数字孪生（Digital Twin）是一种以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。主要通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。数字孪生是一种超越现实的概念，包括四大能力：
第一，全域感知能力。通过连接各类物联感知终端，实时获取城市的精细化运行参数，实现对城市全面、立体的感知能力，形成从物理城市到数字城市的精准映射。
第二，数据融合能力。全面归集城市各类政府数据，引入社会数据，对多源异构数据进行梳理、清洗、关联、比对，在融合分析中激发数据价值，为数据资源的活化应用奠定坚实基础。
第三，智能赋能能力。集成应用大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术，提供共性的、智能的支撑组件，通过开放平台赋能产业经济、城市治理、生活环境、公共服务等城市各领域的智慧应用。
第四，全景洞察能力。通过创新优化信息化统筹协调的体制机制，推进“三融五跨”，挖掘城市运行全景的内在逻辑和客观规律，实现运行监测、形势预判、联合调度、科学决策等。
（2）时空大数据
时空大数据指的是大数据与地理时空数据的融合，即以地球为对象、基于统一时空基准，与位置相关联的地理要素或现象的数据集，具有空间维度、属性维度和时间维度等基本特征，是现实地理世界空间结构与空间关系各要素的数量、质量特征及其随时间变化而变化的形态数据的总和。在元宇宙背景下的城市时空大数据具有如下特征：
海量并发：随着科技的不断进步，互联网、物联网、智能感知、云计算、5G等技术的迅速发展，人类的行为轨迹、生命特征，自然气象、市政等行为都会被感知、记录和存储，并最终用于挖掘、分析和预测。这些数据的汇集从TB到PB级别。
多源异构：城市系统的数据来源大而广、多而杂，包括了政务数据、个人数据、企业数据、服务保障机构数据还包括各类基础设施数据、物联网感知数据以及庞大的历史数据，对应文档、音频、视频、IOT等各种格式。
时空融合：基于点、线、面、体的三维位置数据，具有复杂的拓扑关系、方向关系和精确的度量关系，随时间的演变而变化的，位置在变化，属性也在变化。
连续可变：指大数据每时每刻都在快速变化，同时会具备一定的连续性。城市要素生命周期端到端的数据流转，实现全数据的表达。
（1）规划与展示
以“规划设计”为起点，将国土、环保、水利等部门数据集成到“一张蓝图”中，严格审查建设项目的每个审批流程，保证项目合规性、科学性，加快项目审批速度，提升效率。
（2）绿色生态
围绕城市生态宜居特性评估展开，满足多规合一的规划要求，主要包括经济、城市救助、健康、教育、治理、水和卫生设施、能源、金融、消防和应急响应、交通运输、城市规划、休闲娱乐、环境、废水、固体废物、安全、通讯与创新等领域的综合评估。
（3）运营管理
通过连接散落在各个城市管理单元的数据资源，将城市各部门海量信息资源进行整合共享，让高价值情报信息快速传递，充分发挥态势监测、应急指挥、展示汇报、流程管理、辅助决策等多重作用，是城市管理的决策中心、预警中心、治理中心、指挥中心、展示中心，有效提升跨部门决策和资源协调指挥效率。
（1）建设背景
北京东升科技园是中关村区域引进先进科技园创办理念的示范园区。园区坐落于北京海淀学府区，总规划建筑面积约120万平方米，分二期开发，其中一期占地面积16万平方米，建筑面积约16万平方米，于2009年5月开盘。已有15栋花园式、低密度独栋学院派风格建筑构成了集总部基地、高科技产业研发基地、加速器及企业孵化基地、高新科技成果展示及相关配套服务于一体的国内一流生态型综合园区。二期占地43公顷，规划建筑面积近百万平方米，将为高科技企业办公研发用房，大型商业区及配套住宅等。
（2）建设内容
园区可视化系统对园区综合态势和B-2楼宇进行综合三维汇聚展示，包括物联设备点位映射展示，道路、桥梁、绿化等地形三维展示，人员信息统计（当前园区人数、人员类型、人员流量等），车辆信息统计（车辆数、停车时长、历史趋势等）以及安防态势（安防告警事件、告警工单情况、等级告警等）。
可视化系统根据管理者需求可进行交互支持，实现对整个园区/建筑的可视化管理。同时结合GIS地图可视化呈现园区内安防态势及趋势，为园区整体的安防状况提供直观的图表呈现，支持IOC大屏展示。
（2）建设效果
