量發展做出了戰略部署。

城市數字孿生的定義

城市數字孿生是利用數字孿生技術，以數字化方式創建城市物理實體的虛擬映射，借助歷史數據、實時數據、空間數據以及算法模型等，仿真、預測、交互、控制城市物理實體全生命周期過程的技術手段，可以實現城市物理空間和社會空間中物理實體對象以及關系、活動等在數字空間的多維映射和連接。

1．多維數據聯動構建信息大腦

數字孿生城市從來不是一項技術，而是多維技術融合的綜合應用。數字孿生能讓城市從感知走向認知，構建出城市智能體的數字思維，極大提升城市的智慧化水平；是對城市地上與地下、室內與室外、物理與邏輯等全域數據的充分采集，數字孿生將構建一個數字化的“虛擬城市”。在“虛擬城市”中，首先讓城市知道自己是“誰”，并通過仿真模擬、回溯推演等方式，審視城市發展中決策與結果之間的各種可能，從而以最優的方式發展城市、治理城市。

2．三維模型：數字孿生城市可視化的主要載體

在數字孿生時代，測繪地理信息行業從傳統的地圖產品制作轉型為面向城市治理、社會經濟、專業建設和大眾民生應用的服務行業。

數字孿生城市更加需要新型測繪的強力支撐，在時空大數據管理、地理監測、高精度實體化測繪等方面提出更高要求，基于新型測繪構建的城市三維模型是數字孿生城市運行的主要載體。

3．實時監測：數字孿生城市運行的基本訴求

數字孿生城市的本質是城市級信息模型賦能體系，通過建立基于立體感知的數據閉環賦能新體系，利用關鍵技術，以積木式組裝拼接，生成城市全域數字虛擬鏡像空間，實現對物理世界的實時監測。為了讓數字孿生城市能夠動態、及時地模擬出真實世界的運行，需要內置強大的計算能力運用模擬仿真技術，可進行自然現象的仿真、物理力學規律的仿真、人群活動的仿真、自然災害的仿真等，為城市規劃、管理、應急救援等制定科學決策，促進城市資源公平、快速調配，支撐建立更加高效智能的城市現代化治理體系。城市運行態勢的多維度、多層次精準監測是建設數字孿生城市的基本訴求。

4．智能預測：數字孿生城市發展的高階智慧

數字孿生城市對人工智能領域進行數據挖掘、深度學習、自我優化技術的應用，可使城市從以往單域智能、被動響應的模式逐步轉變為全域協同治理、智能響應、趨勢預判的模式，構建起高效、智慧的城市運行規則。經過不斷地試錯，推動系統不斷自優化，實現數字孿生城市內生迭代發展，最終為城市提供智能預測，呈現數字孿生城市發展的高階智慧。

冬天終將過去，春天已經到來，隨著區塊鏈、云計算、大數據、人工智能等智能內核技術的進一步發展，將來的智慧城市建設將大大增強數據挖掘應用能力和數字孿生技術，不斷優化自然語言處理、模式識別、深度學習、分布式計算等方面能力，使得社會治理和空間治理架構和過程更加扁平化、協同化、社會化，數字孿生將為整個城市治理提供更智能、更精準和更人本的決策。