构建城市数字孪生共性技术平台，激发城市新活力

在漫长的城市发展史中，伴随着城市的修复与建造，人们的一种憧憬也在与日俱增。这种憧憬体现为渴望拥有无限接近于完整“上帝视角”的能力，能够精准预知自己的每一项决策在城市中可能产生的影响，并通过善用它，来增进人类的福祉。

过去，这样的能力只能停留在想象中。

今天，5G、云计算、物联网，人工智能等数字技术塑造的智慧城市蓬勃发展，虚实相生的数字孪生城市正在刷新人们对未来城市的想象。

城市数字孪生，城市智慧治理的“超能力”

城市是人类文明的坐标，也是一个复杂的巨系统，涉及经济、生活和政务等多个方向、多个行业场景之间的交叉与融合。如今，城市数字化的目标不仅仅要做好城市治理，更要推动产业升级。

数字孪生城市是智慧城市的升级，数字城市的演进。它能够汇聚城市建设、运行、发展与多源实时全量大数据，对城市多源异构进行数据统一管理，构建数字孪生城市四维空间底座，全面掌控城市的运行状态。

数字孪生以数据驱动实现全方位感知、全时空体验、全领域赋能，让城市具备过去可追溯、现在可感知、未来可推演的“超能力”，助力城市高质量可持续发展。

上海市经济信息化委信息化推进处副处长陈斐斐女士称：“城市数字孪生让城市更聪明、更智慧，让生活更美好。”

“根基不稳，缺少灵魂”成为核心问题

城市数字孪生目前仍然处于探索期，面临最关键的问题是：缺乏系统的、问题导向的、融入新技术的顶层设计，以及“根基不稳，缺少灵魂”。

“魂”指的是像城市这类复杂巨系统，要术多、问题多、不确定多、跨领域、跨学科，需要一套系统性的理论和方法。

而“根”则是指，现在数字孪生相关的软件根技术，主要依赖工业软件巨头供给。一方面工业软件不能完全匹配城市数字孪生场景的诉求，另一方面是高昂的建造成本并不适合在国内高密度大型城市规模化地复制和推广。

对此，同济大学中国（上海）数字城市研究院执行院长陈启军表示：“城市数字孪生产业健康发展，需要强化多学科的交叉融合、深化城市复杂巨系统的理论供给、攻关创新关键共性技术以及研制自主创新的城市数字孪生开发工具和系统。”

打造共性技术平台，筑稳数字孪生城市之“根”

将数字孪生技术应用到工业制造场景，目前存在一些问题和挑战：

首先是城市建模精度要求更高，城市是由“人物地事情”多种不同尺度对象组成的生命体，很多核心场景要求厘米级精度，这对传统建模技术而言挑战巨大。

其次，除了高精度要求外，对建模速度也有很高的要求。传统方式对100平方公里进行建模，可能要100多天，意味着一年只能做2到3次的模型刷新，孪生速度远低于城市状态更新的速度。

基于此，对于城市数字孪生解决方案的需求应运而生，而城市数字孪生共性技术底座将全面赋能水利、环保、交通等行业场景创新，激发城市新活力。

1个全要素联接，2个核心引擎，3个建模产线，共同组成了城市数字孪生解决方案。

1个全要素联接中枢，汇聚融合城市地理空间数据、政务数据、感知数据，实现城市全要素数字化。

2个核心引擎包括时空计算引擎和城市智能中枢引擎，其中时空计算引擎可提供高效、高精度的时空处理、分析、可视等一站式时空信息服务，城市智能中枢则基于全栈AI能力，实现城市运行数据的智能感知、分析和决策。

3个建模生产线分别为遥感AI生产线、实景三维生产线和BIM生产线，其中遥感AI生产线以卫星遥感为主导，航空遥感、地面遥感相关配合的天空地一体化探测、提取、判定、加工处理与分析应用数据生产线；实景三维生产线以采集的无人机照片快速还原成高精度的3D实景模型，提供3D模型服务；BIM生产线为大场景建筑信息高精度三维建模，可提供AR渲染的遮挡计算、碰撞计算等功能。

通过城市数字孪生解决方案，能够实现1.2厘米的高精度建模，同时基于云上大规模AI算力和GPU调度，可以有效将建模效率提升10~20倍，更真实地表达城市运行状态。

坐落在东莞松山湖的华为溪村“欧洲小镇”就率先将城市数字孪生解决方案应用其中。“欧洲小镇”有12个组团，每个组团都是一种独特的欧式风格，每个建筑又有独特的外立面和尖屋顶设计，这种异形设计对建模来说是巨大挑战。华为云，凭借采集到的“欧洲小镇”6万多张高清图片，基于云上建模，仅用5小时完成2厘米的高精度建模。

在高精度、高效率案例背后，是城市数字孪生的一系列根技术，稳固底座平台的根基，未来，华为云Stack将为孪生体系注入灵魂，跃升未来城市数字生产力。