2023數(shù)字技術(shù)賦能零碳城市建設(shè)白皮書-中國聯(lián)通+武漢大學(xué)

頻繁發(fā)生。城市是人類生產(chǎn)生活的主要場所，雖然城市面積僅占不到陸地面積通”等城市功能系統(tǒng)上的重視程度和投入逐年增強(qiáng)，盡量減少碳的排放量（碳中國聯(lián)通智能城市研究院與武漢大學(xué)聯(lián)合成立數(shù)字孿生城市聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)?、?shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，基于遙感云服務(wù)深入分析“零碳”城市數(shù)字化建設(shè)內(nèi)涵、城市碳排和固碳的評價(jià)型，突出城市規(guī)劃管理優(yōu)化降低碳排放和提升城市因地制宜升級城市生態(tài)系統(tǒng)管理策略，為“零碳”城市建設(shè)提供參考。通過 1.1.“雙碳”戰(zhàn)略的意義 1.2.“零碳”城市內(nèi)涵 1.3.“零碳”城市發(fā)展現(xiàn)狀 1.4.“零碳”城市建設(shè)機(jī)遇與挑戰(zhàn) 2.數(shù)字化技術(shù)，城市“雙碳”創(chuàng)新管理重要 2.1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)強(qiáng)化城市“雙碳”數(shù)據(jù)獲取途徑 2.2.遙感技術(shù)創(chuàng)新城市“雙碳”監(jiān)測手段 2.3.智能計(jì)算提升城市“雙碳”核算能力 2.4.大數(shù)據(jù)分析節(jié)能減排和挖掘固碳潛力 2.5.數(shù)字孿生輔助“零碳”城市規(guī)劃決策 3.城市“零碳”數(shù)字孿生，助力“零碳”城市建設(shè) 3.1.“零碳”城市數(shù)字化建設(shè)總體架構(gòu) 3.2.“零碳”城市數(shù)據(jù)體系建設(shè) 3.3.遙感云服務(wù)，“零碳”城市“血液”更新助力泵 243.5.數(shù)字孿生低碳應(yīng)用，賦能城市“零碳”應(yīng)用服務(wù) 4.試點(diǎn)先行，數(shù)字孿生技術(shù)賦能“零碳”城市實(shí)踐 4.1.江西吉水，數(shù)字孿生技術(shù)助力城市雙碳規(guī)劃管理 4.2.湖南長株潭，構(gòu)筑城市雙碳空天地一體化監(jiān)測管理體系 4.3.杭州余杭，助力打造生態(tài)共富“雙碳革新” 5.發(fā)展展望，“零碳”城市數(shù)字化發(fā)展思考 5.1.統(tǒng)籌頂層規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，引領(lǐng)“零碳”城市建設(shè) 5.2.加快技術(shù)提升與融合共治，持續(xù)賦能“零碳”城市建設(shè) 5.3.建立一體化綠色生態(tài)聯(lián)盟，構(gòu)筑“零碳”城市新生態(tài) 6.總結(jié) 1國綠色發(fā)展之路提升到新的高度，也是我國城市高質(zhì)量發(fā)展的必由.科學(xué)內(nèi)涵：氣候變暖確定性增強(qiáng)，減排控溫已成為全球共識全球變暖等氣候變化，是當(dāng)今人類面臨的重大全球性挑戰(zhàn)，會引發(fā)極端天氣、海平面上升、物種滅絕等災(zāi)難性后果。聯(lián)合國氣候次氣候評估報(bào)告，明確了全球氣候變暖的確定性規(guī)律，更確認(rèn)了人類碳排放在增溫中的重要影響，刻不容緩地開展減排控溫工作已成.政治戰(zhàn)略：推動生態(tài)文明建設(shè)，做負(fù)責(zé)任大國我國是全球最大的能源生產(chǎn)國、消費(fèi)國和碳排放國，在全球氣候治理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當(dāng)今世界正在經(jīng)歷百年未有之大變局，在全球抗擊新冠肺炎疫情的共同影響下，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革進(jìn)入暴發(fā)增長期，各國經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字轉(zhuǎn)型和綠色轉(zhuǎn)型進(jìn)入交匯發(fā)命運(yùn)共同體作出的重大戰(zhàn)略決策，加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，彰顯我國應(yīng)對全球氣候變化的大國擔(dān)當(dāng)。2.經(jīng)濟(jì)意義：工業(yè)化發(fā)展后期，加快發(fā)展與“碳”逐漸脫鉤我國已步入高質(zhì)量發(fā)展階段，從“數(shù)量追趕”轉(zhuǎn)向“質(zhì)量追趕”，從“規(guī)模擴(kuò)張”轉(zhuǎn)向“結(jié)構(gòu)升級”，從“要素驅(qū)動”轉(zhuǎn)向目標(biāo)先后被寫入國務(wù)院政府工作報(bào)告和國家“十四五”發(fā)展規(guī)劃，并被列為十四五時(shí)期的重點(diǎn)工作，“雙碳”戰(zhàn)略也成為推動高質(zhì)量發(fā)展的重要任務(wù)。