20多年來，我國城市信息化的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)字城市、智慧城市、新型智慧城市三個(gè)階段。目前，雖然這三種表述在不同的場合同時(shí)并存，但整體而言應(yīng)該說正在建設(shè)新型智慧城市，更能體現(xiàn)新時(shí)代、新目標(biāo)、新理念、新體系、新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)、新應(yīng)用、新模式等多方面的特點(diǎn)。因此，筆者將從自然資源部門的業(yè)務(wù)出發(fā)，探討新型智慧城市建設(shè)的三大核心：核心理念、核心支撐、核心應(yīng)用。
核心理念：新型數(shù)字孿生
新型智慧城市的建設(shè)離不開將城市物質(zhì)空間的要素轉(zhuǎn)換為賽博空間（Cyber Space）的數(shù)字，從而形成具有映射關(guān)系的兩個(gè)城市：現(xiàn)實(shí)城市與虛擬城市。這便是通常意義上的數(shù)字孿生。早期的數(shù)字孿生，主要關(guān)注的是如何借助遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等多種信息獲取與轉(zhuǎn)換技術(shù)，將構(gòu)成城市的自然環(huán)境、建設(shè)空間、社會經(jīng)濟(jì)、歷史人文、管理業(yè)務(wù)等多種要素進(jìn)行數(shù)字化，構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)城市對應(yīng)的虛擬城市。然而，這樣的數(shù)字孿生往往是體現(xiàn)偏于單向的、相對靜態(tài)的映射關(guān)系。
隨著新型智慧城市發(fā)展的需求和新型技術(shù)應(yīng)用的推動(dòng)，新型數(shù)字孿生更加強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實(shí)城市與虛擬城市之間的互動(dòng)，并突出強(qiáng)調(diào)兩個(gè)方面：雙向互動(dòng)、動(dòng)態(tài)互動(dòng)。雙向互動(dòng)致力于打破之前從現(xiàn)實(shí)城市到虛擬城市的單向映射，更加強(qiáng)調(diào)虛擬城市如何針對現(xiàn)實(shí)城市所面臨的管理問題和發(fā)展訴求，在三維仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)等技術(shù)支持下，通過仿真模擬和分析反作用于現(xiàn)實(shí)城市的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營與治理；而動(dòng)態(tài)互動(dòng)則是借助物聯(lián)網(wǎng)致力于實(shí)時(shí)感知現(xiàn)實(shí)城市的動(dòng)態(tài)運(yùn)營狀況，并將感知數(shù)據(jù)通過光纖網(wǎng)絡(luò)或者5G網(wǎng)絡(luò)輸入虛擬城市，通過虛擬城市來隨時(shí)監(jiān)測、分析和發(fā)現(xiàn)城市運(yùn)營中存在的問題，諸如城市生態(tài)問題、災(zāi)害問題、交通問題、治安問題、疫情問題等。
以上新型數(shù)字孿生的理念，顯然是新型智慧城市發(fā)展的核心理念。這個(gè)理念的落實(shí)需要通過下述城市信息模型和智慧空間治理來實(shí)現(xiàn)。
核心支撐：城市信息模型
在新型數(shù)字孿生理念指導(dǎo)下，借助多種信息技術(shù)將現(xiàn)實(shí)城市轉(zhuǎn)換而來的數(shù)據(jù)類型非常多樣。如何有效地組織、管理、處理、分析、應(yīng)用這些多元數(shù)據(jù)，便成為一個(gè)必須解決的核心問題。
為此，原國家測繪局于2005年提出數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)，2006年啟動(dòng)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)試點(diǎn)，在全國300多個(gè)地級以上城市和300多個(gè)縣級市開展了地理空間框架建設(shè)工作。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，結(jié)合我國新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的進(jìn)程與需求，在既有數(shù)字城市地理空間框架為基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)“時(shí)空信息大數(shù)據(jù)和時(shí)空信息云平臺”等四個(gè)方面的提升，促進(jìn)數(shù)字城市向智慧城市的深化發(fā)展。
