数字孪生城市通过空天、地面、地下、河道等各层面的传感器布设，实现对城市道路、桥梁、井盖、灯盖、建筑等基础设施的全面数字化建模，以及对城市运行状态的充分感知、动态监测，形成虚拟城市在信息维度上对实体城市的精准信息表达和映射。 在综合管廊、地下交通、地下防务等地下空间和水务、燃气、热力、电力、通信地下管线等布设传感设施。为支撑数字孪生城市的高效运行，满足城市各类智能化运行场景需求，保障城市全域空间布局的智能化设施感知信息流动，须建设地上地下全通达、 有线 无线全接入、万物互联全感知的城市智能专网，才能满足数字城市与物理城市虚实融合孪生并行的运行模式需求。全息测绘利用空地一体倾斜摄影、激光扫描等多源传感技术获取全息地理实体要素，通过深度学习等 AI 技术自动半自动化提取建立地理实体的矢量、三维模型数据，形成地上地下、室内室外的一体化全息高清、高精的结构化实体城市信息模型（ CIM ），有效助力城市数字孪生体的构建。上海市通过智能化全息测绘的手段，实现上海城市的建筑、交通、绿化、水系、部件、管线等各种地理要素全景还原，与传统测绘相比，全息测绘更真实、直观、形象、便捷，并且挂接了海量的社会经济属性，为城市管理部门按需提供全面信息保障，同时为社会大众查询空间地理信息提供便利。利用GIS系统实现城市从地下到地上地理信息的数字化，利用BIM和CIM模型构建城市的三维数据空间画像，同时，整合城市遥感、北斗导航、地理测绘信息、智能建筑等城市空间数据，在数字空间模拟仿真组建出虚实映射的数字孪生城市模型。智慧城市建设的数字孪生是指在数字世界中创建一个同物理实体城市外观一致、行动一致、思想一致的数字虚拟城市，用于实体城市的规划、建设、治理和优化等全生命周期管理，提高城市运行效率和市民居住体验。智慧城市数字孪生不是单一技术，而是以积木式组装结合了物联网、大数据、BIM、GIS、人工智能等多项前沿技术的“巨技术”，其难点主要聚焦在数据管理、信息模型和仿真分析三个环节。智慧城市的数字孪生场景化应用价值可以从技术匹配度、规模化潜力和市场规模三个维度来评价，城市交通、地下管廊和产业园区是三大价值场景。智慧城市数字孪生的基础设施包括激光扫描、航空摄影、移动测绘等新型测绘设施与全域感知设施、网络连接设施和智能计算设施。城市信息模型平台和城市时空信息平台是数字孪生城市的信息化底座。智慧城市数字孪生市场机遇与挑战并存，但随着数字孪生技术的完善和行业渗透，其应用前景广阔。数字孪生城市不是单一技术，而是以积木式组装结合了物联网、大数据、BIM、GIS、人工智能等多项前沿技术的“巨技术”，其技术复杂性和建设难度不言而喻，但与此同时具有一定的历史积累和产业基础。目前前端传感器设备产业链相对完善，稳定高速的通信随着5G普及有望实现，在技术进步及利好政策驱动下云服务的应用逐渐深入，数字孪生城市亟需解决的技术难点主要聚焦在数据管理、信息模型和仿真分析三个环节。
以”智慧城市建设的数字孪生“为中心，重点突出地下工程建设进行仿写
智慧城市建设的数字孪生是一个全生命周期管理的系统，数字孪生技术在智慧城市中的应用，可以涵盖多个场景和领域。其中，地下工程是一个非常重要的应用场景。数字孪生城市通过布设各种传感器实现地下基础设施的全面数字化建模，可以对综合管廊、地下交通、地下防务等地下空间和水务、燃气、热力、电力、通信地下管线等进行感知、监测和管理。通过数字孪生技术，可以建立地下管廊、地铁隧道等地下设施的三维模型，并对其进行实时监测和分析。这有助于提高城市地下设施的管理和运营效率，减少事故发生的风险，提升城市运行的可持续性和安全性。