十四五時(shí)期是碳達(dá)峰的攻堅(jiān)期和窗口期，當(dāng)前我制度改革促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展成為主旋律，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展.城市是溫室氣體排放的主要來源區(qū)域城市化是當(dāng)代人類社會發(fā)生的最為顯著的變化之一，我國城市化進(jìn)程的速度和規(guī)模在人類歷史上前所未有，城市數(shù)量和規(guī)模均迅速增加，據(jù)最新人口普查數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前全國常住經(jīng)濟(jì)、文化活動的大部分職能。這也使得城市成為碳排放的重要場.城市生態(tài)系統(tǒng)的碳收支城市一般是指以非農(nóng)業(yè)活動和非農(nóng)業(yè)人口為主的人類聚居地，3城市生態(tài)系統(tǒng)的整體碳收支（碳源匯由自然生態(tài)系統(tǒng)的碳收支和社會經(jīng)濟(jì)活動產(chǎn)生的碳排放構(gòu)成。首先，城市自然生態(tài)系統(tǒng)的植被固碳量和植物及土壤的呼吸碳排放處于動態(tài)變化中，兩者間城市中發(fā)生的各項(xiàng)社會經(jīng)濟(jì)活動會在大氣中排放大量的CO2溫室氣體。.“零碳”城市內(nèi)涵與意義在全球應(yīng)對氣候變化的背景下，城市率先實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型和可持盡可能增加城市的固碳能力?！傲闾肌背鞘胁⒉皇且蠼^對的做到零碳排放，而是要求組成城市功能的各個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能化、環(huán)保化實(shí)現(xiàn)碳排放和固碳相互抵消，實(shí)現(xiàn)城市碳中和，是一種城市低碳發(fā)展.“零碳”城市政策現(xiàn)狀面出臺相關(guān)指導(dǎo)文件，在不同行業(yè)領(lǐng)域推動雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的有效實(shí)4能源結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，國家發(fā)改委發(fā)布《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)工業(yè)生產(chǎn)方面，國家工信部等三部委聯(lián)合印發(fā)《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)方面提出大規(guī)模產(chǎn)能更新部署計(jì)劃，力求實(shí)現(xiàn)工業(yè)低碳化改造和綠交通運(yùn)輸方面，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃汽車規(guī)模化應(yīng)用，有效促進(jìn)節(jié)能減排水平和社會運(yùn)行效率的雙重提城市建設(shè)與建筑工程方面，國家“十四五”規(guī)劃中明確指出要推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)示范區(qū)、低碳試點(diǎn)建設(shè)工作，優(yōu)化生態(tài)空間的組經(jīng)濟(jì)發(fā)展與消費(fèi)方面，《國務(wù)院關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》提出大力推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，積極引導(dǎo)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)與消費(fèi)的全面綠色轉(zhuǎn)型。健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的生產(chǎn)諧共生現(xiàn)代化的重要內(nèi)容和基礎(chǔ)。習(xí)近平總書記提出，“建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，必須把保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境擺在更加突出的好城市生產(chǎn)生活和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，既提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量，又5.