基于数字孪生的智慧城市

1、基于数字孪生的智慧城市基于数字孪生的智慧城市“以信息化推进国家治理体系和治理能力现代化，分级分 类推进新型智慧城市建设，打通信息壁垒，构建全国信息 资源共享体系，更好地用信息化手段感知社会态势、畅通 沟通渠道、辅助科学决策。”-习近平总书记十九大重要讲话“培育壮大数字经济核心产业，研究制定推动数字产业高质量发展的措施，打造具有国际竞争力的数字产业集群。推动数字技术和实体经济深度融合，在农业、工业、金融、教育、医疗、交通、能源等重点领域，加快数字技术创新应用。”-2023年2月，中国中央、国务院数字中国建设整体布局规划国家政策引导产业发展AR、VR、云技术、物联网带动 产业链形成通过数据采集设备制 造产业，中游的终端制造业、软 件开发、集成应用产业、下游的 数据处理、信息管理产业的整体 产业升级（数字经济）推进改革创新信息化和智能化，为改革创新提供了最便捷、最高 效、最透明的途径，它促 进了流程简化、政策落地，推进了行政改革社会治理创新以科技为支撑，有效发挥信息化、大数据作用，努 力提升社会治理的预见性、精准性、高效性注重以人为本便民惠民，解决社会发 展问题根本是要提升承 载能力和服务效

2、率，要 把提升百姓的满意度和 获得感作为建设的出发 点和落脚点化解重大风险充分运用信息技术发现问题、科学研判的 有效措施，是防范化 解重大风险的重要手 段我国智慧城市建设导向建设导向建设导向技术、云计算、区块链等信息技术，实现政府管理、经济发展、民众生活模式转变保持经济可持续性，增强企业竞争力民生构建和谐环境，引导创新应用，提升 信息化生活品质，打造高效、便捷、幸福生活利用信息技术完善社会功能核心系统，优化管理模式，提升效率，建设服务政府提高GDP，促进数字产业转型发展，智慧城市政务、产业、民生当今社会和经济发展过程中面对诸多挑战，信息技术是当今社会发展的新理念和新模式，是推动政府职能转变、推进社会创新管理的新手段和新方法。借助交互兴业善政产业政府利民二、数字孪生的智慧城市应用三、现实城市建设要跟上智慧城市步伐一、数字孪生的智慧城市主要内容一、数字孪生的智慧城市（一）何谓“数字孪生”（Digital Twin）数字孪生作为实现虚实之间双向映射、动态交互、实时连接的关键途径，可将物理实体和系统的属性、结构、状态、性能、功能和行为映射到虚拟世界，形成高保真的动态多维/多尺度/多 物理量模型

3、，为观察物理世界、认识物理世界、理解物理世界、控制物理世界、改造物理世界提供了一种有效手段一、数字孪生的智慧城市（二）何谓“数字孪生城市”在数字孪生城市中，在数字孪生城市中，基础设施（水、电、气、交通基础设施（水、电、气、交通等）的运行状态，市政资等）的运行状态，市政资源（警力、医疗、消防等）的调配情况，人流、物流和源（警力、医疗、消防等）的调配情况，人流、物流和车流的安全运控车流的安全运控，都会通，都会通 过传感器、摄像头、数字化子系过传感器、摄像头、数字化子系统采集出来，并通过包括统采集出来，并通过包括5G5G、北斗在内的物联网、北斗在内的物联网 技术传递到云端和城市的管理者。基于这些数据以及技术传递到云端和城市的管理者。基于这些数据以及城市模型可以构建数字孪生城市模型可以构建数字孪生 体，从而更高效地管理城市体，从而更高效地管理城市相比于工业制造的相比于工业制造的“产品生命周期产品生命周期”，城市的，城市的“生命周期生命周期”更长，效益更长，效益一、数字孪生的智慧城市（二）何谓“数字孪生城市”天空地多源多角度数据实景三维建模武汉大学教师的创业公司大势智慧武汉大学教师的创业公司大势