数字孪生城市在地下工程领域的应用，需要借助多项技术手段，包括激光扫描、航空摄影、移动测绘等新型测绘设施，全域感知设施、网络连接设施和智能计算设施等基础设施。同时，还需要建立城市信息模型平台和城市时空信息平台等信息化底座，实现数据管理、信息模型和仿真分析等功能。在数字孪生城市建设中，地下工程的信息十分重要。通过全息测绘、BIM和CIM模型以及GIS系统等技术手段，可以将地下工程建设的信息数字化，并整合到数字孪生城市模型中。数字孪生城市模型不仅可以实现地下工程建设的数字化，还可以通过模拟和仿真分析，为城市管理部门提供科学决策支持。
数字孪生城市的建设需要构建地上地下、室内室外的一体化全息高清、高精的结构化实体城市信息模型，这就需要利用多种传感技术获取全息地理实体要素，并通过AI技术实现自动半自动化提取建立地理实体的矢量、三维模型数据。通过这些技术手段，可以将地下工程建设的信息纳入数字孪生城市模型中，实现对城市运行状态的全面感知和动态监测，为城市的规划、建设、治理和优化提供支持。
尽管数字孪生城市在地下工程领域的应用具有巨大的市场机遇和应用前景，但其技术复杂性和建设难度也是不可忽视的。数字孪生技术需要借助物联网、大数据、BIM、GIS、人工智能等多项前沿技术的组合，面临着数据管理、信息模型和仿真分析等技术难点。但随着技术的不断发展和政策的利好支持，数字孪生城市在地下工程领域的应用前景依然广阔。
十九届五中全会发布的《国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出，坚定不移建设制造强国、质量强国、网络强国、数字中国，必须加快数字化发展，为数字孪生城市指明了方向。数字孪生城市是新一代信息技术在城市的综合集成应用，是实现数字化治理和发展数字经济的重要载体，是未来城市提升长期竞争力、实现精明增长、实现可持续发展的新型基础设施，也是一个吸引高端智力资源共同参与，持续迭代更新的城市级创新平台。我国早在2018年雄安新区规划纲要中就提出了数字孪生城市的概念，而后“十四五”规划纲要中明确提出完善城市信息模型平台，探索建设数字孪生城市，为数字孪生城市营造了良好的发展环境，引导全国各省市加速建设落地，数字孪生城市市场机遇与挑战并存。2020年4月，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》，将数字孪生技术提到了与大数据、人工智能、5G等新技术并列高度，并启动“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”。
随着数字孪生城市在雄安新区先行先试，数字孪生建设理念深入到各地新型智慧城市及新基建规划中。省级层面，上海市发布《关于进一步加快智慧城市建设的若干意见》，明确提出“探索建设数字孪生城市”；海南省发布《智慧海南总体方案》，提出“到2025年底，基本建成‘数字孪生第一省’”；浙江省提出建设数字孪生社区。在市级层面，贵阳、南京、合肥、福州、成都等地纷纷提出以数字孪生城市为导向推进新型智慧城市建设。部分城市已启动数字孪生城市整体方案的建设落地。上海市花木街道开展“数字孪生城市”建设项目，打造全域化的花木“房态图”，进一步提升数字化社区治理效能。北京市商务中心区积极建设时空信息管理平台，打造数字孪生CBD。贵阳市经济技术开发区开展数字孪生城市安全基础设施建设，投资金额近6千万。武汉市投资3.5亿元开展智慧城市基础平台（一期）项目，建设内容包含数字孪生城市、万物互联平台、应用支撑赋能平台等。2022年中国数字孪生城市市场规模为51亿元，年复合增长率达50%，城市信息模型基础平台和场景化应用同步落地。虽然多地已经开展数字孪生城市相关项目实践，但现阶段数字孪生城市整体技术方案尚在探索，远未成熟，各级地方政府需谨慎操作，迭代推进，防止“新瓶装旧酒”。