國際“零碳”城市建設(shè)現(xiàn)狀能源體系、技術(shù)體系和生活方式等諸多方面發(fā)力，推動城市經(jīng)濟(jì)社會的低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。聚焦建筑、能源、交通、產(chǎn)業(yè)等視角，開展零排放、零污染城市的建設(shè)在很大程度上依賴于綠色能源的使電等清潔能源的使用；住宅是城市建筑中最主要的組成單元也是碳城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)是眾多城市的主要選項(xiàng)；產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型是城市面臨的重大挑戰(zhàn)，眾多以重工業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的城市在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方面發(fā).國內(nèi)“零碳”城市建設(shè)現(xiàn)狀為推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，推動綠色低碳發(fā)展，確保實(shí)現(xiàn)我國控制加快低碳技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用等方面積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。6市發(fā)達(dá)水平與凈零碳發(fā)展水平密切相關(guān)，服務(wù)型城市的低碳發(fā)展水平整體較高，這也說明我國工業(yè)型城市尚有很大的低碳發(fā)展空間。樣本城市在能源結(jié)構(gòu)方面的主要舉措是降低火力發(fā)電比例，推廣風(fēng)零碳目標(biāo)可發(fā)生在不同的層次上，從零碳企業(yè)、零碳社區(qū)、零7建設(shè)工作?！傲闾肌背鞘挟?dāng)前仍處于建設(shè)的初期階段，.“零碳”城市建設(shè)的機(jī)遇國家宏觀政策積極推進(jìn)，為“零碳”城市建設(shè)發(fā)展創(chuàng)造了良好我國把生態(tài)文明建設(shè)作為統(tǒng)籌推進(jìn)“五位一體”總體布局的重要內(nèi)容，確立綠色發(fā)展是新發(fā)展理念的五大理念之一，加快推進(jìn)頂層設(shè)新一輪科技革命為“零碳”城市建設(shè)注入新動能。以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等為代表的新一輪科技革命，正在從導(dǎo)入期轉(zhuǎn)向拓展期，新技術(shù)的發(fā)展在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中都顯示出了驚人的力量，也必然會為“零碳”城市的實(shí)現(xiàn)增添新動.“零碳”城市建設(shè)的挑戰(zhàn)城市零碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)需要平衡節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系。我國的城市化進(jìn)程仍在繼續(xù)，人口的增長會影響城市的規(guī)模，進(jìn)而影響城市的能源消耗和資源利用。我國經(jīng)濟(jì)高速增能源消耗和環(huán)境排放的增加，特別是發(fā)展水平較低的城市仍然處于8能源利用的增加階段。在保證經(jīng)濟(jì)高速增長的前提下，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)建設(shè)的重要挑戰(zhàn)。城市零碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)需要新技術(shù)的加速融合與突破?！傲闾肌背枪?jié)能降耗等戰(zhàn)略性技術(shù)領(lǐng)域仍存在諸多卡脖子的瓶頸。如何加快形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)技術(shù)，做到各技術(shù)之間的協(xié)調(diào)融合，也城市零碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)需要成熟可行的建設(shè)實(shí)施路徑。當(dāng)前“零碳”城市、低碳城市的試點(diǎn)建設(shè)工作仍處于起步階段，尚未總結(jié)出明晰的建設(shè)思路。零碳行動方案實(shí)施落地困難，缺乏切實(shí)可行的城市級零碳達(dá)標(biāo)解決方案也是“零碳”城市進(jìn)一步發(fā)展的挑戰(zhàn)。