数字孪生城市具备九大核心能力分别是什么 数字孪生城市建设的四大关键要素

一、数字孪生城市具备九大核心能力分别是什么

数字孪生城市核心能力支撑构建城市现代化治理能力，对于数字孪生城市来说，应至少具备以下九大核心能力：

1、物联感知操控能力

采集城市“脉搏”数据，反映城市实时运行状态。

2、全要素数字化表达能力

构建城市语义信息模型，实现现实世界与数字世界精准映射。

3、可视化呈现能力

渲染数字空间效果，是数字空间城市的“打开方式”。

4、数据融合供给能力

有序治理数据资源，建立数据资源关系，促进数据资源高效开发利用。

5、空间分析计算能力

呈现广域范围内万物三维空间精确关系，是模拟仿真的基础条件能力。

6、模拟仿真推演能力

基于城市运行规律构建行业分析算法模型，数字空间提前推演运行效果。

7、虚实融合互动能力

从数字空间观看实体空间情况和控制实体空间设施，通过实体空间设备随时进入孪生城市空间。

8、自学习自优化能力

通过机器学习算法，预警城市发展问题，制定应对措施并持续优化。

9、众创扩展能力

发挥公共服务平台属性，支持能力扩展和应用持续创新。

九大核心能力有力呼应精准映射、虚实交互、软件定义、智能干预四大特征，成为数字孪生城市的标准配置，有望规范数字孪生城市建设市场。

二、数字孪生城市建设的四大关键要素

根据数字孪生城市的研究和实践案例，数字孪生城市建设主要涵盖4个关键要素：

1、信息基础设施

信息基础设施是数字孪生的数据库。物联网传感设施和城市一级物联网平台是感知城市运行条件的触角，并为城市零部件的远程控制提供了起点。数字孪生技术对大规模数据聚合和实时数据处理的需求，增加了对城市云网络资源的需求。5G网络、窄带以及泛在传感网络等网络设施为完全互联提供了通道；多级数据存储中心和云数据中心满足了整个领域全数据存储的需求；先进的高性能计算、分布式计算、人工智能计算、云计算和边缘计算等计算设施为数字孪生城市提供了可靠的数据处理。

2、数据资源

全天候和全容量的数据资源是数字孪生城市的关键组成部分。目前，数字孪生城市的建设不仅促进了政府和工业数据的融合，也促进了城市时空数据的开放获取。同时，数据收集设备和能力不断提高，通过摄影和激光扫描获取地理数据，通过深度学习等人工智能技术自动提取三维数据，所有这些措施都有助于形成一个综合的、高度精确的数字孪生城市，投射实体城市的各个方面。

3、平台能力

数字孪生城市的建设需要得到城市级平台的支持，为数字孪生城市提供统一的对话界面、操作系统和开发环境。城市一级的平台作为一个核心枢纽，向下连接各种基础设施，聚合城市运营和城市组件的多源数据；该平台为不同应用的开发提供了一个低成本、无障碍、多因素的平台，显著降低了政府和企业的成本。同时，该平台提供了数字孪生模拟和空间计算等多种技术能力，为开发数字孪生应用的企业和享受虚拟-真实集成服务的公民提供了多维能力支持。

4、应用程序场景

数字孪生尝试的应用已经进入了城市生产、生活和生态的许多领域。应用场景为数字孪生城市带来了生命。例如，通过模拟光和阴影的强度使城市照明能够得到优化，以实现安全要求和节能目标之间的平衡，这有助于城市的低碳转型和宜居性。城市规划者还可以完善能源系统的使用、运行和维护，记录城市的碳排放轨迹，促进碳中和。与此同时，数字孪生技术可以帮助监测和预测城市内人员、地点和物体的移动，实现全面和系统的提前规划和设计，避免了因施工问题而造成的昂贵和随机拆除。