打造数字孪生城市的探索与实践（3）新加坡构建国家级数字孪生体

新加坡是世界上首个构建起全国性数字孪生体的国家。新加坡土地管理局使用三维实景建模和测绘生成第一个国家级的数字孪生模型，促进新加坡向可持续发展的智慧国家转型。

1. 在全国范围内开展开源三维测绘

新加坡是世界上人口密度第二大的土地稀缺国家，为解决水平空间不足的问题，新加坡大力发展了纵向建筑和基础设施。为优化土地资源并帮助政府机构制定政策，促进经济和社会发展，新加坡土地管理局分别于2012年和2019年启动了两次全国性三维测绘计划。在过去，每个政府机构都会进行自己的地形调查，以改善规划决策，而在2019年的测绘中，新加坡土地管理局设定了“一次采集，多次使用”的目标，以最大限度提高地图的可访问性，使其成为政府机构、主管部门和顾问协作开发项目的开源三维国家地图。此次测绘的工作范围包括进行地籍调查、管理和确保国家基础设施的精确定位等。该项目需要对整个国家进行航空测绘，并对新加坡所有公共道路进行移动街道测绘，从而以更高的精度更新原始地图，反映国家动态的城市发展。此次测绘借助工具软件将捕捉到的高分辨率航空图像转化为全国范围3D现实网格，并将当地街道数据转化为数字孪生体。测绘激光雷达和自动图像捕捉技术的应用极大地缩短了时间并节省了开支。准确的三维实景模型可通过三维建筑和交通模型、机器学习及人工智能不断得到增强。此次行动实现了国家级测绘的突破，并为数字孪生模型的开发提供了框架。

2. 将数字孪生应用于解决能源及气候问题

作为一个岛国，海平面上升始终是新加坡面临的一个重要问题。综合的数字孪生城市模型可以帮助新加坡应对各种挑战，包括气候变化的影响。一个一致准确的地形模型支持着国家水务机构的资源管理、规划和海岸保护工作。能源方面，数字孪生城市的建设有利于节省电力，并促进可再生能源的推广。通过数字孪生，新加坡电力部门能够实时远程监控变电站、变压器、开关设备和电缆等电网资产的状况，及早识别电网运营中的潜在风险，并减少对常规现场检查的需求，从而节省人力资源。数字孪生系统的建设还将支持新加坡能源转型，即建设面向未来的电网，确保设备的可用性、保持电网可靠性、同时具备管理复杂电网的能力。整合的建筑模型数据源则为制定太阳能光伏路线图提供了帮助，有利于实现新加坡政府在2030年前部署两千兆瓦峰值（2GWp）太阳能的承诺，并助力新加坡在本世纪下半叶实现碳中和。

参考文献：

1.  First digital twin of a country[EB/OL].[2022-03-02].https://www.constructiontechnology.media/news/first-digital-twin-of-a-country/8018619.article.

2.  How Singapore created the first country-scale digital twin[EB/OL].[2022-02-23].https://venturebeat.com/2022/02/23/how-singapore-created-the-first-country-scale-digital-twin/.

3.  New 'digital twin' for national power grid to better manage Singapore’s electricity supply[EB/OL].[2021-10-27].https://www.channelnewsasia.com/singapore/new-digital-twin-national-power-grid-manage-electricity-supply-2271356.