此外在實(shí)施過程中，我國國內(nèi)碳源匯數(shù)據(jù)的采集核算標(biāo)準(zhǔn)尚未實(shí)現(xiàn)與國際的以網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化為標(biāo)志的第四次科技革命浪潮席卷全球，人類社會開啟了以數(shù)字技術(shù)為引擎的創(chuàng)新時(shí)代。我國的新型智慧城市建設(shè)歷經(jīng)多年探索實(shí)踐，已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模落地深化階段。為促進(jìn)生活生產(chǎn)節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)發(fā)展動力轉(zhuǎn)換，引導(dǎo)市民轉(zhuǎn)變生活9圖2-1數(shù)字化技術(shù)賦能雙碳建設(shè)思路數(shù)據(jù)的獲取采集是城市“雙碳”核算的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為獲取相關(guān)要素，提供了高效便捷的基礎(chǔ)條件，基于傳感器的數(shù)據(jù)采集圖2-2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)碳監(jiān)測.智能感知數(shù)據(jù)采集技術(shù)，豐富城市“雙碳”數(shù)據(jù)監(jiān)測智能感知技術(shù)為獲取城市碳排和固碳要素，提供了便捷的基礎(chǔ)業(yè)碳排放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，支撐社會經(jīng)濟(jì)碳排放數(shù)據(jù)監(jiān)測。城市生態(tài)系統(tǒng)的光合固碳是城市固碳的最主要方式，基于特定傳感器的碳通量監(jiān)測和環(huán)境信息采集，助力城市碳通量監(jiān)測，為城市生態(tài)系統(tǒng)的固碳核算提供了最直接的方法，為計(jì)量城市生態(tài)系統(tǒng)固碳提供了保障。城市生態(tài)系統(tǒng)固碳與環(huán)境因子密切相關(guān)，智能感知技術(shù)的發(fā)展為快.高效網(wǎng)絡(luò)傳輸提高城市“雙碳”數(shù)據(jù)采集傳輸效率為驅(qū)動力，提供面向業(yè)務(wù)協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源協(xié)同量以技術(shù)融合創(chuàng)新為特征的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。基礎(chǔ)設(shè)施智能感知終端的部署、基于5G的高效傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、多技術(shù)融合的信息化平臺建設(shè)，為城市碳排放的獲取、分析核算及基于城市碳核算基礎(chǔ)上的城市管理決策，提供了高效能力支撐，大大提高了數(shù)據(jù)采集效遙感技術(shù)可以在更大范圍、連續(xù)空間、持續(xù)周期地對地表、大術(shù)可以對城市碳排放、城市固碳的相關(guān)因子進(jìn)行大范圍高效采集，通過在線數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)計(jì)算，反演出城市碳排放和固碳的區(qū)域變現(xiàn)代遙感技術(shù)以更高的分辨率（空間、光譜、時(shí)間和輻射以搭載在衛(wèi)星、飛機(jī)、無人機(jī)等平臺上的主動（發(fā)射探測信號）或被動（太陽輻射）為信號源為基礎(chǔ)，同時(shí)以搭載在對應(yīng)平臺上的信數(shù)據(jù)解譯、分析和地面覆蓋參數(shù)的反演，形成信息和知識。搭載有高光譜溫室氣體探測儀的碳衛(wèi)星，可直接繪制二氧化碳分布的立體全景圖。遙感大氣碳濃度的直接探測，對氣體探測儀的），圖2-3中國碳衛(wèi)星首幅全球二氧化碳分布圖智能計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于城市碳核算，以專業(yè)計(jì)算模型為基礎(chǔ)的碳排放和碳匯的時(shí)空建模分析過程，形成多維多尺度的城市碳排放和在數(shù)據(jù)處理方面，基于分布式、并行計(jì)算的軟件架現(xiàn)多機(jī)協(xié)同數(shù)據(jù)處理，快速生成支撐數(shù)據(jù)；在智能計(jì)算算力方面，基于CPU、GPU等專有設(shè)備，集成大量的算術(shù)邏輯單元，可支持AI領(lǐng)域當(dāng)前最流行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練所需的矩陣運(yùn)算，提高計(jì)算經(jīng)積累了大量經(jīng)驗(yàn)，近年來智能芯片技術(shù)的突破，可為未來設(shè)計(jì)針.