构建数字孪生城市的三个条件

数字孪生城市是智慧城市的中远期实现，要以点带面，逐步推行，其新增量主要是“CIM 平台”以及CIM 对城市业务系统的重构效应，主要包含三个部分：数据、模型、服务。数据是基础，模型是核心，服务是手段。

一、统一化空间数据框架

国家自然资源部2019 年发布的《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲》中提出： 智慧城市时空大数据平台作为智慧城市的重要组成，既是智慧城市不可或缺的、基础性的信息资源，又是其他信息交换共享与协同应用的载体，为其他信息在三维空间和时间交织构成的四维环境中提供时空基础。模型数据采集对象主要包括地理空间信息、建筑物、道路、地下空间管线、城市地质、地表高程等；数据类型主要为城市街景数据、GIS 数据、BIM 数据、CAD （ 计算机辅助设计） 数据、激光点云数据、倾斜摄影数据等。

通过建立时空融合的数据管理系统，实现时空信息的有效组织、清洗处理、结构化存储、特征化提取，具备构建数字孪生体的技术条件。

为了便于计算和处理，制定基于异构数据的时空融合标准与统一数据框架是当务之急，这里有三个建议：

（1）要研究制定多层次通用性空间数据标准，形成兼容不同类型、不同机构信息系统的统一时空数据框架，确保空间定位编码一致，实现多源信息准确集成，以及多模态数据融合表达;

（2）要构建涵盖GIS、BIM、倾斜摄影、激光点云、地质体、传感器等多源异构数据的融合处理能力，提供面向模型的信息资源与空间位置服务;

（3）要在数据层建立城市级海量感知数据的实时接入服务标准，研研数据动态加载与处理技术，实现跨行业、跨领域的数据实时接入。

二、一体化时空数据资源

从二维到三维，从地理空间信息到时空高精度多源信息，是大势所趋，也是CIM 的关键要求。

在数字孪生城市中，基于标准统一的城市部件数字编码标识体系和空天地全方位立体部署的物联感知设施，能够为各类城市部件、基础设施甚至是动植物等生命体赋予独一无二的“数字身份证”，实现对城市部件的智能感知、精准定位、故障发现和远程处理。地上地下、室内室外、虚实一体、开放鲜活的时空数据资源是数字孪生城市建设最为关键的基础。

值得一提的是，城市部件管理一直是城市治理的重点。一方面，随着城市的智慧化发展，各类城市部件数量呈现爆发式增长态势，管理复杂度不断上升，另一方面，城市部件广泛部署在地上、地下、水中、建筑物内外等各个角落，空间位置复杂，故障损坏具有突发性和随机性，而传统的城市部件管理手段和方式较为单一，存在信息表述不清晰、传达不准确、处理流程慢等问题。

例如疫情防控期间，许多大楼都规定每小时必须对指定的公共场所进行消杀。这套大楼的数字孪生系统，可以直观而明确的查看所有指定位置的消杀情况，而一线保洁人员同样也可以通过这个系统，得到明确的工作指令，按时完成消杀工作。

三、可视化数字孪生数据

服务是数字孪生城市的手段，是为了通过无限的数据资源节约叠加模型计算节省有限的城市物理资源，服务涵盖城市治理、民生服务、产业发展等领域的仿真和预测。

数字孪生城市服务内容取决于数据和算法模型的构成，是一个运营迭代的过程。数字孪生服务可通过PC、手机、VR/AR、全息等方式承载，给用户带来多重体验。

优锘ThingJS 推出的3D城市模板涵盖20多种城市级模板，涉及交通、医疗、园区等资源的数据可视化。当然模板是可以复制的，关键还是在于大数据本身，只有模型+数据有了生动的结合，才能够让城市大脑运转。

随着信息技术在城市范围内深度应用，城市基础设施智能化升级和各个行业信息化程度不断提升，各类设备和各个行业产生了大量数据，为三维城市模型各部件数据更新、实时计算、虚拟仿真等业务服务提供数据输入，成为数字孪生场景的决策辅助以及参考。
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