当前，以物联网、大数据、人工智能等新技术为代表的数字浪潮席卷全球，物理世界和与之对应的数字世界正形成两大体系平行发展、相互作用。数字世界为了服务物理世界而存在，物理世界因为数字世界变得高效有序。在这种背景下，数字孪生技术应运而生，从制造业逐步延伸拓展至城市空间，深刻影响着城市规划、建设、管理、发展。

2020年4月10日，国家发改委和中央网信办联合发布《关于推进“上云用数赋智”行动培育新经济发展实施方案》，将数字孪生、大数据、人工智能、5G等7项技术，视作数字化转型的“共性技术”和“关键技术”，并专辟章节谈“开展数字孪生创新计划”，要求“引导各方参与提出数字孪生的解决方案”，也预示着数字孪生技术已上升为国家科技战略。

四创科技联合51WORLD共同打造基于数字孪生技术的智慧应急解决方案，并在全国多个地区，推进应急管理相关业务系统智能化升级建设，通过创新驱动实现数字孪生技术与本地区应急管理工作实际深度融合，探索经验、总结提炼，形成一批管用实用的先进智能化应用模式。基于数字孪生技术的智慧应急解决方案主要包含城市数字孪生底板、平时风险防控和战时应急指挥三大方面。

一、城市数字孪生底板

城市数字孪生底板是数字孪生仿真引擎的基础，通过生成大范围的全要素场景底板，进行物理流域、交通路网、园区企业、生命线工程的全要素数字化映射。全要素场景生成集合了多源数据，包括DEM数据、DOM数据、倾斜摄影数据、BIM模型数据、测绘数据等。通过自动生成、手动生成、自动轻量化、人工精修等过程，可以打造不同精度等级的场景底板

二、平时风险防控

• 监测感知可视化

基于数字孪生平台接入雨量站点、水位站点、内涝站点、视频监控站点、风情站点、墒情站点、移动单兵、无人机等实时数据。另外，可实现天气变换 、昼夜日照、光影效果、材质还原等实时渲染功能，达到真正意义上的将现实世界孪生仿真到虚拟世界，并且为模拟仿真和业务功能的实现提供技术通路。

• 安全监管可视化

在工业企业、重点园区的监测感知、安全生产管理方面，可实现关键设备全生命周期、生产工艺全流程的数字化、可视化、透明化，提升企业、园区安全生产管理能力。

• 流域水系可视化

基于数字孪生平台展示水系河网的分布情况，并且能够以光束的方式展示河流流向。选择具体的流域，可以通过三维的方式展示，展示流域水系的立体空间分布情况，并关联流域的详细信息。

• 隐患巡查可视化

基于数字孪生平台展示人员巡查轨迹，结合巡查人员移动端实时上报的汛前巡查情况（包括隐患位置、隐患类型、隐患内容、现场图片或音视频数据），辅助决策人员及时了解现场情况，分析重要工程当前隐患信息。

• 应急资源可视化

基于数字孪生平台叠加展示危险源、防护目标、避难场所、物资仓库、抢险队伍、装备、责任人、行业专家等相关信息，并可通过结合具体灾害场景进行方案推演，为做好应急资源储备、提前预置提供科学的规划、调配方案提供辅助支撑。

三、战时应急指挥

• 灾害现场可视化（视频融合）

利用全景三维视频融合技术，可以将现有摄像头的实时画面投射到数字孪生平台的场景当中，并可将相邻的画面进行拼接融合，可以更好的从不同角度查看视频，对全局大场景进行监控，为指挥作战提供辅助支撑。

• 洪水风险可视化

基于数字孪生平台，通过动态的方式展示不同频率洪水的淹没范围、淹没水深、淹没历史以及水流流速、流向等信息；并关联区域内的社会经济、人口、水利工程、避灾点、避险转移路线等信息。同时，提供抢险预案的推演功能，为应急预案的优化调整提供依据。

• 内涝风险可视化

基于数字孪生平台，结合辖区里内涝点的实时监测信息和历史内涝信息，模拟重点内涝区域淹没风险分析结果。

• 指挥调度可视化

基于当前灾险情或者历史灾害，能够快速定位并搜索事发地点周边范围（如1/3/5/10公里）内的应急抢险物资、救援队伍、避灾场所等，生成调度方案，并根据方案实现队伍进场、物资进场、人员撤离、无人机飞行到灾情现场等（发送灾情现场视频）动画效果。

项目案例

一、珠海市斗门区智能政府平台

斗门智能政府平台的建设利用了数字孪生技术，构建社会治理、经济运行、城市运营、基础设施、生态环境、乡村振兴、民生应用、政务服务、疫情防控等九大专题领导驾驶舱，实现的多门类指标数据进行分析比对、融合加工，形成主题，并且与数字孪生3D地图融合交互，将物理世界的内容映射到现实世界中，形成“一张图治理，一张图联动”。

二、余姚市防汛防台应急指挥系统

余姚市防汛防台应急指挥系统是基于数字孪生、大数据分析、人工智能等技术建设，主要功能包括数字孪生驾驶舱、风险隐患综合管理、在线巡查、预案结构化管理、模拟演练、监测预警、预测预报、研判分析、远程会商、数字案例库、风险管控、预警发布、灾情统计、灾后重建。

文章视频、图片来源：四创科技、51WORLD