數(shù)字孿生城市白皮書(shū)

一、發(fā)展態(tài)勢(shì)：數(shù)字孿生加速推進(jìn)智慧城市建設(shè)升級(jí) 1(一)國(guó)家政策高位推動(dòng)，多省市加快啟動(dòng)建設(shè)試點(diǎn) 1(二)標(biāo)準(zhǔn)制定全面提速，標(biāo)準(zhǔn)化組織亟待加強(qiáng)協(xié)作 3(三)產(chǎn)業(yè)積極組團(tuán)合作，核心企業(yè)積極開(kāi)放底層能力 5(四)學(xué)術(shù)成果快速增長(zhǎng)，國(guó)際交流合作正式起步 7(五)應(yīng)用場(chǎng)景逐步明朗，數(shù)字孿生特色價(jià)值逐漸顯現(xiàn) 9(六)信息模型市場(chǎng)活躍，地方實(shí)踐行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)雙管齊下 (七)空間測(cè)繪技術(shù)創(chuàng)新，全息測(cè)繪與時(shí)空?qǐng)D譜有突破 (八)物模型正加速興起，為設(shè)備孿生奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) (九)城市仿真取得突破，跨學(xué)科與云化仿真成主流 (十)孿生交互加快推進(jìn)，低代碼構(gòu)建成企業(yè)共同選擇 二、標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)：以標(biāo)準(zhǔn)為抓手規(guī)范數(shù)字孿生城市建設(shè) (一)以技術(shù)能力為核心，構(gòu)建數(shù)字孿生城市實(shí)施框架 (二)以實(shí)施框架為指引，系統(tǒng)描繪標(biāo)準(zhǔn)體系藍(lán)圖 (三)以標(biāo)準(zhǔn)體系為基準(zhǔn)，有節(jié)奏制定標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)路線圖 三、場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)：面向城市新要求強(qiáng)化可持續(xù)與成效導(dǎo)向 (一)契合雙碳、現(xiàn)代化等時(shí)代要求，篩選高價(jià)值場(chǎng)景 (二)促進(jìn)應(yīng)用可持續(xù)，探索ToG向ToB或ToC轉(zhuǎn)變 (三)加強(qiáng)需求約束成效評(píng)估，踐行“以評(píng)促建”理念 四、實(shí)踐創(chuàng)新：直面挑戰(zhàn)創(chuàng)新數(shù)字孿生城市建設(shè)模式 (一)全過(guò)程咨詢謀劃，整體性系統(tǒng)性推進(jìn)數(shù)字孿生城市 (二)全鏈條產(chǎn)業(yè)協(xié)作，打造數(shù)字孿生城市整體解決方案 (三)全過(guò)程服務(wù)交付，確保數(shù)字孿生城市不走樣不變形 (四)高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，推動(dòng)數(shù)字孿生城市健康有序發(fā)展 (五)全生態(tài)環(huán)境營(yíng)造，助力數(shù)字孿生城市高質(zhì)量新格局 圖1相關(guān)部委出臺(tái)數(shù)字孿生城市政策情況 1圖2核心技術(shù)代表企業(yè)圖譜 6圖3全球“數(shù)字孿生”論文數(shù)量年度累計(jì)圖 8圖4全球“數(shù)字孿生城市”論文數(shù)量年度累計(jì)圖 8圖5數(shù)字孿生城市項(xiàng)目應(yīng)用占比 圖6我國(guó)每年CIM項(xiàng)目總數(shù)量與項(xiàng)目總金額 12圖7實(shí)景三維中國(guó)的實(shí)體化構(gòu)建方式 圖10物模型促進(jìn)跨行業(yè)數(shù)字孿生設(shè)備互認(rèn) 圖11城市級(jí)仿真模式轉(zhuǎn)變 圖16數(shù)字孿生城市整體性系統(tǒng)性實(shí)施框架V1.0 圖17數(shù)字孿生城市標(biāo)準(zhǔn)體系 圖19標(biāo)準(zhǔn)體系發(fā)展路線圖 圖21城市CIM底座向ToB和ToC開(kāi)放 圖22應(yīng)用場(chǎng)景與模型精度與應(yīng)用深度的關(guān)系 1(一)國(guó)家政策高位推動(dòng)，多省市加快啟動(dòng)建設(shè)試點(diǎn)個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》,為數(shù)字孿生城市建設(shè)提供信息模型(CIM)平臺(tái)試點(diǎn)應(yīng)用，并出臺(tái)系列標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)各地CIM大綱(2021版)》,明確實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)任務(wù)和技術(shù)路線，為經(jīng)住建部、工信部、中央同信辦住建部、工信部、中央同信辦2020年7月2020年9月2020年4月發(fā)改要和中央網(wǎng)信辦黨的十九屆五中全會(huì)錄(2019年)》:將自然資源部住建部2021年8月協(xié)同的數(shù)字化公共供給，加快推動(dòng)城市形態(tài)向數(shù)字孿生演進(jìn)”,臨2時(shí)間政策內(nèi)容1上海市全面推進(jìn)城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型“十四五"規(guī)劃面向數(shù)字時(shí)代的城市功能定位，加強(qiáng)軟硬協(xié)同的數(shù)字化公共供給，加快推動(dòng)城市形態(tài)向數(shù)字孿生演進(jìn)，構(gòu)筑城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型"新底座"2智慧海南總體方案孿生第一省”為標(biāo)志的智慧海南。3礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年實(shí)施方案探索構(gòu)建"數(shù)字孿生城市"實(shí)時(shí)模型，形成集應(yīng)用服務(wù)中樞、決策分析助手、治理智慧平臺(tái)、規(guī)劃專家系統(tǒng)于一體的全要素"數(shù)字孿生城市"一網(wǎng)通管系統(tǒng)。