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基于数字孪生的智慧城市

李德仁院士

武汉大学

第十六届智慧城市大会

“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

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

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

政府

利民

主要内容

一、数字孪生的智慧城市

（一）何谓“数字孪生”（DigitalTwin）

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，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，基础设施（水、电、气、交通等）的运行状态，市政资

源（警力、医疗、消防等）的调配情况，人流、物流和车流的安全运控，都会通过传感器、摄像头、数字化子系统采集出来，并通过包括5G、北斗在内的物联网技术传递到云端和城市的管理者。基于这些数据以及城市模型可以构建数字孪生体，从而更高效地管理城市

相比于工业制造的“产品生命周期”，城市的“生命周期”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件

已在各级测绘院布署30000多个计算节点，支撑实景三维数据生产

卫星影像

激光点云

自动建模：

模型编辑：

多源数据

视频

照片

●建模质量优于像素工厂（PixelFactory）

●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600km2/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：NVIDIAGeForceGTX2070；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、互联、开放四大核

心特点

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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

高分辨率视频成像

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中继卫星

总体思路

大数据

智能服务

珞珈三号01星

地面移动热站

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2023/02/28上海东方明珠

2023/02/21

韩国首尔乐天世界塔

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2023/04/04

“世界第一高楼”迪拜哈利法塔

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