2021年，“探索建设数字孪生城市”首次纳入《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，数字孪生在智慧城市应用迎来“整体性落地建设”探索期。

其中，上海市提出“加快推动城市形态向数字孪生演进”，并在临港新片区试点数字孪生城市建设。浙江省在数字化改革多个应用场景进行数字孪生的探索和试点。深圳市正在构建可视化城市空间数字平台。这一切表明：数字孪生技术迎来了快速发展期。

然而，在数字孪生应用向纵深推进的过程中，也暴露出了一些问题，比如缺少统一的技术标准、缺乏合适的建模或开发工具，模型的重复建设等。在这样的背景下，2022年12月10日，CCF YOCSEF杭州分论坛举办了技术论坛“如何让数字孪生与城市大脑X.0场景更好地融合？”。本次论坛采用“腾讯会议+微信群”的形式，由CCF YOCSEF杭州AC委员杭州师范大学洪立斌和李文娟担任执行主席。

• 针对数字化改革和城市大脑不同应用场景，应当有选择地使用三维引擎、BIM以及GIS建模技术，同时Web3D技术的快速发展，提供了轻量化和全新的数字孪生解决方案，为未来数字孪生在各场景的快速推广应用提供了新的契机。

• 数据孪生能实现对客体数据的全面感知，在虚拟现实、智能制造、防灾害、路面防塌陷、地下空间智治、城市智慧化决策辅助、古建筑保护、现代化工厂管理、地铁应急等领域都能大有所为。同时，应聚焦数字孪生轻量化技术的发展，从而克服其在数字化改革和城市大脑推广的瓶颈和技术限制。

• 标准化、规范化使用数字孪生技术是其得以快速推广的先决条件，必须制定一套标准化、规范化的准则，实现针对不同技术架构的交互和无损畅通的导入和输出。如建设数字孪生地质（地质研究场景）和管线（铺设管道）场景时，需制定针对语义信息的融合标准和可视化标准；在运用数字孪生轻量化技术时，要把握好不同技术的轻量化格式标准，不仅要规定格式，还需要实现用户制作的模型以及工具能够无损互导，扫除技术壁垒和障碍，为数字孪生的底座上架IRS系统和系统共享铺平道路。

引导发言

引导发言1：轻量级移动Web3D引擎技术助力数字孪生赋能元宇宙

贾金原   同济大学教授

贾老师带领团队长期潜心研究Web3D关键技术，提出了一套面向移动互联网的Web3D大数据在线可视化的轻量级解决方案：（1）海量虚拟世界场景的轻量级细粒度化预处理；（2）支持多人在线共享虚拟世界的网络传输调度机制；（3）海量Web3D场景复杂光影的轻量级在线高品质渲染。贾老师展示了若干基于轻量级Web3D技术打造的实时在线体验demo。他认为这些关键技术的集成将会打造出一个轻量级移动Web3D引擎，届时人人都能在线随时随地访问/漫游/编辑/创作超大规模虚拟环境，从而为数字孪生和城市元宇宙提供了关键技术支撑。

引导发言2：数字孪生与智能制造

刘庭煜    东南大学机械工程学院副教授

刘庭煜对数字孪生在智能制造领域应用的技术架构和实现原理进行了详细介绍，包括：数字孪生驱动的智能制造模式、数字孪生车间模型构建理论与技术体系、数字孪生驱动的制造过程动态建模及过程仿真等等。刘老师还展示了其课题组在数字孪生领域的落地案例，包括基础科研重点项目——***数字化总装测试生产过程集成管控技术、国家重点研发计划子课题——制造系统在线工艺规划与产线重构软件工具等。

引导发言3：实景三维建模：几何计算与深度学习的融合

范然   杭州师范大学信息科学与技术学院教师

范然首先剖析了数字孪生城市与三维建模，实景三维建模与三维模型设计之间的关系，接着介绍了实景三维建模的主要技术手段。范老师认为构建城市数字孪生应用场景应侧重测量的准确性，个人倾向于使用摄影测量与激光雷达技术；摄影测量属于离线测量、侧重全局呈现，而激光雷达属于实时测量、侧重局部刻画；深度学习和几何计算属于估计方法，前者强调先验知识，后者强调精准性。