2019年1月，自然資源部印發(fā)了《智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)技術(shù)大綱（2019）》，不僅明確智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺是數(shù)字中國時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，是基礎(chǔ)測繪轉(zhuǎn)型升級的重要任務(wù)；而且明確智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)內(nèi)容涵蓋“統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)、豐富時(shí)空大數(shù)據(jù)、構(gòu)建云平臺、搭建云支撐環(huán)境、開展智慧應(yīng)用”等五部分；同時(shí)，強(qiáng)調(diào)時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺既是履行自然資源管理“兩統(tǒng)一”職責(zé)的技術(shù)支撐，又是為城市管理提供一張底板、一個(gè)平臺、一套數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)。
近兩年，城市層面正在探索基于城市時(shí)空大數(shù)據(jù)云平臺，將城市相對宏觀靜態(tài)的地理空間信息模型（GIM）與相對微觀靜態(tài)的建筑信息模型（BIM）和城市動(dòng)態(tài)運(yùn)營的社會感知信息模型（SIM）有機(jī)集成，并在云地理信息系統(tǒng)技術(shù)環(huán)境下，構(gòu)建多維度的城市信息模型（CIM），旨在實(shí)現(xiàn)新型數(shù)字孿生城市由單向到雙向、由二維到三維、由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)化，為城市的智慧空間治理提供時(shí)空大數(shù)據(jù)和空間分析技術(shù)支撐。
核心應(yīng)用：智慧空間治理
規(guī)劃與建設(shè)新型智慧城市的根本目標(biāo)是應(yīng)用，就是基于虛擬城市所擁有的多維城市信息模型（CIM），借助業(yè)務(wù)模型、計(jì)算模型、情景分析、仿真分析等技術(shù)手段，診斷與識別城市發(fā)展運(yùn)營面臨的問題，并分析與優(yōu)化解決問題的多種途徑，為城市的健康發(fā)展提供科學(xué)合理的決策支持。
事實(shí)上，隨著我國快速城鎮(zhèn)化的發(fā)展，“城市病”相伴而來，城市面臨大氣污染、地面形變、洪澇災(zāi)害、交通擁堵、疫情等諸多問題。
為此，我國提出面向新時(shí)代的數(shù)字中國、智慧社會、新型城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略。顯然，新型智慧城市發(fā)展是新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要途徑，也是城市治理水平與治理能力現(xiàn)代化發(fā)展的必由之路。因此，新型智慧城市的核心應(yīng)用便是圍繞智慧國土、智慧規(guī)劃、智慧生態(tài)、智慧環(huán)境、智慧減災(zāi)、智慧經(jīng)濟(jì)、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧建設(shè)、智慧制造、智慧交通、智慧水務(wù)、智慧管廊、智慧醫(yī)療、智慧園區(qū)、智慧人口、智慧社區(qū)、智慧樓宇、智慧家居等擴(kuò)展與深化。
然而，上述從宏觀到微觀的諸多業(yè)務(wù)或?qū)I(yè)領(lǐng)域的智慧化發(fā)展，其實(shí)都離不開對“城市空間”的科學(xué)合理配置以及管控運(yùn)營，概而括之便是圍繞構(gòu)成城市的“天、地、人、房、物、事”及其耦合作用的智慧空間治理。顯然，這樣的智慧空間治理，需要一個(gè)富有智慧的“城市大腦”來進(jìn)行統(tǒng)籌決策。
近年來，不少城市探索構(gòu)建智慧城市大腦，依托多維城市信息模型，結(jié)合城市空間治理的業(yè)務(wù)流程、分析模型與決策模式，為智慧城市的多種智慧應(yīng)用提供協(xié)同分析、情景模擬、聯(lián)動(dòng)決策，取得了顯著的進(jìn)展，特別是在新冠肺炎疫情有效防控過程中，發(fā)揮了重要的作用。
面向未來，讓城市更聰明一些、更智慧一些，是新型智慧城市發(fā)展和推動(dòng)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化的必由之路，前景廣闊。
