在信息化飛速發(fā)展的當(dāng)下，城市的發(fā)展趨勢已經(jīng)由“數(shù)字化”時期進入“智慧化”時期，再到“新數(shù)字時期”。數(shù)字城市的總體目標(biāo)是將現(xiàn)實世界的很多工作搬到網(wǎng)絡(luò)上，通過通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)了。智慧城市是在信息港和數(shù)字城市的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新方向?，F(xiàn)如今，伴隨著各類新技術(shù)的發(fā)展與運用，愈來愈多的理念層出不窮并運用到城市基本建設(shè)中，數(shù)字城市的內(nèi)涵也在不斷完善，為城市的全自動監(jiān)管、信息收集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析處理、決策反映提供支撐。
一、持續(xù)發(fā)展的數(shù)字城市
數(shù)字城市狹義上就是指以計算機技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)和規(guī)模性存儲系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)寬帶為橋梁，應(yīng)用遙感技術(shù)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、自然地理信息系統(tǒng)、模擬仿真-虛擬等新技術(shù)，對城市展開多分辨率、多尺度、多時空和多類型的三維描述，即運用信息技術(shù)方法把城市的過往、現(xiàn)況和將來的所有內(nèi)容在互聯(lián)網(wǎng)上展開數(shù)字化虛擬實現(xiàn)。廣義則指的是城市的數(shù)字化，根據(jù)數(shù)字化的方式來解決、剖析和管理整個城市，推動城市運作的順暢和融洽。
初期的數(shù)字城市是當(dāng)代信息技術(shù)對城市社會經(jīng)濟發(fā)展信息展開的全方位融合，實現(xiàn)城市各類信息的共享與服務(wù)?？梢哉f早期的數(shù)字城市是智慧城市發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，它最核心的內(nèi)容便是在信息同樣的前提下，將其信息技術(shù)自身所具備的優(yōu)點全部顯現(xiàn)出來，由此讓實體城市向數(shù)字化方向發(fā)展。
而伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)等新一代信息技術(shù)及其移動通信、人工智能等工具和方式的持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)了城市信息全面深入的認(rèn)知、寬帶泛在的互連及其智能化結(jié)合的運用早已具備了標(biāo)準(zhǔn)，城市的發(fā)展趨勢已經(jīng)由“數(shù)字化”時期進入“智慧化”時期。智慧城市是在信息港和數(shù)字城市的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新方向。在智慧城市環(huán)節(jié)，智慧產(chǎn)業(yè)園區(qū)、智慧小區(qū)、智慧工地等服務(wù)平臺、運用、情景成為基本建設(shè)的核心。
智慧城市的基本建設(shè)來源于智慧地球。智慧地球自身是在每個制造行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用新的IT技術(shù)，隨后將傳感器鑲嵌在全世界的每一個地區(qū)，將鐵路線、電力網(wǎng)、公路橋梁等全部連接起來，最后產(chǎn)生物聯(lián)網(wǎng)。智慧城市在實質(zhì)上其實是一個中小型的智慧地球，將智慧地球自身所存在的各類內(nèi)容全部反映在了城市當(dāng)中。它可以讓整個城市顯得更為智慧，這主要是由于應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能將城市當(dāng)中的每個傳感器設(shè)備展開互相連接，從而搭建起來一個地區(qū)當(dāng)中的物聯(lián)網(wǎng)，讓城市能夠被全方位認(rèn)知。
伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其信息技術(shù)的發(fā)展，愈來愈多的其它行業(yè)的新理念運用到智慧城市基本建設(shè)中。近些年，數(shù)字孿生——這一工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的核心理念開始與智慧城市的基本建設(shè)不斷結(jié)合，基于數(shù)字孿生核心理念的新時期數(shù)字城市變成新的時尚潮流，尤其是《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》中明確提出“堅持?jǐn)?shù)字城市與現(xiàn)實城市同步規(guī)劃、同步建設(shè)，適當(dāng)超前的布局智能化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈智能化系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)實時可控性，不斷完善大數(shù)據(jù)資產(chǎn)體系管理，打造出具備深度學(xué)習(xí)能力、全球領(lǐng)跑的數(shù)字城市”以來，數(shù)字孿生城市變成現(xiàn)如今前沿的核心理念。
二、“孿生”變成數(shù)字城市的新核心