4北京市“十四五”時(shí)期智慧城市發(fā)展行動(dòng)綱要積極探索建設(shè)虛實(shí)交互的城市數(shù)字孿生5深圳市關(guān)于加快智慧城市和數(shù)字政府建設(shè)的若干意見(jiàn)CIM等數(shù)字化手段，開(kāi)展全域高精度三維城市建模，加強(qiáng)國(guó)土空間等數(shù)據(jù)治理，構(gòu)建可視化城市空間數(shù)字平臺(tái)。3時(shí)間6山東省“十四五”數(shù)字強(qiáng)省建設(shè)規(guī)劃多維度收集城市數(shù)據(jù)，推動(dòng)城市資源數(shù)字化，加快實(shí)現(xiàn)城市主要生命體征的實(shí)時(shí)感知，提升城市感知判斷、快速反應(yīng)的能力，推動(dòng)建設(shè)虛實(shí)交互、智能精細(xì)的數(shù)字孿生城市。7天津市加快數(shù)字化發(fā)展三年行動(dòng)方案建設(shè)城市信息模型(CIM)基礎(chǔ)平臺(tái)，推進(jìn)虛實(shí)交互、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字孿生城市建設(shè)，提升城市實(shí)時(shí)感知、預(yù)警預(yù)判、快速反應(yīng)能力。8江蘇省“十四五”數(shù)字政府建設(shè)規(guī)劃基于城市信息模型(CIM)基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)，推行城市數(shù)據(jù)大腦建設(shè)，探索建設(shè)數(shù)字孿生城市，拓展智慧治理場(chǎng)景應(yīng)用和定制服務(wù)，提高智慧城市建設(shè)水平。數(shù)字孿生工作組紛紛設(shè)立，成為引領(lǐng)數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)化工作的“主陣地”。從國(guó)際看，2020年11月，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)第一聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)(ISO/IECJTC1)物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生分技術(shù)委員會(huì)數(shù)字孿生工作組(SC41/WG6)正式成立，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌推進(jìn)數(shù)字孿生國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。從國(guó)內(nèi)看，國(guó)家智慧城市標(biāo)準(zhǔn)編制主要?dú)w口單位陸續(xù)新設(shè)數(shù)字孿生工作組，引領(lǐng)數(shù)字孿生城市建設(shè)發(fā)展。全國(guó)信標(biāo)委成立城市數(shù)字孿生專題組，組織產(chǎn)學(xué)研用各界開(kāi)展基礎(chǔ)研究，啟動(dòng)城市數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系框架設(shè)計(jì)。全國(guó)通標(biāo)委成立數(shù)字孿生工作組，從應(yīng)用場(chǎng)景和現(xiàn)實(shí)需求出發(fā)，推動(dòng)數(shù)字孿生技術(shù)4標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研制與應(yīng)用推廣。全國(guó)智標(biāo)委成立生概念和術(shù)語(yǔ)》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，啟動(dòng)《數(shù)字孿生參考架構(gòu)》標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研標(biāo)準(zhǔn)《城市信息模型基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》,現(xiàn)已通過(guò)送審稿審查。技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等社會(huì)組織正積極開(kāi)展數(shù)字孿生城市團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)5擬立項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)和信息化部數(shù)字孿生技術(shù)《數(shù)字孿生城市統(tǒng)一標(biāo)識(shí)編碼體系》《數(shù)字孿生城市參考架構(gòu)》《城市物模型技術(shù)要求》《道路數(shù)字孿生》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、工業(yè)和信息化部《數(shù)字孿生通用要求》《城市數(shù)字孿生技術(shù)參考架構(gòu)》等智標(biāo)委住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《城市信息模型概念及總則》《數(shù)字工程認(rèn)證建筑信息模型(BIM)管理體系》等自然資源部《實(shí)景三維中國(guó)基本要求》《基礎(chǔ)地理實(shí)體數(shù)據(jù)成果規(guī)范》等6政府的數(shù)字化需求。本形成。數(shù)字孿生城市的建設(shè)是一個(gè)涉及多環(huán)節(jié)、多領(lǐng)域、跨部門(mén)的復(fù)雜系統(tǒng)工程，吸引了ICT設(shè)備供應(yīng)商，電信運(yùn)營(yíng)商，人工智能、信息建模、地理信息、模擬仿真等軟件服務(wù)商紛紛入局，各類(lèi)型企業(yè)以自身核心能力和產(chǎn)品為切入點(diǎn)，橫向拓展應(yīng)用領(lǐng)域，縱向往產(chǎn)業(yè)鏈上下游滲透、延伸，積極構(gòu)建生態(tài)圈，聯(lián)合打造數(shù)字孿生城市場(chǎng)景應(yīng)用。根據(jù)數(shù)字孿生城市主要技術(shù)環(huán)節(jié)，初步形成空間地理信息類(lèi)、BIM建模類(lèi)、感知和標(biāo)識(shí)類(lèi)、數(shù)據(jù)融合與渲染類(lèi)、模擬仿真推演類(lèi)、交互與控制類(lèi)等主要產(chǎn)業(yè)陣營(yíng)，數(shù)字孿生城市完整產(chǎn)業(yè)鏈條進(jìn)一步得以加強(qiáng)。