構建城市數字孿生共性技術平臺，激發城市新活力

在漫長的城市發展史中，伴隨著城市的修復與建造，人們的一種憧憬也在與日俱增。這種憧憬體現為渴望擁有無限接近于完整“上帝視角”的能力，能夠精準預知自己的每一項決策在城市中可能產生的影響，并通過善用它，來增進人類的福祉。

過去，這樣的能力只能停留在想象中。

今天，5G、云計算、物聯網，人工智能等數字技術塑造的智慧城市蓬勃發展，虛實相生的數字孿生城市正在刷新人們對未來城市的想象。

城市數字孿生，城市智慧治理的“超能力”

城市是人類文明的坐標，也是一個復雜的巨系統，涉及經濟、生活和政務等多個方向、多個行業場景之間的交叉與融合。如今，城市數字化的目標不僅僅要做好城市治理，更要推動產業升級。

數字孿生城市是智慧城市的升級，數字城市的演進。它能夠匯聚城市建設、運行、發展與多源實時全量大數據，對城市多源異構進行數據統一管理，構建數字孿生城市四維空間底座，全面掌控城市的運行狀態。

數字孿生以數據驅動實現全方位感知、全時空體驗、全領域賦能，讓城市具備過去可追溯、現在可感知、未來可推演的“超能力”，助力城市高質量可持續發展。

上海市經濟信息化委信息化推進處副處長陳斐斐女士稱：“城市數字孿生讓城市更聰明、更智慧，讓生活更美好。”

“根基不穩，缺少靈魂”成為核心問題

城市數字孿生目前仍然處于探索期，面臨最關鍵的問題是：缺乏系統的、問題導向的、融入新技術的頂層設計，以及“根基不穩，缺少靈魂”。

“魂”指的是像城市這類復雜巨系統，要術多、問題多、不確定多、跨領域、跨學科，需要一套系統性的理論和方法。

而“根”則是指，現在數字孿生相關的軟件根技術，主要依賴工業軟件巨頭供給。一方面工業軟件不能完全匹配城市數字孿生場景的訴求，另一方面是高昂的建造成本并不適合在國內高密度大型城市規?；貜椭坪屯茝V。

對此，同濟大學中國（上海）數字城市研究院執行院長陳啟軍表示：“城市數字孿生產業健康發展，需要強化多學科的交叉融合、深化城市復雜巨系統的理論供給、攻關創新關鍵共性技術以及研制自主創新的城市數字孿生開發工具和系統。”

打造共性技術平臺，筑穩數字孿生城市之“根”

將數字孿生技術應用到工業制造場景，目前存在一些問題和挑戰：

首先是城市建模精度要求更高，城市是由“人物地事情”多種不同尺度對象組成的生命體，很多核心場景要求厘米級精度，這對傳統建模技術而言挑戰巨大。

其次，除了高精度要求外，對建模速度也有很高的要求。傳統方式對100平方公里進行建模，可能要100多天，意味著一年只能做2到3次的模型刷新，孿生速度遠低于城市狀態更新的速度。

基于此，對于城市數字孿生解決方案的需求應運而生，而城市數字孿生共性技術底座將全面賦能水利、環保、交通等行業場景創新，激發城市新活力。

1個全要素聯接，2個核心引擎，3個建模產線，共同組成了城市數字孿生解決方案。

1個全要素聯接中樞，匯聚融合城市地理空間數據、政務數據、感知數據，實現城市全要素數字化。

2個核心引擎包括時空計算引擎和城市智能中樞引擎，其中時空計算引擎可提供高效、高精度的時空處理、分析、可視等一站式時空信息服務，城市智能中樞則基于全棧AI能力，實現城市運行數據的智能感知、分析和決策。

3個建模生產線分別為遙感AI生產線、實景三維生產線和BIM生產線，其中遙感AI生產線以衛星遙感為主導，航空遙感、低空遙感（無人機）、地面遙感相關配合的天空地一體化探測、提取、判定、加工處理與分析應用數據生產線；實景三維生產線以采集的無人機照片快速還原成高精度的3D實景模型，提供3D模型服務；BIM生產線為大場景建筑信息高精度三維建模，可提供AR渲染的遮擋計算、碰撞計算等功能。

通過城市數字孿生解決方案，能夠實現1.2厘米的高精度建模，同時基于云上大規模AI算力和GPU調度，可以有效將建模效率提升10~20倍，更真實地表達城市運行狀態。

坐落在東莞松山湖的華為溪村“歐洲小鎮”就率先將城市數字孿生解決方案應用其中。“歐洲小鎮”有12個組團，每個組團都是一種獨特的歐式風格，每個建筑又有獨特的外立面和尖屋頂設計，這種異形設計對建模來說是巨大挑戰。華為云，憑借采集到的“歐洲小鎮”6萬多張高清圖片，基于云上建模，僅用5小時完成2厘米的高精度建模。

在高精度、高效率案例背后，是城市數字孿生的一系列根技術，穩固底座平臺的根基，未來，華為云Stack將為孿生體系注入靈魂，躍升未來城市數字生產力。