可视化系统具备3D可视化大屏呈现能力，为管理人员和用户提供可视、可监和可控的能力。同时以物联网感知、地理环境、城市信息模型为主要数据，通过软通3D可视化平台（CityTwin）大量的预制组件，包括各类图表、3D场景、粒子特效、AI识别等，运用搭积木的方式，打造园区综合态势数字孪生环境。
园区的管理人员可基于园区平台汇聚的数据，通过安防可视化大屏，实时直观了解园区各状态指标值，如：园区进出人数、车辆数、停车位数、消防告警数等，构建园区综合态势，打造园区IOC智能运营中心，助力园区数字化管理、运营。
近年来，大数据与城市量化研究正对城市规划与发展产生着越来越深刻的影响。采用量化的方法，模拟复杂的城市系统，从规划源头和管理决策两个角度，判断城市活动带来的影响，对提高规划水平提升城市治理能力，具有十分重要的意义。软通智慧与武汉市自然资源与规划局合作，完成了武汉排水仿真平台的研发工作。
现状评估。将市级地图按模型网格进行划分，将现状排水模型在不同计算方案下的过程数据，进行可视化展示。既可以观察和分析同一计算方案下，不同时刻点排水基础部件的运行状态变化以及网格渍水深度变化。也可推演不同计算方案下，排水基础部件的运行状态及网格渍水情况。便于规划人员及决策者直观的发现排水过程中的问题，分析出问题的症结及找到适合的解决方案。
监测预警。通过监测模型中雨量站的实时天气预报信息，获得降雨量等关键信息。触发监控器结合模型进行实时运算。将运算结果结合精细网格化分析，综合考量滞水深度、滞水时长、城市功能区等因素的影响，预测出城市中的渍水风险点，对关键区域提前防控，以排除风险点。
方案模拟，将排水防涝相关规划方案/建设方案，整合到城市现状模型中，形成新的排水模型。结合不同的计算模型对模型进行模拟运算，将整个排水过程通过WEBGIS等可视化手段展示到浏览器。科学，直观的将方案实施后的效果展现给规划人员和决策者，为其规划和决策工作提供理论基础，大大降低城市建设过程中的试错成本。
通过数字孪生技术构建武汉市排水设施一张图，把管线、节点、湖泊、泵站通过仿真平台进行量化可视，整个城市排水系统一目了然，可便捷更新。
以城市排水系统的数字孪生环境为基础，建立了智能排水模型，通过获取实际雨量站的实时天气预报数据，可以最多提前48小时推演降雨对城市产生的积水内涝影响。同时积水情况可细化到50m*50m网格，通过模拟修改水利规划方案建成后，量化相同降雨下产生的不同的内涝程度，为规划方案的评估提供了科学辅助手段。
城市元宇宙作为一个跨时代的新领域，孕育着巨大的市场效益。一方面为行业格局提供了一次弯道超车、重新洗牌的机会。以软件开发商、设备制造商、系统集成商等为代表的传统产业阵营，正以积极姿态向元宇宙领域进军。后起的独角兽中，尤其是掌握城市信息模型和全要素三维场景服务关键技术的一批创新型企业，市场板块也在快速提升和持续扩张，有望催生新一批“BATJ”帝国企业。
另一方面城市元宇宙倒逼城市运行模式的革命，逐渐向跨区域、跨部门、跨行业高效协同全景式的城市运行模式转变。城市相关管理部门可能实行大合并，形成一个中心的辐射型管理层级。同时政府部门的人员也将进一步分化为虚实两大类职能，即一部分人在数字城市虚拟空间围绕数据行使城市管理和公共服务职能，另一部分则聚焦现实城市物理空间，在现场从事执法、调研、巡视等相关工作。
未来，城市元宇宙无限可能，重新定义“新人类”。在这个时代里，人们可以拥有一个数字身份，以自己想要的方式定义外貌形象，并与任何想象中的人物对话互动。你可以和钢铁侠坐在一起谈论高科技，和蜘蛛侠一起玩蹦极，看奇异博士表演魔术……Riva、Audio2Face、Maxine 530B等技术，保证了交流过程中的真实感，甚至让微表情语言同样能够反馈在虚拟世界，并为人类的跨语言交流提供了更多机会。即便是对于目前的在线视频会议而言，通过数字分身技术，还能让与会者在需要查看资料、翻看其他电子设备时，视频中的形象仍可以保持一种随时专注于屏幕的状态，提升网络会议的沉浸感。而数字身份也会成为一种资产，代表着在元宇宙世界里享有的“权力游戏”等级。
同时，当前的人机交、面面交互会逐渐变成眼见互联，以至裸眼交互。人们不再是从一块块屏幕上看到闪烁的影像，而是沉浸于360度城市全息投影中以至具身交互。人们可通过语音、手势，甚至于脑波发出指令，而得到的反馈，也不再仅仅单一的感觉，而是多种的综合。全世界都不再有国别、种族的划分，所有的交易都是P2P去中心化，以统一的虚拟货币进行，可能是比特币，也可能是另一种全新的数字资产。
联系客服