關(guān)鍵企業(yè)依靠核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建開(kāi)放PaaS平臺(tái)，鞏固生態(tài)地位。超圖開(kāi)放GIS在線軟件平臺(tái)，51WORLD開(kāi)放數(shù)字孿生開(kāi)發(fā)者平臺(tái)WDP3.0,泰瑞數(shù)創(chuàng)推出"平行世界"數(shù)字孿生一站式服務(wù)平臺(tái)，優(yōu)鋯科技、亞信科技、商詢科技等企業(yè)建立零代碼開(kāi)發(fā)平臺(tái)。睿呈時(shí)代Asialnfo文只范本元融理照息CSAFETYRT+南方姓F來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖2核心技術(shù)代表企業(yè)圖譜7投資空前活躍，粗略統(tǒng)計(jì)2021年以來(lái)國(guó)外游戲平臺(tái)和我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以“元宇宙”概念獲得的融資額分別超50億美元和150億人生”研究較為火熱，論文數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，詳見(jiàn)圖3。數(shù)字孿生城市發(fā)展相對(duì)較晚，2017年全球僅有8篇相關(guān)論文，但近年來(lái)發(fā)文量顯著增長(zhǎng)，到2021年10月，累計(jì)數(shù)量達(dá)到445篇，詳見(jiàn)圖4。從國(guó)別來(lái)看，美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)是數(shù)字孿生城市領(lǐng)域發(fā)表論8圖4全球“數(shù)字孿生城市”論文數(shù)量年度累計(jì)圖9國(guó)際交流合作正式起步，數(shù)字孿生城市發(fā)展模式有望形成全球合作計(jì)劃。受IMCC2021委托由北京航空航天大學(xué)組織的數(shù)字孿生論壇暨第一屆數(shù)字孿生國(guó)際會(huì)議成功舉辦，國(guó)際學(xué)術(shù)交流合作正式起步。中國(guó)信息通信研究院與世界經(jīng)濟(jì)論壇合作，啟動(dòng)全球數(shù)字孿生城市案例實(shí)踐征集活動(dòng)，聯(lián)合全球數(shù)字孿生城市相關(guān)專家，共同撰寫(xiě)《全球數(shù)字孿生城市框架與實(shí)踐研究報(bào)告》,凝聚全球主要研究力量，力爭(zhēng)形成國(guó)際共識(shí)。由中國(guó)企業(yè)牽頭推進(jìn)的數(shù)字孿生城市催化劑研究課題榮獲TMForum(國(guó)際電信管理論壇)“可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新獎(jiǎng)”“行業(yè)影響力”兩項(xiàng)大獎(jiǎng)，數(shù)字孿生城市發(fā)展?jié)摿υ俅蔚玫饺蛘J(rèn)可。應(yīng)用驅(qū)動(dòng)成為產(chǎn)業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)，數(shù)字孿生城市典型應(yīng)用場(chǎng)景逐漸明朗。場(chǎng)景為數(shù)字孿生價(jià)值變現(xiàn)提供賽道，為用戶體驗(yàn)孿生提供空間，成為供需兩側(cè)關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)前，數(shù)字孿生重點(diǎn)場(chǎng)景需求逐漸明晰，但具有長(zhǎng)期考量、實(shí)現(xiàn)體系化布局、面向深度應(yīng)用的建設(shè)方案仍需探索。浙江省明確提出將在城市地下空間等不易觀測(cè)場(chǎng)景、?；愤\(yùn)輸?shù)雀呶ｋ[患場(chǎng)景、路口擁堵等因素復(fù)雜場(chǎng)景、城市規(guī)劃等全局預(yù)判場(chǎng)景，試點(diǎn)推進(jìn)數(shù)字孿生建設(shè)。與此同時(shí)，算法模型與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)融合不深，快速分析與輔助決策能力不足，關(guān)鍵技術(shù)融合應(yīng)用有待加強(qiáng)，成為數(shù)字孿生應(yīng)用的掣肘。未來(lái)，深化技術(shù)與業(yè)務(wù)邏輯的融合，重視城市運(yùn)行規(guī)律的洞察，構(gòu)建成熟精準(zhǔn)的行業(yè)算法模型，將成為推動(dòng)數(shù)字孿生應(yīng)用深化的重點(diǎn)。數(shù)字孿生城市應(yīng)用主要聚焦交通、社區(qū)和建筑等行業(yè)場(chǎng)景，節(jié)能減碳有望成為下一重點(diǎn)場(chǎng)景。今年，中國(guó)信息通信研究院聯(lián)合世界經(jīng)濟(jì)論壇開(kāi)展了全球?qū)嵺`案例征集，從征集到的案例來(lái)看，數(shù)字孿生城市項(xiàng)目中涉及公共服務(wù)或管理、社區(qū)發(fā)展、智能建筑應(yīng)用的項(xiàng)目占比位列前三，詳見(jiàn)圖5。在國(guó)外案例中，40%以上關(guān)注環(huán)境與低碳發(fā)展，奧蘭多、紐約、悉尼等城市應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，助力城市低碳發(fā)展。2021年10月我國(guó)印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中提出開(kāi)展“城鄉(xiāng)建設(shè)碳達(dá)峰行動(dòng)”,將選擇100個(gè)具有典型代表性的城市和園區(qū)開(kāi)展碳達(dá)峰試點(diǎn)建設(shè)。數(shù)字孿生能實(shí)現(xiàn)城市級(jí)減排動(dòng)態(tài)模擬推演、能耗告警監(jiān)測(cè)分析、碳軌跡感知追蹤，零碳城市、能耗監(jiān)測(cè)有望成為數(shù)字孿生城市的重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景。