中國聯通&武漢大學：2023數字技術賦能零碳城市建設白皮書（41頁）.pdf

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1、版權聲明版權聲明：本白皮書版權歸屬中國聯通智能城市研究院和武漢大學，并受法律保護。轉載、摘編或利用其他方式使用本報告內容的，應注明來源。違反上述聲明者，將追究其相關法律責任。主編單位：中國聯通智能城市研究院、武漢大學參編單位：上海聯通智慧城市研究院前言前言城市的運作與人類活動密切相關，自工業革命以來，人類經濟活動產生了大量碳排放，使得大氣 CO2濃度上升了 75%，造成全球氣候變化和極端氣候災害頻繁發生。城市是人類生產生活的主要場所，雖然城市面積僅占不到陸地面積的 3%，但城市是碳排放最集中的區域。碳達峰、碳中和雙碳戰略是指引我國未來可持續社會經濟發展變革的基本方向，要實現“雙碳”戰略目標，構

2、建“零碳”城市是必然要求，是落實“雙碳”戰略計劃的基礎環節，也是未來綠色發展科學規劃的一部分。近年來，國家在“零碳能源”、“零碳建筑”、“零碳家庭”、“零碳交通”等城市功能系統上的重視程度和投入逐年增強，盡量減少碳的排放量（碳源）。另一方面，城市本身也包含大量的植被覆蓋，如城市森林、城市農田、城市草地等綠色植物，城市熱島及相對較高 CO2濃度環境，使城市綠地發揮其生態服務功能，實現更高效率的固碳（碳匯）?！傲闾肌背鞘胁⒎亲非蟆傲闾肌迸欧?，而是碳排放和固碳的均衡，即凈“零碳”。提升城市植被固碳能力，可以抵消城市碳排放，從而實現城市的“近零碳”、“零碳”甚至“負碳”目標。中國聯通智能城市研究院與武

3、漢大學聯合成立數字孿生城市聯合創新實驗室，利用數字化技術賦能零碳城市建設，結合遙感、大數據、云計算、人工智能、數字孿生、物聯網等技術手段，基于遙感云服務平臺、城市信息模型 CIM平臺，匯集并整合城市各類基礎設施數據、社會經濟發展統計數據及監測數據，深入分析“零碳”城市數字化建設內涵、城市碳排和固碳的評價方法、計算模型，突出城市規劃管理優化降低碳排放和提升城市固碳能力，提出數據融合和因地制宜升級城市生態系統管理策略，為“零碳”城市建設提供參考。通過“零碳”城市的實踐建設，為全國推廣“零碳”城市提供實例，助力國家“雙碳”戰略目標達成，為全球氣候變化應對貢獻中國力量。目錄目錄1.“雙碳”戰略，城市高

4、質量發展必由之路.11.1.“雙碳”戰略的意義.11.2.“零碳”城市內涵.21.3.“零碳”城市發展現狀.31.4.“零碳”城市建設機遇與挑戰.72.數字化技術，城市“雙碳”創新管理重要驅動力.82.1.物聯網技術強化城市“雙碳”數據獲取途徑.92.2.遙感技術創新城市“雙碳”監測手段.102.3.智能計算提升城市“雙碳”核算能力.122.4.大數據分析節能減排和挖掘固碳潛力.152.5.數字孿生輔助“零碳”城市規劃決策.173.城市“零碳”數字孿生，助力“零碳”城市建設.193.1.“零碳”城市數字化建設總體架構.193.2.“零碳”城市數據體系建設.213.3.遙感云服務，“零碳”城市“

5、血液”更新助力泵.233.4.城市信息模型 CIM，構筑城市“零碳”孿生時空能力中樞.243.5.數字孿生低碳應用，賦能城市“零碳”應用服務.254.試點先行，數字孿生技術賦能“零碳”城市實踐.294.1.江西吉水，數字孿生技術助力城市雙碳規劃管理.294.2.湖南長株潭，構筑城市雙碳空天地一體化監測管理體系.304.3.杭州余杭，助力打造生態共富“雙碳革新”.325.發展展望，“零碳”城市數字化發展思考.345.1.統籌頂層規劃與標準建設，引領“零碳”城市建設.345.2.加快技術提升與融合共治，持續賦能“零碳”城市建設.355.3.建立一體化綠色生態聯盟，構筑“零碳”城市新生態.356.總

