随着大数据时代的到来以及互联网、云计算、物联网、人工智能技术等新一代先进信息技术的发展，近年来陆续诞生了数字城市、智慧城市以及数字孪生城市等各种“新型城市”概念。数字城市是随着１９９８年美国前副总统阿尔．戈尔提出“数字地球”之后而产生的概念。
数字地球是一个三维的信息化地球模型，其核心思想是通过数字化的手段对地球上的自然、人文和社会等信息进行数字化、网络化、智能化和可视化，以支撑社会的可持续发展决策。而数字城市则是指通过空间信息技术、虚拟现实技术、数据库管理技术以及计算机网络技术，数字化、网络化技术，对城市中的地理资源、生态资源、人文社会等各种信息进行数字化，形成综合数据库和城市虚拟服务平台等。数字城市也就是把现实世界中的城市变为计算机中的城市，从而指导城市的规划、管理和建设以及居民的日常生活。
智慧城市起源于“智慧地球”的概念，是“智慧地球”的重要组成部分。２００８年，国际商业机器公司ＩＢＭ提出智慧城市的新理念，２００９年奥巴马就任美国总统之后，与美国的工商业领袖举行了一场“圆桌会议”。在这个会议中，ＩＢＭ首席执行官彭明盛建议新的美国政府可以去投资新一代的智慧基础设施，以打破当时的金融危机。“智慧地球”的主要理念是将通过物联网和云计算等技术结合，实现数字地球与人类物理系统的整合，从而使地球达到“智慧”的状态。２０１０年，ＩＢＭ正式提出“智慧城市”建设的愿景，随后便掀起了智慧城市建设的热潮。
智慧城市建设过程中涉及众多技术，总结起来可以理解为：数字城市＋物联网＋云计算＋人工智能。物联网通过传感器让万物互联，我们在网上可以获取实时的数据并将其传到云端，通过云计算技术可对获取的数据进行存储、分析、控制、反馈等，进而通过人工智能技术对数据隐含的规则、知识进行挖掘。通过综合运用这些先进的技术，让计算机如同人脑一样拥有“智慧”，打造人性化的智慧城市，应用于城市的各方各面，形成智慧政务、智慧交通、智慧医疗、智慧园区等。
数字孪生城市实际上就是将工业领域所用的“数字孪生”概念运用到整个城市的治理中。数字孪生城市利用各类先进技术，使得物理世界的动态信息能够通过传感器被实时地、精准地反馈到数字世界中，使得数字孪生城市具有实时性以及保真性。利用数字化、网络化技术，实现城市的由实入虚，再利用网络化、智能化技术，实现城市的由虚入实，通过利用物理城市和数字孪生城市之间不断的虚实互动、持续迭代，最终实现物理世界的最佳有序运行状态。由此看出，数字孪生城市还具有互操作性、可拓展性以及闭环性。数字孪生城市将推动新型智慧城市建设，在信息空间上构建的虚拟城市映像与现实中物理城市空间相互叠加，将有利于完善城市基础设施，改变城市面貌，形成虚实相映、孪生互动的城市发展新形态。
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源自：《建设数字孪生城市的逻辑与创新思考》