數(shù)字孿生項(xiàng)目的投資模式、運(yùn)營(yíng)機(jī)制和商業(yè)模式仍有較大探索空間。據(jù)中國(guó)信息通信研究院調(diào)研，當(dāng)前66.7%的數(shù)字孿生城市項(xiàng)目由以及政府專項(xiàng)債券等政策型投資方式，充分發(fā)揮政府資金對(duì)金融資本和社會(huì)資本的引導(dǎo)帶動(dòng)作用，成為構(gòu)建數(shù)字孿生項(xiàng)目多元投融資模式的關(guān)鍵。同時(shí)，數(shù)字城市建設(shè)成本與收益、研究與應(yīng)用間的差距短期內(nèi)尚未能彌合，推動(dòng)數(shù)字孿生城市商業(yè)模式創(chuàng)新，成為供應(yīng)商探索的熱點(diǎn)。中國(guó)、新加坡等國(guó)家的廠商積極推動(dòng)將數(shù)字孿生模型作為云服務(wù)發(fā)布，持續(xù)挖掘數(shù)字孿生增值服務(wù)，推動(dòng)數(shù)字孿生城市形成風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享發(fā)展格局。CIM項(xiàng)目標(biāo)的額和標(biāo)的數(shù)保持高速增長(zhǎng)。自2018年11月住建部選擇通州、廣州、南京、廈門(mén)、雄安為首批5個(gè)CIM試點(diǎn)開(kāi)始，CIM相關(guān)項(xiàng)目數(shù)量呈現(xiàn)出逐年快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，投資的總量也在攀升，城市信息模型在2021年迎來(lái)了快速發(fā)展期。根據(jù)招投標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，CIM相關(guān)標(biāo)的數(shù)從2018年的2項(xiàng)快速增長(zhǎng)至149項(xiàng)(截至2021年10月底),增長(zhǎng)率超過(guò)了200%,遠(yuǎn)超智慧城市大行業(yè)整體的增速。據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市信息模型公開(kāi)招投標(biāo)項(xiàng)目的總費(fèi)用超過(guò)30億元，以CIM為核心的數(shù)字孿生城市市場(chǎng)規(guī)模未來(lái)可期。圖6我國(guó)每年CIM項(xiàng)目總數(shù)量與項(xiàng)目總金額入，特別是廣州作為首批試點(diǎn)城市，目前已完成為期三年、投資超2進(jìn)CIM平臺(tái)建設(shè)。四川、重慶、貴州、陜西、平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布《城市信息模型(CIM)基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)導(dǎo)則》,圍繞城市信息模型平臺(tái)的典型能力、應(yīng)用及各類(lèi)數(shù)據(jù)匯融出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。廣州市發(fā)布CIM平臺(tái)三維數(shù)字化竣工驗(yàn)收模型交付和管理標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了行業(yè)空白。遼寧省出臺(tái)CIM平臺(tái)建設(shè)運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)等，指導(dǎo)全省CIM基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)、運(yùn)行以及CIM數(shù)據(jù)匯聚和共享應(yīng)用。重慶市發(fā)布《城市信息模型(CIM)信息分類(lèi)及編碼標(biāo)準(zhǔn)》,強(qiáng)制規(guī)范智能城市中所青島、珠海等地相繼啟動(dòng)CIM平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)研究工作，湖北省住建廳發(fā)布的建設(shè)科技計(jì)劃項(xiàng)目和建筑節(jié)能示范工程中，兩項(xiàng)計(jì)劃涉及CIM?？傮w而言，CIM標(biāo)準(zhǔn)體系逐漸成熟，但由于行跨行業(yè)應(yīng)用效應(yīng)。新型基礎(chǔ)測(cè)繪向?qū)嶓w分級(jí)轉(zhuǎn)變有效助力孿生建設(shè)。2021年自然資源部印發(fā)《實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)技術(shù)大綱(2021版)》,成為新型測(cè)繪的最新要求和高階形式。實(shí)景三維中國(guó)明確了數(shù)據(jù)組成，為數(shù)字孿生城市數(shù)據(jù)融合提供了借鑒參考。實(shí)景三維中國(guó)在空間上，融合不同形態(tài)的基礎(chǔ)地理空間要素；在時(shí)間上，融合歷史、現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；在語(yǔ)義上，融合地理實(shí)體的基本屬性、實(shí)體關(guān)系和其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息，形成以地理實(shí)體為基本單元的時(shí)空一體化數(shù)字孿生體。新型基礎(chǔ)測(cè)繪由尺度分級(jí)向?qū)嶓w分級(jí)轉(zhuǎn)變，與數(shù)字孿生城市建設(shè)要求高度契合。新型測(cè)繪以“一個(gè)實(shí)體只高精度施測(cè)一次”為原則，實(shí)現(xiàn)地理信息產(chǎn)品從“平面”到“立體”,從“靜態(tài)”到“時(shí)序”的提升，且要求孿生體做到“人機(jī)兼容”,與數(shù)字孿生城市精準(zhǔn)映射、軟件定義、虛實(shí)交互的要求高度契合，為數(shù)字孿生城市建設(shè)提供有力技術(shù)支撐。精準(zhǔn)映射信息反饋采集裝備和能力進(jìn)步實(shí)現(xiàn)全息測(cè)繪。全息測(cè)繪利用空地一體傾斜攝影、激光掃描等多源傳感技術(shù)獲取全息地理實(shí)體要素，通過(guò)深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù)自動(dòng)半自動(dòng)化提取建立地理實(shí)體的矢量、三維模型數(shù)據(jù)，形成地上地下、室內(nèi)室外的一體化全息高清、高精的結(jié)構(gòu)化實(shí)體城市信息模型(CIM),有效助力城市數(shù)字孿生體的構(gòu)建。