4、智慧推出实景三维自动化建模系列软件推出实景三维自动化建模系列软件全面取代并超越国外软全面取代并超越国外软件件已在各级测绘院布署已在各级测绘院布署3000030000多个计算节点多个计算节点，支撑实景三维数据生产支撑实景三维数据生产多传感器多传感器光学激光多平台多平台天基空基地基卫星影像激光点云自动建模自动建模：模型编辑编辑：多源数据多源数据视频照片 建模质量优于像素工厂（Pixel Factory）优化阴影区域三维模型质量 优化建筑物边缘轮廓 优化密集建筑物之间的黏连情况 快速高质量构建大范围实景三维模型 为城市三维模型LOD1.3提供数据基础 效率高至600km 2 /节点/天*6天重建一遍中国台湾省天基：卫星影像实景三维建模*计算节点主要配置：CPU:i7-9700K；显卡：NVIDIA GeForce GTX 2070；内存：64GB像素工厂（有建筑物缺失）重建大师（模型完整）高分七号(GF-7)WorldView-3珞珈三号01星北京三号 2023年1月15日，武汉大学牵头联合航天东方红等研制的珞珈三号01星成功发射入轨，这是首科基于互联网的智能遥感卫星 该卫星具备多模、智能、

5、互联、开放四大核心特点12实现全球范围遥感数据从获取到应用终端的分钟级遥感信息快、准、灵服务 可扩展可重构计算平台星地-星间实时传输高分辨率视频成像-中继卫星总体思路大数据小数据智能服务珞珈三号 01星地面移动热站13142023/02/28 上海东方明珠2023/02/21韩国首尔乐天世界塔152023/04/04“世界第一高楼”迪拜哈利法塔162023/05/31 广州塔-小蛮腰17珞珈三号01星补全了亚米级实景三维建模能力实景三维 模型重建卫星视频 凝视成像高倍率压缩 与传输武汉大学三维模型空基：倾斜摄影实景三维建模空基：倾斜摄影实景三维建模.关键关键技术术：基于内内容感知的实实景三维维重建 融入内内容感知技术术，重构构三维维重建算法流水线线 以“识别识别重建”为为基础础的“内内容感知”核心理念打造高质质、高效、高智能的三维维重建建筑重建算法植被重建算法道路重建算法车辆重建算法标牌重建算法 三维模型三维模型地理场景重建大师师可自动动去除道路上的车辆车辆 让让城市实实景三维维模型更整洁洁倾斜影像建筑植被道路车辆标牌AI场景 合成空基：倾倾斜摄摄影实实景三维维建模.三维维建模质质量和

6、效率全面超越国国外软软件（CC）城区-3cm 山区农房-1.5cm 主城区-3cm重建大师6.1 CC4.23重建效率较国较国外最新版主流软软件提升60%重建时间统计柱状图（单位：h）1614121086420重建大师国外软件重建大师师：国产国产操作系统统和硬件支持支持海光、飞腾飞腾等国产国产CPU地基：优优化倾倾斜摄摄影测测量地面视视角倾倾斜摄摄影三维维模型因航高与与角度，不可避免地面视视角纹纹理模糊或拉花解决决方案：通过过“定拍”进进行照片及其位姿的获获取，用“模方”修复复地基数据优化倾斜摄影测量地面视角视频演示地基数据优化倾斜摄影测量地面视角视频演示典型应用3-城市新型基础测绘地理实体构建、建库及更新；新型城市基础地理信息高性能服务系统研发；视频流全景地图数据规范参与编制测绘遥感信息工程国家重点实验室一、数字孪生的智慧城市（三）数字孪生与智慧城市数字孪生城市的构建，将引发城市智能化管理和服务的颠覆性创新从而实现：信息可见，轨迹可循，状态可查，虚实同步运转，情景交融 过去可追溯，未来可预期，当下知冷暖，见微知著，睹始知终 全市一盘棋尽在掌握，一切可管可控 管理扁平化，服务一站式，信

7、息多跑路，群众少跑腿 虚拟服务现实，模拟仿真决策一、数字孪生的智慧城市（三）数字孪生与智慧城市数字孪生城市既是数字城市的理想目标，也是智慧城市建设的新高度，赋予城市大脑实现智慧化的重要设施和基础能力它是在技术驱动下城市信息化从量变走向质变的里程碑，基于数字化标识、自动化感知、网络化连接、智能化控制、平台化服务等强大技术能力，使数字城市模 型能够作为一个孪生体与物理城市平行运转，虚实融合，蕴含无限创新空间。数字孪生的智慧城市将实现在网络空间对物理空间的现实城市的智能运控与管理智慧城市数字孪生应用演示二、数字孪生的智慧城市应用三、现实城市建设要跟上智慧城市步伐一、数字孪生的智慧城市主要内容三、数字孪生的智慧城市应用（一一）智慧城市运营大脑智慧城市运营大脑（二二）智能电网数字孪生服智能电网数字孪生服务务（三三）智慧城市公共安全与大健康智慧城市公共安全与大健康（四四）长江流域生态环境与灾害智能管理长江流域生态环境与灾害智能管理三、数字孪生的智慧城市应用（一）智慧城市运营大脑核心：公共信息云服务平台智慧城管智慧城管 智慧公安智慧公安智慧旅游智慧旅游 公共信息平台公共信息平台服务器服务器 网络网络

