昆明市自然資源和規劃局

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    新型智慧城市建設應圍繞三大核心

    發布時間:2021-03-17 文章來源:中國自然資源報 發布機構:昆明市自然資源和規劃局

    20多年來,我國城市信息化的發展經歷了數字城市、智慧城市、新型智慧城市三個階段。目前,雖然這三種表述在不同的場合同時并存,但整體而言應該說正在建設新型智慧城市,更能體現新時代、新目標、新理念、新體系、新標準、新技術、新應用、新模式等多方面的特點。因此,筆者將從自然資源部門的業務出發,探討新型智慧城市建設的三大核心:核心理念、核心支撐、核心應用。

    核心理念:新型數字孿生

    新型智慧城市的建設離不開將城市物質空間的要素轉換為賽博空間(Cyber Space)的數字,從而形成具有映射關系的兩個城市:現實城市與虛擬城市。這便是通常意義上的數字孿生。早期的數字孿生,主要關注的是如何借助遙感、衛星導航系統、地理信息系統等多種信息獲取與轉換技術,將構成城市的自然環境、建設空間、社會經濟、歷史人文、管理業務等多種要素進行數字化,構建與現實城市對應的虛擬城市。然而,這樣的數字孿生往往是體現偏于單向的、相對靜態的映射關系。

    隨著新型智慧城市發展的需求和新型技術應用的推動,新型數字孿生更加強調現實城市與虛擬城市之間的互動,并突出強調兩個方面:雙向互動、動態互動。雙向互動致力于打破之前從現實城市到虛擬城市的單向映射,更加強調虛擬城市如何針對現實城市所面臨的管理問題和發展訴求,在三維仿真、虛擬現實、增強現實、混合現實等技術支持下,通過仿真模擬和分析反作用于現實城市的規劃、建設、運營與治理;而動態互動則是借助物聯網致力于實時感知現實城市的動態運營狀況,并將感知數據通過光纖網絡或者5G網絡輸入虛擬城市,通過虛擬城市來隨時監測、分析和發現城市運營中存在的問題,諸如城市生態問題、災害問題、交通問題、治安問題、疫情問題等。

    以上新型數字孿生的理念,顯然是新型智慧城市發展的核心理念。這個理念的落實需要通過下述城市信息模型和智慧空間治理來實現。

    核心支撐:城市信息模型

    在新型數字孿生理念指導下,借助多種信息技術將現實城市轉換而來的數據類型非常多樣。如何有效地組織、管理、處理、分析、應用這些多元數據,便成為一個必須解決的核心問題。

    為此,原國家測繪局于2005年提出數字城市地理空間框架建設,2006年啟動數字城市地理空間框架建設試點,在全國300多個地級以上城市和300多個縣級市開展了地理空間框架建設工作。隨著物聯網、大數據、云計算等新技術的發展與應用,結合我國新型城鎮化發展的進程與需求,在既有數字城市地理空間框架為基礎上,實現“時空信息大數據和時空信息云平臺”等四個方面的提升,促進數字城市向智慧城市的深化發展。

    2019年1月,自然資源部印發了《智慧城市時空大數據平臺建設技術大綱(2019)》,不僅明確智慧城市時空大數據平臺是數字中國時空信息數據庫的重要組成部分,是基礎測繪轉型升級的重要任務;而且明確智慧城市時空大數據平臺建設內容涵蓋“統一時空基準、豐富時空大數據、構建云平臺、搭建云支撐環境、開展智慧應用”等五部分;同時,強調時空大數據平臺既是履行自然資源管理“兩統一”職責的技術支撐,又是為城市管理提供一張底板、一個平臺、一套數據的重要基礎。

    近兩年,城市層面正在探索基于城市時空大數據云平臺,將城市相對宏觀靜態的地理空間信息模型(GIM)與相對微觀靜態的建筑信息模型(BIM)和城市動態運營的社會感知信息模型(SIM)有機集成,并在云地理信息系統技術環境下,構建多維度的城市信息模型(CIM),旨在實現新型數字孿生城市由單向到雙向、由二維到三維、由靜態到動態的轉化,為城市的智慧空間治理提供時空大數據和空間分析技術支撐。

    核心應用:智慧空間治理

    規劃與建設新型智慧城市的根本目標是應用,就是基于虛擬城市所擁有的多維城市信息模型(CIM),借助業務模型、計算模型、情景分析、仿真分析等技術手段,診斷與識別城市發展運營面臨的問題,并分析與優化解決問題的多種途徑,為城市的健康發展提供科學合理的決策支持。

    事實上,隨著我國快速城鎮化的發展,“城市病”相伴而來,城市面臨大氣污染、地面形變、洪澇災害、交通擁堵、疫情等諸多問題。

    為此,我國提出面向新時代的數字中國、智慧社會、新型城鎮化發展戰略。顯然,新型智慧城市發展是新型城鎮化發展的重要途徑,也是城市治理水平與治理能力現代化發展的必由之路。因此,新型智慧城市的核心應用便是圍繞智慧國土、智慧規劃、智慧生態、智慧環境、智慧減災、智慧經濟、智慧產業、智慧建設、智慧制造、智慧交通、智慧水務、智慧管廊、智慧醫療、智慧園區、智慧人口、智慧社區、智慧樓宇、智慧家居等擴展與深化。

    然而,上述從宏觀到微觀的諸多業務或專業領域的智慧化發展,其實都離不開對“城市空間”的科學合理配置以及管控運營,概而括之便是圍繞構成城市的“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,需要一個富有智慧的“城市大腦”來進行統籌決策。

    近年來,不少城市探索構建智慧城市大腦,依托多維城市信息模型,結合城市空間治理的業務流程、分析模型與決策模式,為智慧城市的多種智慧應用提供協同分析、情景模擬、聯動決策,取得了顯著的進展,特別是在新冠肺炎疫情有效防控過程中,發揮了重要的作用。

    面向未來,讓城市更聰明一些、更智慧一些,是新型智慧城市發展和推動城市治理體系和治理能力現代化的必由之路,前景廣闊。


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