智能化時(shí)代，數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為社會(huì)發(fā)展的核心議題之一。要想做優(yōu)做強(qiáng)信息通信業(yè)，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐，加大人工智能、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)研發(fā)力度至關(guān)重要。

“80%的數(shù)字孿生是沒(méi)有用的，管用才是第一要義?！?國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、中國(guó)城市科學(xué)研究會(huì)理事會(huì)、住建部原副部長(zhǎng)仇保興在WGDC2023第十二屆全球地理信息開(kāi)發(fā)者大會(huì)上對(duì)數(shù)字孿生城市及其應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

在仇保興看來(lái)，數(shù)字孿生正從局部走向城市場(chǎng)景應(yīng)用，結(jié)合人工智能和大規(guī)模生成模型（如ChatGPT），未來(lái)數(shù)字孿生城市將呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。

1 數(shù)字孿生技術(shù)發(fā)展歷程久遠(yuǎn)，它的生命力全在于應(yīng)用

數(shù)字孿生誕生于上世紀(jì)60年代，最初圍繞著小系統(tǒng)展開(kāi)研究。這一概念的出現(xiàn)使得在小系統(tǒng)的研究、風(fēng)險(xiǎn)測(cè)試和改進(jìn)過(guò)程中不再需要實(shí)物，而是可以通過(guò)模型來(lái)捕捉主要的關(guān)鍵點(diǎn)，從而極大地加快了復(fù)雜小系統(tǒng)改進(jìn)和成功的概率。

到2003年，數(shù)字孿生系統(tǒng)逐漸擴(kuò)大，演變成一個(gè)更為強(qiáng)大的景象空間模型，進(jìn)一步增強(qiáng)了信息處理能力。2011年，數(shù)字孿生首次應(yīng)用于城市領(lǐng)域，通過(guò)將其從小系統(tǒng)擴(kuò)展到大系統(tǒng)，真正推動(dòng)了數(shù)字孿生的發(fā)展。2014年，數(shù)字孿生正式引入國(guó)外高等院校，并被美國(guó)國(guó)防部、NASA、西門子公司廣泛接受和應(yīng)用，成為這些研究機(jī)構(gòu)的重要課程。2019年，全球著名咨詢機(jī)構(gòu)Gartner將數(shù)字孿生城市列為當(dāng)年十大戰(zhàn)略科技發(fā)展趨勢(shì)之一。隨著元宇宙的爆發(fā)，數(shù)字孿生進(jìn)入了元城市階段。結(jié)合人工智能和大規(guī)模生成模型（如ChatGPT），數(shù)字孿生城市呈現(xiàn)出廣闊的前景。

數(shù)字孿生城市的發(fā)展歷程表明，它具有一個(gè)總體框架，該框架是基于城市的實(shí)際問(wèn)題展開(kāi)的。例如，所有城市問(wèn)題都需要關(guān)注城市的安全運(yùn)行，解決城市的實(shí)際問(wèn)題。因此，將城市、建設(shè)和管理一體化，并提供創(chuàng)新化的服務(wù)，成為首次應(yīng)用的場(chǎng)景。

地理信息服務(wù)變得越來(lái)越精細(xì)、精準(zhǔn)、真實(shí)和智能化，而人工智能的計(jì)算能力也越來(lái)越終端化。這使得城市居民、專家和未來(lái)的預(yù)測(cè)家們感知到的信息疊加在一起。城市規(guī)劃與數(shù)字孿生城市的相互融合、共同發(fā)展以及相互驗(yàn)證，可以滿足現(xiàn)代城市產(chǎn)生的越來(lái)越多問(wèn)題的需求。

通過(guò)數(shù)字仿真和虛擬化的交互，數(shù)字孿生城市逐漸變得實(shí)用起來(lái)，能夠解決問(wèn)題，能夠進(jìn)行預(yù)測(cè)，并能夠提出相應(yīng)的對(duì)策。這也說(shuō)明，一個(gè)有用的東西必然需要在實(shí)踐場(chǎng)景中得到鍛煉和發(fā)展。如果我們不認(rèn)識(shí)到這種局限性，就等于沒(méi)有發(fā)展的未來(lái)。