上海市通過(guò)智能化全息測(cè)繪的手段，實(shí)現(xiàn)上海城市的建筑、交通、綠化、水系、部件、管線等各種地理要素全景還原，與傳統(tǒng)測(cè)繪相比，全息測(cè)繪更真實(shí)、直觀、形象、便捷，并且掛接了海量的社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性，為城市管理部門(mén)按需提供全面信息保障，同時(shí)為社會(huì)大眾查詢空間地理信息提供便利。時(shí)空知識(shí)圖譜能力顯著增強(qiáng)。地理時(shí)空知識(shí)圖譜構(gòu)建起數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，使數(shù)字孿生城市洞察城市規(guī)律、實(shí)現(xiàn)深層次推理變?yōu)榭赡?。基于時(shí)空知識(shí)圖譜，城市管理者能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類(lèi)型數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)城市規(guī)律，形成修正決策自動(dòng)優(yōu)化預(yù)案并執(zhí)行，有效提升城市管理效能，賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。上海張江科學(xué)城運(yùn)用多源時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘和基于人工智能的時(shí)空?qǐng)D譜技術(shù)，根據(jù)園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)鏈全景，及企業(yè)自身發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)情況，提供多種場(chǎng)景、組合條件的企業(yè)篩選，對(duì)接園區(qū)發(fā)展需求，助力園區(qū)精準(zhǔn)招商和補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈。A餐飲業(yè)業(yè)餐飲以在數(shù)據(jù)層面“互聯(lián)互懂”,硬件層面“一次開(kāi)發(fā)、批量復(fù)制”,產(chǎn)、生活等各個(gè)領(lǐng)域之中。截止2020年底，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)已超過(guò)40億，產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破2.4萬(wàn)億元，基本形成了涵蓋智能感知、與新一代信息技術(shù)加速融合，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用從單系統(tǒng)行業(yè)級(jí)向跨行業(yè)城市級(jí)轉(zhuǎn)型。通過(guò)感知設(shè)備大規(guī)模部署，城市級(jí)感知平臺(tái)統(tǒng)一建設(shè)，跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享交換、模型互認(rèn)互操作，城市級(jí)綜合應(yīng)用得以定了基礎(chǔ)，也為數(shù)字孿生城市的建設(shè)運(yùn)營(yíng)及高質(zhì)量發(fā)展提供有力支物模空大算法圖10物模型促進(jìn)跨行業(yè)數(shù)字孿生設(shè)備互認(rèn)(九)城市仿真取得突破，跨學(xué)科與云化仿真成主流城市整體性、系統(tǒng)性分析，因此仿真存在片面性、精度較差、效信息技術(shù)的發(fā)展，仿真推演技術(shù)也正在發(fā)生重大變革，模擬仿真不再是針對(duì)單點(diǎn)區(qū)域的研究，而是逐步向大尺度、跨學(xué)科、多維度進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通過(guò)城市級(jí)、跨領(lǐng)域的因果交互分析和推演，反映城市整體發(fā)展趨勢(shì)和演化問(wèn)題，為城市的治理和規(guī)劃提供數(shù)據(jù)城市級(jí)仿真系統(tǒng)交資源仿真圖11城市級(jí)仿真模式轉(zhuǎn)變態(tài)勢(shì)仿真推演—未來(lái)狀態(tài)呈現(xiàn)—反饋優(yōu)化修正"的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)仿真推閥門(mén)開(kāi)合度以及補(bǔ)水時(shí)長(zhǎng)等最優(yōu)補(bǔ)水策略，動(dòng)態(tài)校正檢驗(yàn)仿真結(jié)圖12新一代信息技術(shù)推動(dòng)離線仿真向?qū)崟r(shí)仿真轉(zhuǎn)變開(kāi)發(fā)的統(tǒng)一云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)軟件標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議統(tǒng)一化、數(shù)據(jù)一體化、算力集中化、使用便捷化，讓大規(guī)模、高精度、城市級(jí)的仿真推演計(jì)用戶側(cè)交互方面，各類(lèi)交互技術(shù)融合應(yīng)用不斷優(yōu)化數(shù)字孿生使用精確、恰當(dāng)、生動(dòng)的展現(xiàn)和交互，提高用戶操作的便捷性言理解、動(dòng)作捕捉等交互技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，提高交互輸入效率。海淀城市大腦智能交互中臺(tái)融合時(shí)空要素、語(yǔ)義理解和智能搜索，實(shí)現(xiàn)城市全要素、全狀態(tài)洞察和多模態(tài)一鍵搜索?？