全球物聯網、5G、人工智能、無人駕駛、虛擬現實、深度學習等技術研發和產業化快速提升，掀起數字化網絡化智能化新一輪的浪潮。與此同時，智慧城市全面實施進程不斷加速，全面實施內容不斷深入，其創新發展理念、持續推進模式和技術體系不斷更新和演變，構建虛擬服務實際、數據驅動治理、智能定義一切的數字孿生城市將變成智慧城市的主要趨勢。
一、數字孿生城市的構建條件日漸完善
1、信息通信技術（ICT）在城市中成熟運用
近些年來，云計算平臺已經變成城市主要基礎設施，政府部門、公司企業乃至個人廣泛性運用；大數據變成城市主要資產、戰略資源，依托于大數據分析的智能決策運用不斷涌現而出；物聯網促進萬物互聯變成實際，廣泛運用于城市治理領域的感知監測、數據采集等；（移動）互聯網變成群眾獲取城市生活服務的主要優先渠道，也是拓展服務的主要方式；依托于深度學習的人工智能運用可精準預測城市問題，很大程度上提升民眾體驗。
2、數字孿生（DT）技術向城市廣泛性滲入
數字孿生技術最初起源于工業領域，特別是在飛機、火車發動機等高端制造領域，對產品、生產流水線和工藝流程等進行數字化仿真、實時跟蹤，產品研發周期大幅度縮減，生產成本大幅度下降，產生多設備互聯、協同和優化的建設模式。目前，數字孿生技術已逐漸向建筑工程、醫療服務、城市管理等領域滲入，依托于BIM模型完成建筑的龍骨、結構以及風水電等設計，完成建筑各種資源的優化、應急方案預演以及建筑群間資源優化配置；達索公司開發3DEXPERIENCity平臺完成城市規劃布局、管網以及氣象的數字孿生，致使城市應急管理效率提升30%，城市擁堵率下降25%。
3、技術融合與數據積累不斷促進城市創新發展
分布式計算、4G/5G通信、大規模數據并行處理、深度學習等技術與3D建模、高精度地圖、模擬仿真、虛擬現實、智能控制等數字孿生有關技術有機耦合加速集成，促進在數字化空間中構建同步運作的數字孿生城市變成可能。除此之外，通過十多年智慧城市構建，城市傳感器隨處可見，城市智能終端廣泛性部署，城市體征運作數據大批量匯聚積累，城市畫像日漸清晰，跨層級、跨地域、跨系統、跨部門、跨業務的數據資源快速有序融合，依托于海量多維數據分析的智能運用不斷涌現而出，智慧城市構建正處于量變到質變關鍵時期。
二、數字孿生城市是深度學習自我優化的城市
數字孿生城市的核心要義是，在網絡數字化空間，塑造一個與現實物理城市相匹配相對應的數字城市，實現創建物理城市與數字城市一一對應、協同交互、智能操控的復雜系統，使其與物理城市同步運作，實現虛擬服務現實，數據驅動治理，智能定義一切等運行機制，完成城市全要素數字化和虛擬化、全狀態實時化和可視化、城市運作管理協同化智能化，生成物理維度上的實體世界和信息維度上的虛擬世界同生共存、虛實相融的城市發展新模式，是具備深度學習、自我優化能力的城市。
1、全域感知，完成由實到虛
實現部署全域感知體系和各行業領域信息系統平臺，收集匯聚城市所有的靜態數據、業務數據信息、對象數據信息等表征城市運作的全量數據信息，在數字化空間建立一一映射的數字孿生城市模型平臺，并載入城市全量靜態和動態數據。
2、深度學習，完成自我優化
依托于持續匯聚的海量數據和數字孿生城市模型平臺，運用多維數據分析、機器學習、神經網絡、深度學習等算法或技術，運算得出城市資源配置優化方案、城市災害預測預警模型、城市應急指揮策略等，完成自我優化。
3、智能操控，完成由虛控實
