城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型特征內(nèi)涵
城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型本質(zhì)上是“以業(yè)務(wù)價(jià)值提升為導(dǎo)向,以機(jī)制體制優(yōu)化為保障,以技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用為手段,最終提升城市面向未來的綜合競爭力”的城市發(fā)展新范式。
數(shù)字孿生城市不是一項(xiàng)技術(shù),是多維技術(shù)融合的綜合應(yīng)用。
數(shù)字孿生城市的落地應(yīng)用離不開 New ICT 技術(shù)的支持,包括 5G 廣連接特性支撐下的物聯(lián)網(wǎng)虛實(shí)互聯(lián)與集成,基于新型測繪的三維建模技術(shù),基于 大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、模擬仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)的虛實(shí)映射與可視化監(jiān)測;基于數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、深度學(xué)習(xí)的城市變化預(yù)測等。
全域聯(lián)接是數(shù)字孿生城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)。
有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2025 年全球連接數(shù)量將會(huì)超過 1000 億。一方面,隨著 5G、WiFi-6、IOT、RFID 等技術(shù)的日益普及,體驗(yàn)和業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng) 聯(lián)接與計(jì)算無處不在;另一方面,隨著衛(wèi)星定位及通信技術(shù)的不斷發(fā)展,以高精度定位和衛(wèi)星通信的時(shí)空聯(lián)接將在經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng) 域得到廣泛應(yīng)用?;跇?biāo)識(shí)的全域聯(lián)接打通了云、AI、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、高精度定位、高清視頻等新技術(shù),使行業(yè)數(shù)據(jù)采集、傳 送、存儲(chǔ)、計(jì)算、分析及反饋實(shí)現(xiàn)了閉環(huán),實(shí)現(xiàn)“端、邊、網(wǎng)、云”貫通的自治化分布式體系,成為數(shù)字孿生城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)。
三維模型是數(shù)字孿生城市可視的主要載體。
隨著國家自然資源部對(duì)“實(shí)景三維中國”、“三維立體自然資源一張圖”建設(shè)的全面推進(jìn),測繪地理信息在經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域 得到廣泛應(yīng)用。傾斜攝影、無人機(jī)、BIM 等技術(shù),可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲取城市局部的正射、傾斜或 Lidar 點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及單體建筑 工程三維數(shù)據(jù),然后依托實(shí)景三維重建技術(shù)、激光點(diǎn)云三維構(gòu)建技術(shù)和多源數(shù)據(jù)融合等技術(shù),通過自動(dòng)化處理流程手段,獲 得三維點(diǎn)云、三維模型、真正射影像 (TDOM)、數(shù)字表面模型 (DSM) 和建筑信息模型等測繪成果的模型。在數(shù)字孿生時(shí)代, 測繪地理信息行業(yè)從傳統(tǒng)的地圖產(chǎn)品制作轉(zhuǎn)型為面向城市治理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、專業(yè)建設(shè)和大眾民生應(yīng)用的服務(wù)行業(yè),數(shù)字孿生 城市更加需要新型測繪的強(qiáng)力支撐,在時(shí)空大數(shù)據(jù)管理、地理監(jiān)測、高精度實(shí)體化測繪等方面提出更高要求,基于新型測繪 構(gòu)建的城市三維模型是數(shù)字孿生城市運(yùn)行的主要載體。
實(shí)時(shí)監(jiān)測是數(shù)字孿生城市運(yùn)行的基本訴求。
數(shù)字孿生城市的本質(zhì)是城市級(jí)信息模型賦能體系,通過建立基于立體感知的數(shù)據(jù)閉環(huán)賦能新體系,利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì) 算、視頻感知、數(shù)字化仿真、AR/VR、區(qū)塊鏈等關(guān)鍵技術(shù),以積木式組裝拼接,生成城市全域數(shù)字虛擬映像空間,實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界 的實(shí)時(shí)監(jiān)測。為了讓數(shù)字孿生城市能夠動(dòng)態(tài)、及時(shí)地虛擬出真實(shí)世界的運(yùn)行,就要內(nèi)置強(qiáng)大的計(jì)算能力,邊緣計(jì)算和云計(jì)算能為 數(shù)字孿生城市與現(xiàn)實(shí)城市平行發(fā)展提供算力支撐,保證兩者如影隨形,相互作用。