缃K端一體化交互提升PC端、大屏等多終端同源可視化、多屏互動(dòng)與一體化聯(lián)動(dòng)廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的無(wú)縫銜接和高效運(yùn)轉(zhuǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)難以支撐業(yè)務(wù)場(chǎng)景落地，2021年，元宇宙理念的熱潮帶動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR/AR/MR)加速發(fā)展，但是，開(kāi)發(fā)成本高昂、使用便捷性不足、內(nèi)容生態(tài)匱乏等問(wèn)題，仍然制約虛擬現(xiàn)實(shí)在數(shù)字孿生城市業(yè)務(wù)場(chǎng)景的落地應(yīng)用。開(kāi)發(fā)側(cè)交互方面，低代碼構(gòu)建技術(shù)大幅提升數(shù)字孿生場(chǎng)景開(kāi)發(fā)效率。快速增長(zhǎng)的數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景需求，使得緩慢的定制化開(kāi)發(fā)過(guò)程與用戶快速交付、低成本運(yùn)維需求的矛盾日益突出。為滿足快速發(fā)展的市場(chǎng)需求，數(shù)字孿生廠商將數(shù)字孿生的低代碼構(gòu)建作為關(guān)鍵競(jìng)爭(zhēng)力要素，在持續(xù)積累的模型庫(kù)和規(guī)則庫(kù)基礎(chǔ)上，建設(shè)低代碼開(kāi)發(fā)平臺(tái)，0代碼低代碼0代碼低代碼低代碼化。部分廠商進(jìn)一步提出“0代碼”的開(kāi)發(fā)理念，支持典型場(chǎng)數(shù)字編排來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院構(gòu)建“感知標(biāo)識(shí)+地理信息+建模渲染+算法仿真+虛實(shí)交互”的數(shù)字孿生城市技術(shù)體系。數(shù)字孿生的本質(zhì)是技術(shù)集成，數(shù)字孿生城市是基于城市業(yè)務(wù)而構(gòu)建的一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，從當(dāng)前發(fā)展來(lái)看，大致由地理信息"技術(shù)為城市提供集成底板、參照基準(zhǔn)和位置服務(wù)?！敖Ｅc渲染”技術(shù)為城市提供基礎(chǔ)骨架，實(shí)現(xiàn)物理城市的精準(zhǔn)刻畫(huà)與可視術(shù)為城市用戶參與城市治理、獲取城市服務(wù)提供互動(dòng)互操作支撐。人機(jī)交互仿真算法仿真效果在仿真工具物體標(biāo)識(shí)GIS底板與模型集成新型基礎(chǔ)測(cè)繪定位與導(dǎo)航物聯(lián)感知運(yùn)行系統(tǒng)渣染引擎實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集反向控制來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖14數(shù)字孿生城市技術(shù)體系字孿生城市研究報(bào)告(2018年)》),助力形成數(shù)字孿生城市九大應(yīng)用能力(詳見(jiàn)《數(shù)字孿生城市白皮書(shū)(2020年)》)。來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院②建設(shè)推進(jìn)平臺(tái)運(yùn)維平臺(tái)開(kāi)放數(shù)據(jù)開(kāi)放機(jī)制體制設(shè)計(jì)成效評(píng)估評(píng)價(jià)①感知與標(biāo)識(shí)②空間地理信息③建模與渲染④算法與仿真⑤交互與控制①總體謀劃建設(shè)需求分析③持續(xù)運(yùn)營(yíng)來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖16數(shù)字孿生城市整體性系統(tǒng)性實(shí)施框架V1.0(二)以實(shí)施框架為指引，系統(tǒng)描繪標(biāo)準(zhǔn)體系藍(lán)圖參照智慧城市體系，更新發(fā)展模式，全新構(gòu)架數(shù)字孿生城市標(biāo)準(zhǔn)體系。與傳統(tǒng)智慧城市相比，數(shù)字孿生城市更加突出技術(shù)集成和業(yè)務(wù)協(xié)同，為強(qiáng)化一體化整體化實(shí)施推進(jìn)，重塑智慧城市發(fā)展格局，在智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，擬從總體、數(shù)據(jù)、技術(shù)/平臺(tái)/設(shè)施、應(yīng)用場(chǎng)景、安全、運(yùn)行等方面建立數(shù)字孿生城市標(biāo)準(zhǔn)體系。在總體方面，要形成全新術(shù)語(yǔ)體系、總體參考架構(gòu)、評(píng)估評(píng)價(jià)體系；在基礎(chǔ)設(shè)施方形成融合一體的數(shù)據(jù)資源服務(wù)體系；在技術(shù)平臺(tái)方面，突出五大技術(shù)張藍(lán)圖"等業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景；在安全方面，加強(qiáng)孿生體安全；在運(yùn)營(yíng)運(yùn)維方面，注重?cái)?shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)、平臺(tái)運(yùn)營(yíng)、應(yīng)用迭代運(yùn)營(yíng)等。參考架構(gòu)城市數(shù)據(jù)編碼體系城市數(shù)據(jù)資源體系可視化呈現(xiàn)參考架構(gòu)城市數(shù)據(jù)編碼體系城市數(shù)據(jù)資源體系可視化呈現(xiàn)行業(yè)級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景城市級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景術(shù)語(yǔ)定義成熟度評(píng)價(jià)控城市數(shù)據(jù)互操作體系04數(shù)據(jù)融合供給接□空間分析計(jì)算虛實(shí)融合互動(dòng)品自學(xué)習(xí)自優(yōu)化模擬仿真推演09眾創(chuàng)擴(kuò)展接口單級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景倫理安全系統(tǒng)安全孿生防偽04數(shù)據(jù)安全運(yùn)維保障運(yùn)營(yíng)體系評(píng)測(cè)做好標(biāo)準(zhǔn)體系與實(shí)施框架、技術(shù)體系的服務(wù)銜接，形成互促發(fā)展態(tài)勢(shì)。