6、結.36參考文獻.3711.“雙碳”戰略，城市高質量發展必由之路“雙碳”戰略，城市高質量發展必由之路1.1.“雙碳”戰略的意義“雙碳”戰略的意義“雙碳”戰略，即碳達峰、碳中和的簡稱，我國力爭 2030 年前實現碳達峰，2060 年前實現碳中和?！半p碳”戰略目標的提出將我國綠色發展之路提升到新的高度，也是我國城市高質量發展的必由之路?？茖W內涵：氣候變暖確定性增強，減排控溫已成為全球共識科學內涵：氣候變暖確定性增強，減排控溫已成為全球共識全球變暖等氣候變化，是當今人類面臨的重大全球性挑戰，會引發極端天氣、海平面上升、物種滅絕等災難性后果。聯合國氣候科學機構政府間氣候變化專門委員會（IPCC）已先后

7、發布了六次氣候評估報告，明確了全球氣候變暖的確定性規律，更確認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為國際社會的共識。政治戰略：推動生態文明建設，做負責任大國政治戰略：推動生態文明建設，做負責任大國我國是全球最大的能源生產國、消費國和碳排放國，在全球氣候治理中發揮著關鍵作用。當今世界正在經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業變革進入暴發增長期，各國經濟社會數字轉型和綠色轉型進入交匯發展期。在這樣的國際環境下，我國向國際社會承諾 2030 年前實現碳達峰、2060 年前實現碳中和的“雙碳”目標，是國家基于構建人類命運共同體作出的重大

8、戰略決策，加強生態文明建設，彰顯我國應對全球氣候變化的大國擔當。2 經濟意義：工業化發展后期，加快發展與“碳”逐漸脫鉤經濟意義：工業化發展后期，加快發展與“碳”逐漸脫鉤我國已步入高質量發展階段，從“數量追趕”轉向“質量追趕”，從“規模擴張”轉向“結構升級”，從“要素驅動”轉向“創新驅動”，從“高碳增長”轉向“綠色發展”?！半p碳”戰略目標先后被寫入國務院政府工作報告和國家“十四五”發展規劃，并被列為十四五時期的重點工作，“雙碳”戰略也成為推動高質量發展的重要任務。十四五時期是碳達峰的攻堅期和窗口期，當前我國單位 GDP 的能耗仍高于世界平均水平，以技術進步、創新驅動和制度改革促進經濟社會高質量發

9、展成為主旋律，促進經濟社會發展全面綠色轉型，進一步鞏固“碳”和經濟增長脫鉤的態勢。1.2.“零碳”城市內涵“零碳”城市內涵 城市是溫室氣體排放的主要來源區域城市是溫室氣體排放的主要來源區域城市化是當代人類社會發生的最為顯著的變化之一，我國城市化進程的速度和規模在人類歷史上前所未有，城市數量和規模均迅速增加，據最新人口普查數據顯示，當前全國常住人口城鎮化率超過 60%。城市在社會發展中扮演著重要的角色，承載了人類社會、經濟、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所，根據聯合國人居署的統計，城市消耗了全世界 78%的能源，超過 60%的溫室氣體排放來自城市地區。城市生態系統的碳收支城

10、市生態系統的碳收支城市一般是指以非農業活動和非農業人口為主的人類聚居地，此外，城市還包括除建成區外的公共綠地、廣場、公園，以及城市3郊區的農田、森林、草地、濕地等不同植被覆蓋的區域，共同構成了綜合的城市自然生態系統。城市生態系統的整體碳收支（碳源匯），由自然生態系統的碳收支和社會經濟活動產生的碳排放構成。首先，城市自然生態系統的植被固碳量和植物及土壤的呼吸碳排放處于動態變化中，兩者間的相對大小決定了城市自然生態系統碳收支（源或匯）結果；此外，城市中發生的各項社會經濟活動會在大氣中排放大量的 CO2溫室氣體?！傲闾肌背鞘袃群c意義“零碳”城市內涵與意義在全球應對氣候變化的背景下，城市率先實現低碳

11、轉型和可持續的綠色發展逐漸成為國際共識。所謂“零碳城市”，也可稱“生態城市”，就是最大限度地減少溫室氣體排放的環保型城市，同時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系統的節能化、環?；瘜崿F碳排放和固碳相互抵消，實現城市碳中和，是一種城市低碳發展的極致目標。1.3.“零碳”城市發展現狀“零碳”城市發展現狀“零碳”城市政策現狀“零碳”城市政策現狀近年來，我國高度重視“零碳”城市發展建設，在宏觀政策層面出臺相關指導文件，在不同行業領域推動雙碳戰略目標的有效實行：4能源結構調整方面能源結構調整方面，國家發改委發布能源生產和消費革命戰略（2016-