2 重在應(yīng)用場(chǎng)景，加強(qiáng)應(yīng)用場(chǎng)景

數(shù)字孿生城市應(yīng)用在解決城市問(wèn)題上具有前瞻性和全局性的特點(diǎn)。它通過(guò)專題分析、模擬仿真、動(dòng)態(tài)評(píng)估、深度學(xué)習(xí)等多種手段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市問(wèn)題從定性到定量的分析，真正做到了對(duì)城市問(wèn)題的可見(jiàn)、可觸及和可解決。

其中，機(jī)理模型在數(shù)字孿生城市的應(yīng)用中起著關(guān)鍵作用，各學(xué)科領(lǐng)域的機(jī)理模型為解決城市問(wèn)題提供了不可替代的支持。

數(shù)字孿生城市的應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，包括城市規(guī)劃建設(shè)管理、歷史文化街區(qū)漫游、應(yīng)急管理等。它在城市管理中提供數(shù)據(jù)支持和決策參考，幫助實(shí)現(xiàn)城市的精細(xì)化管理和問(wèn)題解決。此外，數(shù)字孿生城市在應(yīng)急管理方面的應(yīng)用也展現(xiàn)出了強(qiáng)大的潛力，通過(guò)虛擬場(chǎng)景和模擬仿真，能夠?yàn)闉?zāi)害應(yīng)對(duì)提供指導(dǎo)和支持。

總之，數(shù)字孿生城市的應(yīng)用對(duì)于城市管理和問(wèn)題解決具有廣泛的潛力。它可以促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展，提高城市管理的效率和質(zhì)量，同時(shí)為決策者提供可靠的數(shù)據(jù)和方案支持。通過(guò)數(shù)字孿生城市的應(yīng)用，我們可以實(shí)現(xiàn)更好的城市規(guī)劃、更新、常態(tài)管理和應(yīng)急管理，從而建設(shè)更宜居、宜業(yè)、宜游的城市環(huán)境。

3 數(shù)字孿生城市建設(shè), 管用是第一要義

數(shù)字孿生城市建設(shè)存在的主要誤區(qū)有三維實(shí)景數(shù)據(jù)量過(guò)大、攝影模型缺少語(yǔ)義、更新困難、建模成本高等。很多人覺(jué)得模型越越精細(xì)越好，其實(shí)精細(xì)是為了解決問(wèn)題，而不解決問(wèn)題的精細(xì)是多余的。

80%的孿生都是沒(méi)有用的、多余的，所以在這些問(wèn)題上一定要記住，管用是第一要義。數(shù)字孿生工具僅僅是一個(gè)新的工具，它就是一本電子筆記本，誰(shuí)都可以用，你可以用來(lái)打游戲機(jī)，可以用來(lái)建模，可以用來(lái)管理，不要考慮誰(shuí)管。所有的這些東西都要基于應(yīng)用，而不是說(shuō)這個(gè)東西好看。

我們一定要在能解決問(wèn)題的前提下，追求孿生城市快（實(shí)時(shí)）、準(zhǔn)（準(zhǔn)確時(shí)空定位）、韌（分布式存儲(chǔ)），是生成的，這是非常重要的孿生城市的發(fā)展方向。

數(shù)字孿生城市是多種，而且是無(wú)限種數(shù)字技術(shù)組合融合的復(fù)雜系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義構(gòu)成與數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的生成相互融合。孿生城市沒(méi)搞好，根本原因不在缺乏頂層設(shè)計(jì)，沒(méi)有人能夠?qū)χM(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，它是無(wú)數(shù)個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景生成的。只有自我迭代、不斷演化，我們才能最終從問(wèn)題中間學(xué)、從干中學(xué)，從而推動(dòng)中國(guó)的數(shù)字孿生走在世界前面。