為進(jìn)一步促進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的深度融合、全面銜接，形成標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)實(shí)施、實(shí)施驗(yàn)證修訂標(biāo)準(zhǔn)的互促格局，標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)與數(shù)字孿生城市實(shí)施全過(guò)程、五大技術(shù)體系相對(duì)應(yīng)，針對(duì)建設(shè)過(guò)程中的問(wèn)題痛點(diǎn)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)編制，實(shí)施過(guò)程要充分遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并不斷驗(yàn)證修訂標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為高質(zhì)量建成設(shè)數(shù)字孿生城市奠定基礎(chǔ)。技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)體系實(shí)施框架遵循標(biāo)準(zhǔn)體系要求，根據(jù)實(shí)施建設(shè)實(shí)際需要，突出標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)作用，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)合作與驗(yàn)證，初擬夯實(shí)基礎(chǔ)、重點(diǎn)突破、體系完備“三步走”發(fā)展路線，有節(jié)奏地推進(jìn)數(shù)字孿生城市標(biāo)準(zhǔn)制定工作。來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院難預(yù)料現(xiàn)不好管城市地下空間管理應(yīng)用碳達(dá)峰碳中和碳足跡監(jiān)測(cè)數(shù)字化改革一網(wǎng)統(tǒng)管來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院圖20數(shù)字孿生城市應(yīng)用場(chǎng)景篩選難預(yù)料”困境。以時(shí)代新要求為牽引，以高階能力融合孿生城市的建設(shè)應(yīng)圍繞綜合性強(qiáng)、復(fù)雜性大的領(lǐng)域打造針對(duì)性應(yīng)用場(chǎng)據(jù)城市各主體各要素的碳數(shù)據(jù)分析，模擬推演城市碳達(dá)峰和碳中和的二是打造應(yīng)急一張圖、交通擁堵治理、城市危化品管理等場(chǎng)景，全面掌握城市人流、車(chē)流、信息流，并結(jié)合仿真推演結(jié)果，實(shí)現(xiàn)城市路口信息動(dòng)態(tài)優(yōu)化、應(yīng)急預(yù)案精準(zhǔn)推薦。三是打造城市“規(guī)建管一體”數(shù)統(tǒng)籌考慮城市內(nèi)人、地、物的關(guān)聯(lián)，避免“拆了建、建了拆”,實(shí)現(xiàn)“一張藍(lán)圖建到底”城市應(yīng)用場(chǎng)景多聚焦于城市規(guī)劃建設(shè)、綜合管理、防災(zāi)應(yīng)急等領(lǐng)域，用戶主要為政府部門(mén)、資產(chǎn)所有方等。伴隨產(chǎn)城融合、以城促產(chǎn)等可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)數(shù)字孿生城市用戶將從政府側(cè)向企業(yè)側(cè)延伸，城市信息模型在社會(huì)范圍內(nèi)共建共享將成為主流模式。政府可通過(guò)云服務(wù)方式向企業(yè)開(kāi)放數(shù)字孿生城市底座并提供平臺(tái)化、低價(jià)化、低代碼化的應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)補(bǔ)貼或資金返還等政策，鼓勵(lì)企業(yè)應(yīng)用公共平臺(tái)開(kāi)展業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，如“北京CBD高質(zhì)量發(fā)展18條”|中提出對(duì)區(qū)全稱為《促進(jìn)中國(guó)(北京)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)國(guó)際商務(wù)服務(wù)片區(qū)北京CBD高質(zhì)量發(fā)展引導(dǎo)資金管理辦法(試行)》域內(nèi)智能化管理平臺(tái)建設(shè)、數(shù)字化場(chǎng)景應(yīng)用投入的企業(yè)，給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，企業(yè)利用開(kāi)放能力和工具集構(gòu)建企業(yè)級(jí)應(yīng)用，優(yōu)化升級(jí)自身業(yè)務(wù)。政府可利用政策及資金支持的方式，鼓勵(lì)企業(yè)將運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)接入平臺(tái)中，助力區(qū)域數(shù)字經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展。探索政府與公民共建共用新模式，打造高粘性個(gè)人數(shù)字孿生體。伴隨著線上服務(wù)和消費(fèi)的延伸，基于數(shù)字孿生的應(yīng)用場(chǎng)景也將向民生領(lǐng)域輻射，探索政府與公民共建共用數(shù)字孿生城市底座平臺(tái)成為數(shù)字全的前提下，通過(guò)打通公民各類(lèi)信息，構(gòu)建群體用戶畫(huà)像，以移動(dòng)應(yīng)用端“多卡合一、一碼通用”形式，打造個(gè)人數(shù)字孿生體應(yīng)用，為公民提供定制化、精準(zhǔn)化服務(wù)推送。