以空間分析模型核算城市碳排放城市碳排放核算提供了開展各項(xiàng)碳減排工作的基本信息，通過核算量化的碳排放數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對各環(huán)節(jié)碳排放的分析，找出潛在的減排關(guān)鍵環(huán)節(jié)和方式?；诔鞘心茉聪慕y(tǒng)計(jì)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對城市碳排放的分析。城市的能源消耗碳排放，常以煤為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行化石能源的核算，典型數(shù)據(jù)來源是能源統(tǒng)計(jì)年鑒中的能源平衡表。我國在省級能源消耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)較為充分，在核算城市碳排放時(shí)，可結(jié)合城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)和省級能源總耗的基礎(chǔ)上，采用動態(tài)能源消耗數(shù)據(jù)集。衛(wèi)星遙感技術(shù)及智能計(jì)算科學(xué)的發(fā)展，為城市碳排放核算提供期短等優(yōu)勢，獲取的數(shù)據(jù)在城市碳排放的核算中也得到了更廣泛的應(yīng)用?；陔S機(jī)森林、支持向量機(jī)等計(jì)算模型和遙感影像特征提取方法，實(shí)現(xiàn)城市碳排放統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的空間化?；谶b感數(shù)據(jù)提取社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)，利用夜光遙感的燈光亮度指數(shù)，反映城市發(fā)展的相對活躍度，反映空間區(qū)域的能源消耗權(quán)重，實(shí)現(xiàn)在城市尺度上的碳排放變化時(shí)空格局分析。.以固碳模型和機(jī)器學(xué)習(xí)核算城市固碳能力基于數(shù)字技術(shù)的固碳模型和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，為區(qū)域尺度的城市模型計(jì)算輸出三個(gè)過程，數(shù)據(jù)采集部分基于“天空地”一體化獲取地面觀測和遙感數(shù)據(jù)，模型建立將基于觀測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)模型的參數(shù)最優(yōu)化，使模型計(jì)算的結(jié)果和實(shí)測結(jié)果的匹配，模型計(jì)算輸出過程N(yùn)EP。圖2-4生態(tài)系統(tǒng)植被固碳模型的建模及輸出過程1數(shù)字技術(shù)為城市生態(tài)系統(tǒng)固碳建模提供數(shù)據(jù)采集、模型構(gòu)建、結(jié)果輸出等全過程支持服務(wù)。對于大數(shù)據(jù)量、高精度的多源遙感和傳感器數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)等智能分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對遙感數(shù)據(jù)的自蓋類型及植被長勢等重要的固碳環(huán)境因子。由于城市的環(huán)境特征具有空間差異性，以環(huán)境特征因子為輸入的固碳模型，挖掘固碳多模型對比是生態(tài)系統(tǒng)固碳核算可靠性評價(jià)的重要方式。生態(tài)尺度和適應(yīng)的植被覆蓋類型，當(dāng)前應(yīng)用范圍較易于實(shí)施的生態(tài)系統(tǒng)植被固碳模型包括CASA、3-PGS、M圖2-5基于機(jī)器學(xué)習(xí)的城市植被覆蓋信息提取.能源大數(shù)據(jù)分析支撐城市節(jié)能減排分析碳排放數(shù)據(jù)涉及領(lǐng)域較多，城市節(jié)能減排分析，需要從能源供數(shù)據(jù)等多方面對社會經(jīng)濟(jì)活動中海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合歸納。依托用和分析的效率，減少中長期能源政策與短期政策銜接的障礙，降能源大數(shù)據(jù)分析為能源運(yùn)行管理和碳排放分析提供技術(shù)支撐，交易等業(yè)務(wù)運(yùn)行，構(gòu)建城市智慧能源體系，分析城市碳排放時(shí)空分布和變化，對城市碳排節(jié)能分析和減排潛力進(jìn)行歸納，輔助提出針.時(shí)空大數(shù)據(jù)分析支撐城市碳匯分析與固碳潛力挖掘項(xiàng)“應(yīng)對氣候變化的碳收支認(rèn)證及相關(guān)問題”（簡稱“碳專項(xiàng)”，成本和抵御社會風(fēng)險(xiǎn)具有戰(zhàn)略意義。