依托于上述數字化空間得出的優化方案、預警模型、指揮策略等深度學習結論，在數字孿生城市模型平臺中，實現傳感器遠程控制、信息系統功能優化修正等操作，反向作用于物理世界運作的城市，完成動態決策、快速響應和智能操控。
4、更新迭代，完成流程再造
實現深度學習、自我優化后的城市在新的運行流程、運行規則、運行機制下持續生成和累積新的數據信息，與此同時，新智能設備、新技術應用持續交替出現，進而開啟新一輪的數字孿生更新迭代，完成城市持續進化的“自生長”發展模式。
三、數字孿生城市是技術和數據信息深度融合的新模式
數字孿生城市，是與物理城市一一映射、協同交互、智能操控的虛擬城市，其技術體系框架包含智能終端、泛在網絡、支撐平臺、應用系統等必備構成要素，并貫穿城市數據的采集、匯聚、整合、分析、應用等全流程環節，是一個技術融合、業務融合和數據融合的繁雜巨系統。
1、全域智能終端的數據采集是數字孿生城市前提條件
全域移動智能終端的數據收集主要包含四大基礎要素，即數字化標識、移動智能終端、三維模型、地理信息等。這其中，數字化標識是城市人、事、物在數字化空間的唯一索引，表征城市人、事物身份信息，用作數字信息和實體之間的精準匹配、建立連接和管理控制；移動智能終端是城市運作的數據信息采集器，用作采集城市所有的靜態和動態數據信息；三維模型是數字化空間的數據信息載體，用作展示城市空間形態；地理信息表征城市人、事、物的位置和位移，主要包含GIS、RS、GPS等。
2、極速泛在的城市信息網絡是數字孿生城市基本保障
極速泛在的城市信息網絡主要包含三大連接形式，即城市極速專網、4G/5G移動寬帶、NB-IoT/eMTC/LoRa物聯網等，產生互為補充、極速互聯的網絡接入基本保障。為滿足城市安全可靠運作、虛實互動毫秒級響應以及千萬級的智能設備的同時連接需求，率先創建城市極速專網，統一化集成寬帶無線網、寬帶有線網、視頻網、應急通信網、政務網等，完成極速互聯。針對手機、可穿戴設備等移動智能終端主要以4G、5G連接為主，采集城市中人的數據信息。
3、深度思考的城市數據信息中樞是數字孿生城市核心
深度思考的城市數據信息中樞主要包含四種重要平臺，即數據資源管理平臺、數字孿生模型平臺、基于深度學習的人工智能算法平臺、統一化智能化操控平臺等，共同組成指導數字孿生城市高效運作的數據信息中樞。數據資源管理平臺用作數據整合、處理、分發等；數字孿生模型平臺是數字化空間集成載體，集成所有的數據資源，展示真實世界運作全貌和細節；基于深度學習的人工智能算法平臺用作優化業務流程、資源配置、規劃布局等；統一化智能化操控平臺主要用作智能化決策指揮、自組織運作、遠程操控等。
4、高效運作的智能化應用系統是數字孿生城市表現
最終，數字孿生城市要作用于城市治理和民生服務的各個業務階段，推進服務體驗智能化、社會治理智慧化。如，根據模擬仿真、動態評估、深度學習城市規劃方案效果，完成規劃不再走彎路；三維呈現出水勢、空氣動力、霧霾變化等，為城市治理決策提前部署出示依據；根據深度學習個人教育和知識體系，完成自適應式定制化學習；根據深度學習民眾交通出行、日常生活、生活消費等習慣，制定個人交通出行路線；根據交通流量預測，智能化疏導和優化信號燈間隔時間。
總而言之，數字孿生城市建設是一個長期而艱巨的任務，伴隨著全面實施逐步推進，其技術體系框架和解決方案將更為清晰，將有力推進城市的高質量發展。