12、2030），著力支持建設綠色低碳能源體系和綠色技術創新，筑牢能源安全基石，實現能源生產和消費方式根本性轉變；工業生產方面工業生產方面，國家工信部等三部委聯合印發工業領域碳達峰實施方案，從產業結構調整、生產制造回收、數字化轉型等多方面提出大規模產能更新部署計劃，力求實現工業低碳化改造和綠色制造；交通運輸方面交通運輸方面，國務院辦公廳印發新能源汽車產業發展規劃（2021-2035 年），重點支持新能源汽車行業發展，推動自動駕駛汽車規?；瘧?，有效促進節能減排水平和社會運行效率的雙重提升，全面構建城市綠色交通運輸體系；城市建設與建筑工程方面，城市建設與建筑工程方面，國家“十四五”規劃中明確指出要推進

13、生態文明建設示范區、低碳試點建設工作，優化生態空間的組成、結構、空間布局和實施重大生態修復工程，提升藍綠生態系統的碳匯潛力，助力綠色建筑等行業的發展；經濟發展與消費方面，經濟發展與消費方面，國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見提出大力推動循環經濟發展，積極引導經濟生產與消費的全面綠色轉型。健全綠色低碳循環發展的生產體系，健全綠色消費體系、倡導低碳環保的生活方式。自然生態保護方面，自然生態保護方面，良好的城市生態環境，是建設人與自然和諧共生現代化的重要內容和基礎。習近平總書記提出，“建設人與自然和諧共生的現代化，必須把保護城市生態環境擺在更加突出的位置，科學合理規劃城市的生產

14、空間、生活空間、生態空間，處理好城市生產生活和生態環境保護的關系，既提高經濟發展質量，又提高人民生活品質”。5 國際“零碳”城市建設現狀國際“零碳”城市建設現狀聯合國在 2019 年發起了名為“零碳競賽”的氣候行動，全球共有超過四百個城市參與，截止目前已有 100 多個城市承諾將于 2050年前實現凈零碳排放。這些城市從城市形態、空間規劃、產業體系、能源體系、技術體系和生活方式等諸多方面發力，推動城市經濟社會的低碳轉型發展。聚焦建筑、能源、交通、產業等視角，開展“零碳”城市的研究與實踐，探索“零碳”城市建設路徑。零排放、零污染城市的建設在很大程度上依賴于綠色能源的使用，歐洲、美國等多個城市大力

15、普及綠色能源，推廣氫能、風力發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排放的主要源頭之一，生態住宅的研究也成為英國、德國、新加坡等地區“零碳”城市實現的重要路徑；為了減少交通擁擠、降低能源消耗和環境污染、節省建設維護費用，建設發展低污染、多元化城市交通運輸系統是眾多城市的主要選項；產業轉型是城市面臨的重大挑戰，眾多以重工業為主導產業的城市在產業結構調整方面發力，改變經濟發展對煤炭、鋼鐵和重工業等的過度依賴，探索可持續的經濟發展模式。國內“零碳”城市建設現狀國內“零碳”城市建設現狀為推進生態文明建設，推動綠色低碳發展，確保實現我國控制溫室氣體排放行動目標，我國積極推進“低碳”、

16、“零碳”城市試點工作。自 2010 年起陸續啟動了三批共 87 個省市地區作為低碳試點，在探索低碳發展模式、推進能源優化利用、打造低碳產業體系、加快低碳技術研發與應用等方面積累了寶貴經驗。6表 1-1 全國低碳試點城市2022 年中國凈“零碳”城市發展報告中分析了全國 30 個“凈零碳”城市樣本。從分析結果可以發現，當前發展現狀下，城市發達水平與凈零碳發展水平密切相關，服務型城市的低碳發展水平整體較高，這也說明我國工業型城市尚有很大的低碳發展空間。樣本城市在能源結構方面的主要舉措是降低火力發電比例，推廣風能和太陽能發電，同時節約用電在節能工作中的重要性也日益凸顯。一線發達城市在綠色交通方面的優

17、勢非常明顯。零碳目標可發生在不同的層次上，從零碳企業、零碳社區、零碳園區，到“零碳”城市，直到實現碳達峰、碳中和，城市起著承7上啟下的作用。當前國內以江西、杭州、深圳、雄安新區等城市和地區為代表的，持續推進“零碳”城市、零碳園區、零碳村等試點建設工作。1.4.“零碳”城市建設機遇與挑戰“零碳”城市建設機遇與挑戰“零碳”城市當前仍處于建設的初期階段，還需要漫長的發展過程?！傲闾肌背鞘薪ㄔO不僅面臨前所未有的機遇，同時也面臨重重挑戰?！傲闾肌背鞘薪ㄔO的機遇國家宏觀政策積極推進，為“零碳”城市建設發展創造了良好的環境?！傲闾肌背鞘薪ㄔO的機遇國家宏觀政策積極推進，為“零碳”城市建設發展創造了良好的環境。