以遙感大數(shù)據(jù)等技術(shù)為基礎(chǔ)的時(shí)空大數(shù)據(jù)分析方法，為分析城市自然生態(tài)系統(tǒng)碳匯分布格局與時(shí)序變化、挖掘與預(yù)測城市固碳潛力區(qū)域框架在城市生態(tài)系統(tǒng)建模、計(jì)量核算的基礎(chǔ)上，挖掘城市固碳增匯潛力，基于時(shí)空大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，研判城市中哪些區(qū)域具有較高的固碳能力和較低的固碳量，或哪些區(qū)域具有較低的碳排和較高的碳排。解譯高固碳區(qū)域采用的城市管理方式，或較低碳排區(qū)域的社會經(jīng)濟(jì)特征，模擬將高固碳區(qū)域的城市管理模式或低的碳排區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動方式，引入到低固碳區(qū)域或高碳排區(qū)域，引起的固圖2-6城市生態(tài)系統(tǒng)固碳（碳吸收，單位：克碳/平方·年）數(shù)字孿生城市是數(shù)字孿生技術(shù)在城市領(lǐng)域的應(yīng)用，針對復(fù)雜的概率的仿真過程，在虛擬空間中完成實(shí)體城市映射，從而反映城市現(xiàn)實(shí)狀態(tài)及動態(tài)發(fā)展過程。在數(shù)字空間中，可以對城市各類信息數(shù)據(jù)鏡像展示，對城市自然狀態(tài)、社會經(jīng)濟(jì)狀態(tài)以及不同自然系統(tǒng)間的關(guān)系和動態(tài)變化過程，進(jìn)行建模和計(jì)算分析。通過在數(shù)字孿生城市中展示、核算并分析城市碳排放和固碳現(xiàn)狀、歷史，形排和固碳增匯的管理決策方案，并進(jìn)行模擬仿真和管理效果評價(jià)，在數(shù)字虛擬空間為物理城市預(yù)先試驗(yàn)論證，輔助城市規(guī)劃決策，推圖2-7數(shù)字孿生技術(shù)支撐城市“雙碳”監(jiān)測和減碳增匯管理.數(shù)字孿生技術(shù)支撐“雙碳”監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化與分析數(shù)字孿生技術(shù)是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等果，從而反映對應(yīng)實(shí)體的全生命周期過程。將建筑信息模型（BIM）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等多項(xiàng)技術(shù)統(tǒng)一集成的開放式城市信息模型（CIM）平臺，可全面展示城市的地上全面展示城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和規(guī)劃現(xiàn)狀，特別是大規(guī)模城市土地現(xiàn)狀的全貌，展示城市擴(kuò)張范圍變化、社會經(jīng)濟(jì)碳排放、城市自然生態(tài)系統(tǒng)（森林、草地、農(nóng)田、濕地）、氣象信息等在城市立體空間布特點(diǎn)，分析城市碳排放和固碳因素，分析城市固碳增匯管理方式.數(shù)字孿生技術(shù)輔助城市規(guī)劃仿真模擬數(shù)字孿生城市實(shí)現(xiàn)城市景觀在數(shù)字空間全真模擬，作為城市區(qū)域設(shè)計(jì)方案的輔助手段，仿真模擬能直觀展示規(guī)劃規(guī)劃區(qū)域的未來面貌，并通過將規(guī)劃方案與現(xiàn)狀模型相銜接，模擬段。如城市生態(tài)系統(tǒng)植被退化區(qū)域、城市舊城改造區(qū)域等，字孿生城市三維空間下，實(shí)現(xiàn)植被覆蓋布局、建筑物布局設(shè)計(jì)、建圖2-8城市規(guī)劃推動城市“零碳”發(fā)展?jié)y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為驅(qū)動，使用城市能源消耗動態(tài)分配模型、生態(tài)系統(tǒng)固碳模型，在虛擬數(shù)字孿生城市中模擬城市生態(tài)系統(tǒng)固碳過程和城市碳排放總量空間分布和時(shí)間變化關(guān)系，評價(jià)具有降低碳排放的手段和促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)固碳量的管理措施，反映城市固碳現(xiàn)狀，輔助實(shí)定量評估未來城市化導(dǎo)致的土地利用變化對城市碳排放和固碳的影結(jié)合城市碳排放監(jiān)測和低碳技術(shù)，將成為推動中國城市高質(zhì)量發(fā)展以及綠色轉(zhuǎn)型的重要抓手?！半p碳”戰(zhàn)略為城市發(fā)展注入新動能，圖3-1城市“零碳”數(shù)字孿生建設(shè)總體架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施層：依托遙感、無人機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備等多類設(shè)施現(xiàn)城市節(jié)能降碳的全方位管理。