數(shù)字孿生賦能城鄉(xiāng)治理降本之道

G市作為全國城鄉(xiāng)融合發(fā)展的先行區(qū)，通過推動城鄉(xiāng)共富、促進(jìn)資源要素流動、實現(xiàn)公共服務(wù)均等化等措施，實現(xiàn)了城鄉(xiāng)的深度融合。然而，該市仍面臨基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面均衡水平不高以及長效機(jī)制不完善的問題。城鄉(xiāng)融合治理需要大量的資金作為保障，本文以G市實景三維作為數(shù)字孿生底座，在研究數(shù)字孿生技術(shù)賦能城鄉(xiāng)融合治理場景應(yīng)用實踐的基礎(chǔ)上，探究數(shù)字孿生技術(shù)驅(qū)動城鄉(xiāng)治理成本優(yōu)化的內(nèi)在邏輯，揭示數(shù)據(jù)統(tǒng)籌化與決策智能化如何破解城鄉(xiāng)資源錯配、重復(fù)建設(shè)等痛點，為城鄉(xiāng)融合治理提供降本增效的系統(tǒng)解決方案。

現(xiàn)實困境

G市作為全國城鄉(xiāng)融合發(fā)展的先行區(qū)，通過實施城鄉(xiāng)共富、促進(jìn)資源要素流動、實現(xiàn)公共服務(wù)均等化等措施，達(dá)成了城鄉(xiāng)的深度融合。但目前，該市在基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面仍存在均衡水平不足以及長效機(jī)制不完善的問題。

數(shù)字技術(shù)賦能城鄉(xiāng)融合治理主要體現(xiàn)在資源整合、精準(zhǔn)識別問題、操作可溯、政社互動、多方協(xié)同等方面。然而，在城鄉(xiāng)融合發(fā)展過程中，存在數(shù)字治理的“兩極分化”困境，主要表現(xiàn)為：數(shù)字硬件建設(shè)不平衡，部分基礎(chǔ)設(shè)施相對滯后；數(shù)治平臺條線化，層層加碼導(dǎo)致基層負(fù)荷過重。此外，由于各地區(qū)、各部門、各層級之間存在分割，數(shù)字平臺建設(shè)條線化、數(shù)據(jù)資源各自存儲，形成了多個信息孤島，彼此之間的數(shù)字信息無法互聯(lián)互通、互換共享。

研究基礎(chǔ)

研究路徑依托數(shù)字孿生技術(shù)，通過實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、建模分析等手段，實現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界的交互與融合。針對城鄉(xiāng)融合治理不同的應(yīng)用場景，形成全域覆蓋、動靜結(jié)合、三維立體的智能化、全聯(lián)接的感知布局，為場景的分析與決策提供依據(jù)。

國內(nèi)數(shù)字孿生城市建設(shè)各地數(shù)字孿生城市不斷探索實踐。北京CBD數(shù)字孿生城市平臺接入GIS數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、動態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)等海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，賦能CBD規(guī)劃招商、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、工地建設(shè)等工作。深圳融合近10000個BIM精細(xì)化模型和22億條業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，構(gòu)建以“地樓房權(quán)人”為主干的城市級數(shù)據(jù)集，注重數(shù)字孿生底座建設(shè)與應(yīng)用場景相結(jié)合。

市數(shù)字孿生城市建設(shè)2015年，G市成為全國首批新型智慧城市“標(biāo)桿市”之一；2016年，智慧G市時空信息云平臺建設(shè)列入國家試點。2021年，結(jié)合國家新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)試點和實景三維中國建設(shè)要求，截至2024年底，G市基本建成全域地形級實景三維、城市級實景三維、基礎(chǔ)地理實體、自然資源實體等。各數(shù)字孿生體實現(xiàn)“一碼多態(tài)”，包括幾何形態(tài)和時間形態(tài)的一碼管理?；诳臻g身份編碼，融合多方面信息資源，形成全域“三維智能底板”，提供信息融合、按需定制、知識服務(wù)、時空計算等新型服務(wù)能力。

G市城鄉(xiāng)融合治理場景的應(yīng)用實踐

促進(jìn)城鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)融合與空間協(xié)調(diào)通過空間身份編碼，實現(xiàn)土地要素“規(guī)、批、供、審、建、驗、登”全業(yè)務(wù)串聯(lián)，構(gòu)建自然資源實體。疊加生態(tài)紅線、耕地保護(hù)等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)國土空間的動態(tài)管控和全要素監(jiān)管。分析待建設(shè)地塊及其周邊的容積率、綠地率、建筑密度、建筑限高等指標(biāo)，對比不同方案在日照、可視域、天際線、建筑退線、空間協(xié)調(diào)性等方面的優(yōu)劣。同時，利用無人機(jī)航攝快速高效地獲取項目的最新動態(tài)和進(jìn)展情況，全面掌握項目建設(shè)進(jìn)度、資金投入以及存在的問題等情況，實現(xiàn)項目的精準(zhǔn)預(yù)警，保障項目質(zhì)量和工期。