在雄安新區(qū)規(guī)劃建設(shè)的引導(dǎo)下，數(shù)字孿生城市基本建設(shè)在制造行業(yè)內(nèi)一時炙手可熱。數(shù)字孿生城市的盛行并不是偶然，智慧城市建設(shè)弊端的層出不窮、愈來愈多互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與核心理念和城市基本建設(shè)的持續(xù)結(jié)合、現(xiàn)如今新基建的盛行，也為數(shù)字孿生在全制造行業(yè)邁入新一輪爆發(fā)生產(chǎn)制造突破口。數(shù)字孿生的實際意義就取決于讓真實的世界很高成本、難以實現(xiàn)的事情，能夠在虛擬世界里低成本、迅速地去執(zhí)行。不論是產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈整體規(guī)劃一張圖，還是城市整治一盤棋，數(shù)字孿生都做為新式智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以數(shù)字化的虛擬映射來仿真模擬城市全因素和時空整個過程，進而連通智慧產(chǎn)業(yè)群之間的信息數(shù)據(jù)共享，促進新基建浪潮下各行業(yè)的數(shù)字升級。
與傳統(tǒng)式基本建設(shè)不一樣，新基建做為當(dāng)今社會經(jīng)濟數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要助力，其較大 的特點便是數(shù)字化。智慧城市信息解決核心也是數(shù)字化，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)、5G、人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能感知等方法推動城市治理現(xiàn)代化，加快物聯(lián)網(wǎng)、全感知全連接、虛實交互的數(shù)字城市的來臨。
除此之外，針對數(shù)字孿生城市，物聯(lián)網(wǎng)也是十分核心的一環(huán)，沒有物聯(lián)網(wǎng)的基本建設(shè)，數(shù)字孿生城市是建不起來的。由于從現(xiàn)實城市到數(shù)字城市，要把數(shù)據(jù)收集到數(shù)字城市中，產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈數(shù)字化以后，在數(shù)字城市展開映射，進而全自動發(fā)現(xiàn)問題。不論是新基建還是傳統(tǒng)式基本建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)及其智能化認(rèn)知新技術(shù)的發(fā)展都是必不可少的。無處不在的傳感網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)城市構(gòu)件的即時認(rèn)知與獨立連接網(wǎng)絡(luò)，自然地理信息系統(tǒng)軟件將水、電、氣、交通出行、自然環(huán)境等基本信息與特殊時空下的城市惡性事件緊密關(guān)聯(lián)、實時結(jié)合，將全面考慮城市人與物的聯(lián)通、管理、回應(yīng)的需要。
根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)及其智能化感知設(shè)備，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈數(shù)據(jù)信息聚集、結(jié)合共享資源的自然環(huán)境，實現(xiàn)物理世界與虛擬世界的虛實互動，連通數(shù)據(jù)信息流通安全通道，從根源上防止數(shù)據(jù)信息壁壘的形成，推動數(shù)據(jù)預(yù)處理、對外開放的常態(tài)化、系統(tǒng)化和規(guī)范化。以城市信息實體模型為核心技術(shù)建設(shè)數(shù)字孿生城市，全方位促進海量信息的跨行業(yè)結(jié)合運用，搭建安全、有序的數(shù)據(jù)信息開放生態(tài)，充分釋放公共數(shù)據(jù)使用價值，打造出結(jié)合城市災(zāi)難預(yù)警信息、突發(fā)事件應(yīng)對、公共文化服務(wù)等作用的一體化智能城市管理服務(wù)方式，促進城市運行的全方位數(shù)字化、智能化，讓城市住戶生活更舒服、更便捷。
以現(xiàn)實搭建虛擬，以虛擬引導(dǎo)現(xiàn)實，全方位提高城市整體規(guī)劃品質(zhì)和水準(zhǔn)，實現(xiàn)科學(xué)合理的城市規(guī)劃、頂層設(shè)計、決策管理方法，讓領(lǐng)導(dǎo)者和評定者迅速、直觀地掌握智慧化對城市自然環(huán)境、城市運作等情況的提升效果，輔助政府部門在信息化、智慧化基本建設(shè)中的決策，防止迷失方向或重復(fù)、低效能建設(shè)，實現(xiàn)智慧城市基本建設(shè)協(xié)同創(chuàng)新。
智慧城市是數(shù)字城市發(fā)展的高級階段，數(shù)字孿生城市做為數(shù)字城市最開始的目標(biāo)，也將變成智慧城市建設(shè)新的征程。以基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為支撐，賦予城市實現(xiàn)智慧化管理與決策的能力，現(xiàn)實世界物理問題通過收集反映到數(shù)字世界展開提升，隨后在數(shù)字世界模擬仿真、在物理世界實施，最終展開不斷迭代更新，形成具備深度學(xué)習(xí)能力、虛實結(jié)合的管理方法和經(jīng)營模式，促進智能化治理能力與治理體系的產(chǎn)生。