模型和基礎(chǔ)支撐服務(wù)，為政府、企業(yè)等各級應(yīng)用部門提供全流程的過計(jì)量分析與模型構(gòu)建，獲取城市碳匯源特征數(shù)據(jù)庫。完善的數(shù)據(jù)圖3-2“零碳”城市數(shù)據(jù)體系工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程排放數(shù)據(jù)、廢棄物排放數(shù)據(jù)等。其中能源消耗數(shù)據(jù)的主要來源；工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程排放數(shù)據(jù)包括了工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中伴隨的次生碳排放和農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)生的各種碳排放；廢棄物排放數(shù)據(jù)包括不同形式的廢棄物排放與處理方式，通過優(yōu)化處理可減少碳排放。生態(tài)環(huán)境因子數(shù)據(jù)庫，包含城市基礎(chǔ)的土地覆被與土地利用數(shù)獲與封層工程數(shù)據(jù)等，用于實(shí)現(xiàn)城市綠色植被生態(tài)固碳、城市特殊材料碳吸收和基于工程技術(shù)的碳捕獲封存固碳等碳匯效果。其中土地覆被數(shù)據(jù)包括了土地利用數(shù)據(jù)和植被類型數(shù)據(jù)，通?；谶b感影氣壓、太陽輻射等顯著影響植物長勢的數(shù)據(jù)；土壤數(shù)據(jù)也是重要的考依據(jù)。包括城市擴(kuò)張數(shù)據(jù)、植被綠化指數(shù)、植被生產(chǎn)力、城市碳排放空間分布、城市碳源空間分布、城市碳排放空間分布、城市固碳潛力空將遙感數(shù)據(jù)、信息產(chǎn)品、應(yīng)用軟件與計(jì)算機(jī)設(shè)備作為遙感公共服務(wù)設(shè)施，通過網(wǎng)絡(luò)或移動終端以按需共享的方式為用戶提供便捷、低的分布式存儲技術(shù)，高效的并行運(yùn)算技術(shù)以及海量用戶動態(tài)資源調(diào)配技術(shù)，遙感云服務(wù)平臺提供遙感云存儲、遙感云處理和遙感云應(yīng)用等服務(wù)，可滿足遙感海量數(shù)據(jù)存儲、大規(guī)模處理運(yùn)算以及多種業(yè)多維度的一站式遙感數(shù)據(jù)信息服務(wù)能力，助力用戶利用衛(wèi)星遙感開的環(huán)境因子現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為“零碳”城市基礎(chǔ)底座數(shù)據(jù)的建設(shè)和高效更新反映城市“雙碳”最新狀態(tài)提供強(qiáng)有力的支撐，是城市構(gòu)建數(shù)字孿生城市信息模型CIM平臺，通過GIS、BIM、IoT空一體、動靜結(jié)合的數(shù)字城市，實(shí)現(xiàn)與物理城市的虛實(shí)交互與融合度的社會經(jīng)濟(jì)活動能耗數(shù)據(jù)、生態(tài)環(huán)境因子數(shù)據(jù)、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)市全要素?cái)?shù)字化；連接物聯(lián)感知終端設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取物聯(lián)感知終端碳空間分布現(xiàn)狀和時(shí)序變化、城市凈固碳能力和潛力、城市碳排固碳因素和城市擴(kuò)張影響；集成碳排碳匯模擬仿真算法模型，通過增加生態(tài)綠地空間系統(tǒng)區(qū)域規(guī)劃進(jìn)行模擬仿真，推演分析碳貯存量增基于全覆蓋、全要素、全周期的海量空間數(shù)據(jù)資源和碳監(jiān)測數(shù).能源結(jié)構(gòu)綠色升級能源結(jié)構(gòu)的綠色升級是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的關(guān)鍵手段。通過構(gòu)建城市能源供給數(shù)字孿生系統(tǒng)，在數(shù)字空間平行模擬展示不同能能源及碳排放的全時(shí)空分布信息，刻畫能源供給和碳流動軌跡，通全生命周期智能管控，構(gòu)建城市智慧能源體系，助力能源結(jié)構(gòu)綠色.企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型聚焦企業(yè)碳排放核算需求，建設(shè)碳排放核算與管理平臺，基于等企業(yè)碳核算相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)綠色低碳數(shù)據(jù)圖3-6企業(yè)數(shù)據(jù)中心綠色轉(zhuǎn)型.