将数据转化为行动，通过城市虚拟孪生更智能地规划并缓解气候变化。
天际线是极限：
在可持续城市发展的沙盘中
当前出生的大多数孩子长大后都会成为城市居民。50 年前，情况有所不同：世界上只有大约三分之一的人口居住在城市。如今，超过一半的人居住在城市里。到 2050 年，这一数字将达到 68%¹。正如《大都会（Metropolis）》作者 Ben Wilson 所说：“我们见证了历史上最大规模的迁徙，这是 6,000 年历史长河奔流的高潮，到本世纪末，人类将彻底城市化。”
但我们的城市人口只会越来越多，越来越复杂，其将变得越来越脆弱。“热浪、洪水、海平面上升以及污染等，未来城市必须应对所有这些挑战，才能变得有韧性和可持续，”达索系统城市与公共服务战略合作伙伴经理 Yaarob Audi 讲道。
然而，城市也是问题的一部分：75% 的温室气体排放来自城市。因此，除了提高城市韧性外，城市领导者还需要使这些城市本身更具可持续性。为了平衡所有这些需求，他们越来越多地将目光投向技术创新。
地球 1% 的面积被城市覆盖
全球 55% 的人口生活在城市里
全球 75% 的温室气体排放来自城市
城市耗能占全球能源的 78%
70% 的城市已经在应对气候变化的影响，所有城市都处于危险之中
预计到 2050 年，人口最多的城市的环境温度将升高 2°
8 亿人将面临海平面上升和风暴的威胁
数据来源：城市联盟，UNOPS
将数字化转型放在可持续城市规划的核心位置
世界各地已经在向面向未来的数字化城市转型；哈萨克斯坦的阿拉木图，97% 的城市主要公共服务都已在网上提供，而澳大利亚的珀斯，智能灌溉项目已经改造了当地 106 个公园，减少了 27% 的用水量。
然而，在全球范围内推广这类创新可能具有挑战性。地区政府部门可能必须应对孤立的组织机构、不同或不完整的数据集、一系列监管障碍以及严重的预算和资源限制问题。在这样的环境中，有效的城市规划管理应该从解决这些问题入手。
巴塞罗那就是一个利用技术克服这些障碍的城市案例。作为市政府每年改造 10,000 套住房以适应气候变化项目的一部分，他们正在构建该市的数字孪生体，以帮助针对能源使用情况进行建模和预测并减少浪费。
巴塞罗那市 2030 年议程专员 Barbara Pons 表示：“数字孪生和仿真将帮助我们了解我们对能源、移动出行或城市任何其它基础设施所做的任何修改的影响”。
仿真具有环保意识的城市
此外，虚拟建模对于规划更具韧性的城市和减轻世界各地已经遭受的气候变化的影响也非常有价值。以开罗为例，开罗的气温经常超过 40°C。“公共场所特别容易遭受城市热岛效应加剧的影响，其中的温度可能会达到令人不舒服甚至危险的程度，”Audi 道。
68%
到 2050 年，世界上有 68% 的人口预计将生活在城市里。
但使用虚拟孪生可对这些热岛的流行进行建模。Audi 表示：“有了这些信息，我们便可提供有针对性的解决方案，限制高温的影响并提高居民在公共场所和私人空间的舒适度。”
达索系统与开罗政府和环境解决方案提供商 ARIA Suez 合作，开发了一款虚拟孪生解决方案，其不仅可整理气象数据，而且还可将其用于识别市内潜在的热岛效应。
“然后，我们可以仿真各种缓解方法的有效性，包括植被恢复、建筑隔热和路面材料的优化等，”Audi 说。“如果我们在正确的时间获得正确的数据并执行正确的分析，我们就能预测未来极端天气的影响，并能设计出可降低这些风险影响的解决方案，打造有韧性的宜居城市，”Audi 补充道。
人在面向未来的城市中的重要性