緩解公共資源配置不均依托相關(guān)小程序，研發(fā)移動端數(shù)據(jù)采集工具，形成涵蓋基礎(chǔ)地理、社會、人文、經(jīng)濟(jì)等要素的統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，為城鄉(xiāng)融合規(guī)劃提供模擬分析基礎(chǔ)。通過模擬和分析公共服務(wù)的供需關(guān)系，評估學(xué)校、醫(yī)院等公共服務(wù)設(shè)施的覆蓋盲區(qū)，優(yōu)化公共服務(wù)資源配置效率，支撐城鎮(zhèn)社區(qū)專項體檢，為21個共富基本單元建設(shè)提供時空信息服務(wù)。

提升基層治理效能關(guān)聯(lián)鎮(zhèn)街級經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)、司法訴訟、應(yīng)急管理等11個專題政務(wù)資源庫的12萬余條數(shù)據(jù)，接入視頻監(jiān)控、水位監(jiān)測、消防監(jiān)控、智能水表等物聯(lián)網(wǎng)感知信息，實現(xiàn)325萬戶室、20萬間沿街商鋪、578萬人員的空間化管理和常態(tài)化采集更新。

特別是在防臺、防疫等應(yīng)急應(yīng)用場景中，融合水域容積、單寬流量、流量等水利專業(yè)數(shù)據(jù)，為匯流分析、淹沒分析提供模型參數(shù)支撐。在抵御臺風(fēng)“杜蘇芮”的過程中，結(jié)合9個核心水文站點的水位變化進(jìn)行精密模擬，預(yù)測誤差在5cm以內(nèi)，為制定應(yīng)急方案提供了有力支持。

降低城鄉(xiāng)設(shè)施建設(shè)成本G市通過優(yōu)化資源配置、提高決策精度、減少重復(fù)建設(shè)和信息采集成本、實現(xiàn)跨部門協(xié)同、降低社會風(fēng)險和體制成本等多方面機(jī)制，降低城鄉(xiāng)設(shè)施建設(shè)成本：首先，通過空間身份編碼與標(biāo)準(zhǔn)地址，減少城鄉(xiāng)數(shù)據(jù)時空底座的重復(fù)建設(shè)和信息采集成本。其次，通過虛擬仿真提前驗證項目可行性，如規(guī)劃地塊研究、方案比選等，減少無效投資。最后，提高決策精度和預(yù)測能力，減少因錯誤決策導(dǎo)致的沉沒成本。

城鄉(xiāng)融合治理成本優(yōu)化的路徑保障

技術(shù)路徑數(shù)字孿生城市的核心在于構(gòu)建一個統(tǒng)一的智能時空底座。在數(shù)字中國、數(shù)字政府建設(shè)過程中，各管理部門基于數(shù)字化改革需求，建設(shè)了各類“一張圖”，如住房和城鄉(xiāng)建設(shè)系統(tǒng)推進(jìn)的城市信息模型平臺，自然資源與國土規(guī)劃主導(dǎo)的時空大數(shù)據(jù)平臺，公安政法條線依托進(jìn)行城市安全和綜合治理的城市底圖等。但每個“一張圖”都自成體系，一般僅支撐本系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用，無法隨需、隨時支撐其他部門調(diào)用。因此，數(shù)字孿生技術(shù)要充分發(fā)揮數(shù)據(jù)融合價值，首先要打造服務(wù)于千行萬業(yè)的智能時空底座作為統(tǒng)一工作底圖。

數(shù)據(jù)路徑為實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)賦能城鄉(xiāng)融合治理，打破信息孤島問題，一要加快推進(jìn)多元異構(gòu)數(shù)據(jù)融合處理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)，通過統(tǒng)一編碼、統(tǒng)一分類、統(tǒng)一粒度，形成全周期的數(shù)據(jù)管理模式，從而構(gòu)建數(shù)據(jù)融合分析處理能力，提供全周期、全業(yè)務(wù)鏈、知識圖譜等分析服務(wù)。二是加強(qiáng)平臺支撐能力，按照集約化、一體化建設(shè)思路，構(gòu)建一體化數(shù)字孿生平臺，形成數(shù)據(jù)、算力、算法、組件、應(yīng)用等全要素數(shù)字資源一體化管理體系，保障數(shù)據(jù)流得進(jìn)、管得住、用得好。建立數(shù)據(jù)分級分類標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建運(yùn)營、監(jiān)管、安全規(guī)則體系，建立網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)、涉密信息系統(tǒng)分級保護(hù)、隱私保護(hù)、密碼應(yīng)用安全性評估等制度，保障數(shù)據(jù)安全有序開放。

總之，數(shù)字孿生技術(shù)憑借虛實協(xié)同、數(shù)據(jù)驅(qū)動的優(yōu)勢，已在國土空間規(guī)劃、城鄉(xiāng)建設(shè)、基層治理等領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著價值。下一步，結(jié)合人工智能、AR/VR技術(shù)的發(fā)展，推進(jìn)跨行業(yè)、跨區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，加強(qiáng)數(shù)據(jù)融合，推動AI自主決策應(yīng)用，深化虛實融合交互，充分發(fā)揮數(shù)字孿生技術(shù)驅(qū)動城鄉(xiāng)融合治理的降本增效作用。

作者單位：長三角（嘉興）城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計集團(tuán)有限公司