綠色建筑低碳運(yùn)營數(shù)字孿生技術(shù)在全息感知、智能綜合管控、能源全景監(jiān)測方面圖3-7數(shù)字孿生低碳樓宇.零碳交通綠色轉(zhuǎn)型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，交通行業(yè)在整個(gè)全國碳排放量中所占比重要達(dá)孿生技術(shù)被認(rèn)為是未來智慧交通體系建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一和核心支進(jìn)行城市交通碳排放的測算和管理，推動建設(shè)更高效、更綠色的智圖3-8車-路-云協(xié)同的新型智能交通體系.綠色智慧城市管理在城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)管理過程中，城市總體規(guī)劃與城鎮(zhèn)體系規(guī)劃中包含對區(qū)域內(nèi)的農(nóng)林湖草等自然資源生態(tài)綠地空間系統(tǒng)建議。通過在數(shù)字孿生系統(tǒng)中基于城市用地現(xiàn)狀進(jìn)行城市生態(tài)綠地空間規(guī)劃模擬，實(shí)現(xiàn)固碳結(jié)果的動態(tài)模擬計(jì)算，并比較分析規(guī)劃模擬前后的碳匯增量或固碳減排的效果，對比分析不同規(guī)劃方案下能夠?yàn)槌鞘性鰣D3-9城市規(guī)劃模擬仿真“雙碳”監(jiān)測數(shù)據(jù)資源池，構(gòu)建“雙碳普查”、“雙碳核查”、綜合展示、運(yùn)行監(jiān)測、輔助決策和優(yōu)化管理為目標(biāo)，技術(shù)上鄉(xiāng)生態(tài)管理、減排方面發(fā)力，其中代表性的工作是基于數(shù)字孿生平臺，創(chuàng)新農(nóng)業(yè)發(fā)展和新能源應(yīng)用模式，開發(fā)和優(yōu)化了漁光互發(fā)展稻漁產(chǎn)業(yè)、地面種植農(nóng)作物的立體應(yīng)用模式，發(fā)揮自然資源效新動能。長株潭是長沙市、株洲市、湘潭市三市結(jié)合的生態(tài)“綠心”核功能空間布局為發(fā)展目標(biāo)，基于城市時(shí)空大數(shù)據(jù)底座，輔助劃定生業(yè)用地五條控制線和戰(zhàn)略留白區(qū)，塑造山清水秀的生態(tài)空間、集約高效的生產(chǎn)空間，構(gòu)建友好的生活空間、紅色基因與人文空間。一增加城市碳匯能力并減少城市碳排放。發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。整合產(chǎn)業(yè)少城市的碳排放。數(shù)字技術(shù)貫穿于長株潭綠色發(fā)展的全進(jìn)程，天空地一體化監(jiān)測系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)支撐綠色發(fā)展的關(guān)鍵。該區(qū)域融合高分辨率續(xù)監(jiān)測在城鄉(xiāng)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)上的迫切性，該區(qū)以鐵塔為平臺，集成密集的自然資源實(shí)時(shí)監(jiān)測高清攝像頭，在有線、無線網(wǎng)絡(luò)支持下，實(shí)現(xiàn)高效智能的多傳感器信息采集和解譯通道，構(gòu)筑空天地一體化基于多元回歸、決策樹、深度學(xué)習(xí)算法融合，建立機(jī)器學(xué)習(xí)模建區(qū)域雙碳生態(tài)規(guī)劃輔助決策信息平臺，實(shí)現(xiàn)生態(tài)脆弱區(qū)及環(huán)境因子識別等全流程數(shù)字化服務(wù)，為區(qū)域生態(tài)規(guī)劃調(diào)研、輔助方案設(shè)計(jì)和規(guī)劃成果編制等提供平臺支撐。平臺與省自然資源調(diào)查中心“智圖4-3湖南省自然資源調(diào)查監(jiān)測系統(tǒng)24.3.杭州余杭，助力打造生態(tài)共富“雙碳革新”眼”是該區(qū)在減污降碳協(xié)同管理方面的典型場景應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)減排及碳排放情況動態(tài)監(jiān)管、科學(xué)評估，形成與科技、金融等專業(yè)服務(wù)連碳眼”，基于設(shè)計(jì)的污染減排與碳減排協(xié)同企業(yè)指數(shù)，動態(tài)監(jiān)測和對比分析企業(yè)環(huán)境污染及排碳情況，推動環(huán)境污染防治由端到端治理向源頭防治轉(zhuǎn)變，為全國其他地區(qū)探索污染減排協(xié)同路徑，提供余杭解決方案和樣板。圖4-4“余杭碳眼”——減污降碳協(xié)同管理場景應(yīng)用3“余杭碳眼”集成電力和水資源消耗、大氣污“余杭碳眼”通過