引导发言4：数字孪生技术在地质灾害风险管控领域的探索与实践

刘洋   浙江地质大数据应用中心有限公司项目经理

刘洋从数字孪生在地质灾害中运用的背景和实践案例两大方面进行了介绍。在背景中，他介绍了浙江省地质灾害防治模式的演进之路、地质灾害数字孪生的概念和相关支撑技术（物联网平台、建模仿真技术等）。刘经理以临安区地质灾害数字孪生项目为例深入浅出地介绍了团队的实践经验。

思辨讨论

   ◆ 宣伟浩

三维引擎侧重可视化表达比较好的场景，BIM偏园区建设，而GIS的适应性更好一些。但GIS进行大场景表达优化渲染的能力有限，三维引擎越来越重要，后续可在现有基础上进行该方面优化。

   ◆ 贾金原

GIS适合构建地理地质场景，BIM适合建筑物构建。实际应用中建议采用多元数据融合，同时软件接口需要进行轻量化处理。

   ◆ 凌从礼

各种软件都需要，应根据不同特点和场景选择合适的软件。应该建立场景的信息模型，叠加智能化驱动、算法模型等，打造通用化平台。

   ◆ 范然

根据实际生产选用专业引擎，因为不同技术适配不同应用场景。

   ◆ 刘洋

自然资源领域主要还是GIS，基于BIM进行地质建模，还处在起步阶段；现阶段使用GIS+BIM结合模式进行自然灾害防护，3D引擎进行渲染尝试。

   ◆ 董建锋

数字孪生是不是也应考虑安全问题？

（贾金原）回应：应该考虑。和去中心化元宇宙适配的区块链也许能保证数字孪生数据隐私和安全，同时也应考虑轻量级加密解密技术。

   ◆ 凌从礼

以前通过传感器进行数据采集和分析，没有全景捕捉能力。现在通过数据孪生技术能实现对客体数据的全面感知，模型精度好，看得见，看得清。

   ◆ 刘洋

浙江省地质院前期针对城市边缘运用数字孪生技术进行地质灾害防治，现正铺开对城市的全面基建服务。通过对全省地质资料（水文等）的数据采集和建模，全面服务城市基建和市政。

   ◆ 宣伟浩

数字孪生构建城市的型，一比一进行城市仿真虚拟，能够在城市建设中规划应用，如预演新加入的建筑物是否符合条件，如与周边场景的适配度等等；也可以在建设阶段应用，如进行要素管控，解决路面塌陷问题等等；还可以辅助城市智慧化决策，如古建筑维护等。

   ◆ 贾金原

数字孪生：虚实结合，扩展现实（现实虚拟各一半）。在制造业方面应用的最多，灾害防治方面也有应用，比如，在web端虚拟灾害，物联网实时传送，线上策划逃生方案传送给受难者等。发展趋势是从仿真推演到孪生化的实际应用，需要更注重轻量级、在线和面向互联网的应用。

  ◆ 苗敏敏

数字孪生应还可以用于社会治理，公安相关领域。

  ◆ 贾金原

标准是有必要的，比如轻量级的3D格式，方便后续研究。未来不仅要规定格式，还需要把用户制作的模型，通过某种工具实现互联互通。

  ◆ 王文博

贾老师的web3D模型是否支持地下矿体场景，有无已做的案例？

（贾金原）回应：暂时还没做过矿体模型，但明年会做矿山项目。

  ◆ 宣伟浩

技术架构的标准比较多样，不同软件自成体系，数据源头也很多，每项技术架构都需要标准。目前有标准出现，但还有待研究。标准应解决不同数据的接入，轻量化问题，不同技术架构的交互，实现无损畅通等。目前还没有形成这样的标准，也比较难制定。

  ◆ 刘洋

不同部门拥有不同的数据，数据交换的安全也需要制定标准。

  ◆ 凌从礼

制定标准是重要的，也有必要的。应从政府层面出台加快数字孪生应用推广的指南。

总结与感谢