对于公共政府部门来说，将人放在这一愿景的核心位置至关重要。而且在这里，虚拟孪生也可提供帮助。通过将人口统计和地理数据应用于实际情况，他们可以通过创建“假设”情景来分析不同政策方针的影响，以确定哪种方针最有效。通过提供统一有效数据来源，虚拟孪生还可以打破组织机构孤岛，在决策者之间达成共识。
“任何城市项目都涉及公共业主、私人开发商、城市规划局、建筑公司、公民和市议会之间的大量协调。虚拟孪生将消除利益相关方之间的隔阂，是了解项目影响的有力途径，最终可增强我们的城市和社区的气候适应能力，”Audi 指出。
鉴于城市的极端复杂性以及他们面临的人口增长和环境压力的挑战，对创新的需求是前所未有的。虚拟模型为领导者提供了在虚拟世界里利用实时数据、测试和迭代策略最大限度降低现实世界风险的契机，可确保将预算和资源分配给会对公民生活产生持久积极影响的项目。
“通过数据，我们可以预测未来极端天气的影响，并设计出可降低这些风险影响，创建宜居韧性城市的解决方案。”
智慧城市背后的大脑
可持续城市规划需要的创新解决方案可适应人口的不断增长和气候的变化。因此，城市的未来取决于精通数字技能这一创新语言的新一代工程师。他们将是空间数据工程师、GIS 专家和 BIM 专家，非常熟悉在项目开发和交付过程中使用仿真与虚拟孪生。
达索系统与南加州建筑学院（SCIArc）的合作旨在直接培养这些创新技能，让学生亲身体验虚拟孪生等尖端数字解决方案：“3DEXPERIENCE® 平台为我们的学生提供了构想和塑造未来所需的关键数字技能，”SCIArc 的教职员工、获奖建筑师 Kerenza Harris 说道。
达索系统正在通过优先发展数字协作技能，为教育转型贡献力量，其正在为学术机构提供支持，确保这些学生，也就是未来工程师，能够掌握创造更具韧性的可持续城市环境的工具和专业知识。
了解基础设施与城市板块转型的其它方法：
基础设施与城市的洞察
城市规划的可持续性涉及采用满足当前需求的方式设计和开发城市，不会影响子孙后代满足自身需求的能力。它侧重于通过促进有效资源利用、减少环境影响和发展有包容性的弹性社区来平衡环境、社会和经济因素。
可持续的城市发展是指创造可平衡经济增长、环境保护和社会福祉的城市可持续性和环境，旨在设计节能城市，最大限度降低资源消耗，减少浪费和排放，提高居民生活质量，并确保这些实践能够随着时间的推移得以维护和改进。
清洁能源转型的一个示例是一个国家从火力发电厂向太阳能、风能和核能的转型。这涉及用可再生低排放的替代能源取代旧的污染能源，以减少碳排放，促进可持续发展。
城市规划的可持续解决方案包括设计节能建筑、实施公园和绿色屋顶等绿色基础设施，以及开发高效的公共交通系统，以减少对汽车的依赖等。此外，推动混合应用开发并整合可再生能源，有助于最大限度减少对环境的影响，支持有韧性的宜居社区，并有助于创造就业机会，实现社会公平。所有这些都是整个城市与公共服务价值链广泛合作的结果。
可持续城市发展的五大要素有：
能源效率：在建筑物和基础设施中实施节能措施，降低整体能源消耗和温室气体排放。
绿地/基础设施：结合公园、绿色屋顶和城市森林等自然元素，提高生态环境质量并增强对气候变化的适应能力。
可持续的交通运输：发展高效的公共交通系统，提倡步行和骑自行车并减少对私家车的依赖，可最大限度地减少污染和交通拥堵。
资源管理：确保有效利用水、材料及废物管理实践保护资源并减少对环境的影响。
包容性设计：营造无障碍的公平城市空间，满足所有居民的多样化需求，包括经济适用房、安全公共区域和社区设施等。