運(yùn)用模擬仿真技術(shù),可進(jìn)行自然現(xiàn)象的仿真、 物理力學(xué)規(guī)律的仿真、人群活動(dòng)的仿真、自然災(zāi)害的仿真等,為城市規(guī)劃、管理、應(yīng)急救援等制定科學(xué)決策,促進(jìn)城市資源公平 和快速調(diào)配,支撐建立更加高效智能的城市現(xiàn)代化治理體系。AR/VR 不僅是下一代的顯示技術(shù),更是數(shù)字化進(jìn)程中最重要的數(shù) 據(jù)采集以及互動(dòng)的接口,AR/VR 發(fā)展的浪潮沖破了許多原有的藩籬,教育、軍事、醫(yī)療、文旅、地產(chǎn)等細(xì)分領(lǐng)域都已開始引入 3D 虛擬場景或應(yīng)用內(nèi)容的全新交互體驗(yàn)方式。城市運(yùn)行態(tài)勢的多維度、多層次精準(zhǔn)監(jiān)測,是建設(shè)數(shù)字孿生城市的基本訴求。
智能預(yù)測是數(shù)字孿生城市發(fā)展的高階智慧。
數(shù)字孿生城市對(duì)人工智能領(lǐng)域數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)、自我優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用,可使城市從以往單域智能、被動(dòng)響應(yīng)逐步轉(zhuǎn)變 為全域協(xié)同治理、智能響應(yīng)、趨勢預(yù)判的模式,構(gòu)建起高效智慧的城市運(yùn)行規(guī)則。深度學(xué)習(xí)核心應(yīng)用技術(shù)包括計(jì)算機(jī)視 覺、自然語言處理、生物特征識(shí)別、知識(shí)圖譜等,從已有城市數(shù)據(jù)中挖掘出新的數(shù)據(jù)并結(jié)構(gòu)化當(dāng)前數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù) 聯(lián)系起來以形成決策的基礎(chǔ)模型,經(jīng)過不斷的試錯(cuò),推動(dòng)系統(tǒng)不斷自優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生城市內(nèi)生迭代發(fā)展,最終為城市 提供智能預(yù)測,呈現(xiàn)數(shù)字孿生城市發(fā)展的高階智慧。
數(shù)字孿生平臺(tái)的核心架構(gòu)以云為基礎(chǔ),聯(lián)結(jié)無處不在的智能終端,以 AI 為驅(qū)動(dòng),融 合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、視頻、地理信息等多種 ICT 技術(shù),以孿生數(shù)據(jù)服務(wù)、孿生應(yīng)用服務(wù) 和孿生集成服務(wù)為城市運(yùn)行監(jiān)測和城市仿 真預(yù)測預(yù)警應(yīng)用提供相應(yīng)服務(wù)。
數(shù)字孿生平臺(tái)應(yīng)具備基礎(chǔ)服務(wù)特性
數(shù)字孿生平臺(tái)是城市大數(shù)據(jù)匯聚、應(yīng)用的載體,是數(shù)字孿生城市的基礎(chǔ)支 撐平臺(tái),為相關(guān)應(yīng)用提供豐富的信息服務(wù)和開發(fā)接口,支撐智慧城市應(yīng)用 的建設(shè)與運(yùn)行。
數(shù)字孿生平臺(tái)應(yīng)具備專業(yè)服務(wù)特性
數(shù)字孿生平臺(tái)應(yīng)具備城市基礎(chǔ)地理信息、三維模型和 BIM 匯聚、清洗、轉(zhuǎn) 換、模型輕量化、模型抽取、多模集成、模型瀏覽、多場景融合與可視化表 達(dá)、支撐各類應(yīng)用的開放接口等基本功能,提供工程建設(shè)項(xiàng)目各階段模型 匯聚、物聯(lián)監(jiān)測和模擬仿真等專業(yè)功能。
數(shù)字孿生平臺(tái)應(yīng)具備集成服務(wù)特性
集成服務(wù)特性包括兩類,一類是新技術(shù)集成及服務(wù)能力,數(shù)字孿生平臺(tái)本 身是以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、視頻技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、下一代安全等新興 技術(shù)為核心部件,不斷整合現(xiàn)有技術(shù)的同時(shí),持續(xù)納入新技術(shù),并將新技術(shù) 和現(xiàn)有技術(shù)做全面的融合,將機(jī)構(gòu)技術(shù)駕馭能力封裝在平臺(tái)內(nèi),為上層業(yè)務(wù) 應(yīng)用提供技術(shù)服務(wù)能力;一類是孿生應(yīng)用集成能力,數(shù)字孿生平臺(tái)可與城 市已建成的城市建設(shè)、城市管理、城市體檢、城市安全、住房、管線、交通、 水務(wù)、規(guī)劃、自然資源、工地管理、綠色建筑、社區(qū)管理、醫(yī)療衛(wèi)生、應(yīng)急指 揮等領(lǐng)域的應(yīng)用集成,并基于孿生數(shù)據(jù)服務(wù)、孿生業(yè)務(wù)服務(wù)和孿生集成服 務(wù)開展城市運(yùn)營監(jiān)測和城市仿真預(yù)測預(yù)警兩大類的應(yīng)用建設(shè)與運(yùn)行。
互聯(lián)互通社區(qū)
互聯(lián)互通社區(qū)專注于IT互聯(lián)網(wǎng)交流與學(xué)習(xí),旨在打造最具價(jià)值的IT互聯(lián)網(wǎng)智庫中心,關(guān)注公眾號(hào):互聯(lián)互通社區(qū),每日獲取最新報(bào)告并附帶專題內(nèi)容輔助學(xué)習(xí)。
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