8、 存储存储机房机房 传感设备传感设备软件开发软件开发及运行平及运行平台层台层DaaSIaaSSaaSPaaS基础设施层基础设施层应用层应用层三、数字孪生的智慧城市应用（一）智慧城市运营大脑形成智慧城市中的大数据生态智慧城市时代智慧城市时代ITIT的合作是围的合作是围绕大数据的合作：数据采集、绕大数据的合作：数据采集、加工、存储、清洗、挖掘、加工、存储、清洗、挖掘、决策、控制与利用服务决策、控制与利用服务三、数字孪生的智慧城市应用实时实时G G ISIS（GeoSmarter)GeoSmarter)分析和推理分析和推理静态静态数数 据管理据管理间间信信息息服服务务实时GIS平台 实时实时数据数据 动态动态数数 据管理据管理数数据据 入入态态信信息息服服务务分析推理认知分析推理认知感知感知行动行动三、数字孪生的智慧城市应用（一）智慧城市运营大脑基于大数据共同实现城市运行监控与指挥调度事件编码 事件发生地统一地址编码 部件编码 物 法人统一地址编码 以统一地址为关联纽带，将分散在各部门的人、房、企、事、物等社会治理核心要素，按照管理层级封装到省、市、区、街道、社区、网格、建筑物、房屋等社会治

9、理单元，并建立要素的相互关系。以“块（三）数字孪生的智慧城市应用1、深圳块数据社会治理底板多柱社会治理要素一基统一地址地理底图以“块数据”压实“块责任”以“块责任”推动“块治理”全面掌握社会资源数据，实现底数清、情况明数据”理念构建社会治理智能底板。统一地址地图 居住地址统一地址编码注册地址统一地址编码社会信用统一代码身份证号码房屋统一地址编码房屋人口城市数字公共基础设施建设标识赋予唯一数字身份证网络安全高效的智能网络 物联全域布局的智能设施 算力完备强大的城市算力（三）数字孪生的智慧城市应用湖北省城市数字公共基础设施以数据创新为驱动、通信网络为基础、数字孪生为核心、市政基础设施智能化建设与改造为支撑的万物标识体系。数字经济孪生城市智慧社会是数字经济的底座 是孪生城市的基石 是智慧社会的载体编码赋码平台编码赋码平台1.贯彻标准：贯彻标准：严格落实编码规则、大类和中类分类框架，.2.确定小类：确定小类：各城市自行确定统 一识别代码分类框架的小类，3.统一赋码：统一赋码：建立城市数字公 共基础设施编码赋码系统，实现 编码、赋码统一管理。CIM基础平台基础平台依据住建部行业标准城市信息 模型

10、基础平台技术标准（CJJ/T315-2022），按照“低 门槛、广覆盖”原则建设CIM基 础平台，基本要求包含行政区划、地形地貌、房屋白模、基础设施、“一标三实”、城市控制线等内 容，实现城市级覆盖。一标三实平台一标三实平台按照省公安厅提出的“五个一五个一”总体要求落实总体要求落实，包括一个统一标 准地址编码、一个统一标准地址 数据库、一个数据汇聚的CIM云 底图、一个“一标三实”服务平 台和一批典型示范区。“一标三 实”工作要与CIM基础平台融为 一体，成为一个统一的底座平台。系统整合系统整合1.总体要求：总体要求：坚持城市级、公共性、基础 性等基本原则，.2.数据建设：数据建设：城市数字公共基础设施的数 据成果是对现有基础数据资源的完善、优化和强化，是城市数据资源的基础部 分。3.工作机制：工作机制：在建设和应用城市数字公共 基础设施时，在解决具体问题过程中，注 重提炼工作机制2、湖北省城市数字公共基础设施的建设要求设施/部件汇聚地址赋码一标城市数字公共基础设施运营管理系统城市数字公共基础设施共享服务系统4、数据支撑5、平台能力集成城市数字公共基础设施资源编目及管理系统1、数据汇集

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