另一方面，平臺(tái)可依托個(gè)人數(shù)字孿生體應(yīng)用，打造立體化交互、沉浸式體驗(yàn)的新場(chǎng)景，允許公眾在孿生城市中發(fā)布內(nèi)容，打造社交網(wǎng)絡(luò)UGC(用戶原創(chuàng)內(nèi)容)新模式，提升孿生城市粘性；與此同時(shí)，平臺(tái)可面向公民發(fā)布例如城市POI信息標(biāo)注、補(bǔ)充等“淘金客”任務(wù)，以積分或現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)的形式，鼓勵(lì)公民參與城市信息模型的更新，促進(jìn)數(shù)字孿生城市長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)。(三)加強(qiáng)需求約束成效評(píng)估，踐行“以評(píng)促建”理念以場(chǎng)景需求為牽引和約束，分級(jí)分類(lèi)有針對(duì)性建設(shè)數(shù)字孿生城市底座能力。當(dāng)前數(shù)字孿生城市推進(jìn)仍存在兩方面顯著問(wèn)題，一方面，項(xiàng)目建設(shè)仍以建模渲染等可視化、城市靜態(tài)實(shí)體管理為主，數(shù)字孿生的虛實(shí)互動(dòng)、智能決策等價(jià)值沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)；另一方面，數(shù)字孿生城市仍以供給側(cè)為主導(dǎo)建設(shè)，需求側(cè)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景難以得到滿足，導(dǎo)致建設(shè)粘性不高，價(jià)值點(diǎn)大大“打折”。從經(jīng)濟(jì)價(jià)值角度來(lái)看，數(shù)字孿生城市建設(shè)的精度與深度應(yīng)與場(chǎng)景需求相關(guān)聯(lián)，全面扭轉(zhuǎn)從供給側(cè)技術(shù)主導(dǎo)向需求側(cè)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變的建設(shè)理念，根據(jù)建設(shè)場(chǎng)景選擇適合的場(chǎng)景范圍、模型精度、建設(shè)深度，避免“重型”項(xiàng)目整體上線，導(dǎo)致不必要的投資浪費(fèi)。靜態(tài)管理為主靜態(tài)管理為主動(dòng)態(tài)管理為主分析決策為主機(jī)器智能為主場(chǎng)景范圍與模型精度應(yīng)用深度自學(xué)習(xí)與自優(yōu)化現(xiàn)地滅展示與描述預(yù)測(cè)與仿真揮/感知與交互物流調(diào)度/智慧分析與診斷設(shè)備級(jí)(部件)建筑級(jí)(路橋)園區(qū)級(jí)(社區(qū))城市級(jí)(廣域)來(lái)源：中國(guó)信息通信研究院以成效評(píng)價(jià)為抓手，加強(qiáng)應(yīng)用與底座融合深度。底座平臺(tái)是數(shù)字孿生城市建設(shè)的核心，為孿生應(yīng)用場(chǎng)景的構(gòu)建提供共性的時(shí)空數(shù)據(jù)、信息模型、工具等支撐能力，賦能孿生城市的整體智治、高效協(xié)同。但當(dāng)前各地建設(shè)數(shù)字孿生城市底座和上層應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，一方面導(dǎo)致了底座重復(fù)建，資源浪費(fèi)，另一方面由于不了解個(gè)性化應(yīng)用需求和場(chǎng)景細(xì)節(jié)，底座能力難以支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用構(gòu)建。為進(jìn)一步利用好底座平臺(tái)，統(tǒng)籌建設(shè)好底座平臺(tái)能力，應(yīng)從業(yè)務(wù)場(chǎng)景出發(fā)，梳理底座能力需求，并建立驗(yàn)證業(yè)務(wù)是否滿足的成效評(píng)價(jià)機(jī)制，推動(dòng)應(yīng)用與底座的融合互促。如內(nèi)澇防治中，對(duì)于地形類(lèi)數(shù)據(jù)有較高的精度要求，如特定范圍內(nèi)高精度的數(shù)字高程數(shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)、地表覆蓋物對(duì)降雨匯流遲滯系數(shù)、地下管網(wǎng)數(shù)據(jù)等；還需要結(jié)合海洋潮汐、臺(tái)風(fēng)路徑、氣象云圖、實(shí)時(shí)降雨等氣象信息，以及管網(wǎng)、積水點(diǎn)以及河道等實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇防治，底座需要滿足以上需求，構(gòu)建各類(lèi)業(yè)務(wù)模型， 數(shù)字孿生城市白皮書(shū)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在降雨預(yù)測(cè)下的城市內(nèi)澇預(yù)測(cè)預(yù)警以及防控指揮。規(guī)劃一建設(shè)一管理一服務(wù)數(shù)字孿生城市底座圖23應(yīng)用成效倒逼底座建設(shè)四、實(shí)踐創(chuàng)新：直面挑戰(zhàn)創(chuàng)新數(shù)字孿生城市建設(shè)模式(一)全過(guò)程咨詢謀劃，整體性系統(tǒng)性推進(jìn)數(shù)字孿生城市當(dāng)前挑戰(zhàn)：一是規(guī)劃、設(shè)計(jì)與實(shí)施等多環(huán)節(jié)的脫節(jié)嚴(yán)重。數(shù)字孿生城市，是以整體化全局視角提升城市生命體活力的新模式新探索。但按照一般信息化工程項(xiàng)目建設(shè)模式，規(guī)劃需求分析、投資決策、功能設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)施工、竣工驗(yàn)收、建設(shè)運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)存在割裂，在具體實(shí)施中，規(guī)劃中提出的重要內(nèi)容要求被拋之腦后，漸漸“跑偏走樣”,一座座新煙囪拔地而起，最終造成“規(guī)劃很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感”。二是城市數(shù)字底座的建設(shè)模式尚未定型。以CIM平臺(tái)為例，依據(jù)主導(dǎo)委辦局的