18、我國始終堅持走綠色可持續發展的道路，黨的十八大以來，我國把生態文明建設作為統籌推進“五位一體”總體布局的重要內容，確立綠色發展是新發展理念的五大理念之一，加快推進頂層設計和制度體系建設，推動綠色轉型取得重大進展。新一輪科技革命為“零碳”城市建設注入新動能。新一輪科技革命為“零碳”城市建設注入新動能。以大數據、物聯網、人工智能、云計算等為代表的新一輪科技革命，正在從導入期轉向拓展期，新技術的發展在產業結構優化、能源結構轉型中都顯示出了驚人的力量，也必然會為“零碳”城市的實現增添新動能?！傲闾肌背鞘薪ㄔO的挑戰城市零碳目標實現需要平衡節能減排和經濟發展的關系?！傲闾肌背鞘薪ㄔO的挑戰城市零碳目標實現需

19、要平衡節能減排和經濟發展的關系。我國的城市化進程仍在繼續，人口的增長會影響城市的規模，進而影響城市的能源消耗和資源利用。我國經濟高速增長長期依賴于資源、能源消耗和環境排放的增加，特別是發展水平較低的城市仍然處于8能源利用的增加階段。在保證經濟高速增長的前提下，優化產業結構、加快創新驅動，實現經濟增長與碳排放的脫鉤是“零碳”城市建設的重要挑戰。城市零碳目標實現需要新技術的加速融合與突破。城市零碳目標實現需要新技術的加速融合與突破?！傲闾肌背鞘械慕ㄔO發展需要零碳技術的科技支撐，當前在新能源、清潔煤、節能降耗等戰略性技術領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權的先進技術，做到各技術之

20、間的協調融合，也是“零碳”城市建設面臨的關鍵問題。城市零碳目標實現需要成熟可行的建設實施路徑。城市零碳目標實現需要成熟可行的建設實施路徑。當前“零碳”城市、低碳城市的試點建設工作仍處于起步階段，尚未總結出明晰的建設思路。零碳行動方案實施落地困難，缺乏切實可行的城市級零碳達標解決方案也是“零碳”城市進一步發展的挑戰。此外在實施過程中，我國國內碳源匯數據的采集核算標準尚未實現與國際的互通互認，也缺乏權威的碳監測標準與信息化管理工具。2.數字化技術，城市“雙碳”創新管理重要驅動力數字化技術，城市“雙碳”創新管理重要驅動力以網絡化、數字化和智能化為標志的第四次科技革命浪潮席卷全球，人類社會開啟了以數字

21、技術為引擎的創新時代。我國的新型智慧城市建設歷經多年探索實踐，已經進入大規模落地深化階段。在“雙碳”背景下，5G、物聯網、人工智能、大數據、數字孿生等新一代信息技術融合，遙感服務、數據智能、城市信息模型（CIM）等共性賦能平臺支撐，以及數字孿生協同化智能化的運行管理模式，為促進生活生產節能減排、經濟發展動力轉換，引導市民轉變生活消費理念提供創新驅動，助力“零碳”城市建設，推動探索低碳減排與經濟增長的共贏路徑。9圖 2-1 數字化技術賦能雙碳建設思路2.1.物聯網技術強化城市“雙碳”數據獲取途徑物聯網技術強化城市“雙碳”數據獲取途徑數據的獲取采集是城市“雙碳”核算的基礎，物聯網技術為獲取相關要素

22、，提供了高效便捷的基礎條件，基于傳感器的數據采集和 5G高效網絡的數據傳輸，豐富和提高了碳監測手段和效率。圖 2-2 物聯網技術碳監測 智能感知數據采集技術，豐富城市“雙碳”數據監測智能感知數據采集技術，豐富城市“雙碳”數據監測智能感知技術為獲取城市碳排和固碳要素，提供了便捷的基礎條件。通過在園區、企業、家庭等部署智能感知終端，對能源消耗和工業生產過程進行監控，匯聚城市工農業、交通、建筑等重點行業碳排放基礎數據，支撐社會經濟碳排放數據監測。城市生態系統10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測和環境信息采集，助力城市碳通量監測，為城市生態系統的固碳核算提供了最直接的方法，

23、為計量城市生態系統固碳提供了保障。城市生態系統固碳與環境因子密切相關，智能感知技術的發展為快速、自動采集城市氣溫、降水、太陽輻射、土壤水分等環境因子數據提供了保障，實現城市“雙碳”環境因子監測。高效網絡傳輸提高城市“雙碳”數據采集傳輸效率高效網絡傳輸提高城市“雙碳”數據采集傳輸效率基礎網絡、5G 等高效網絡傳輸技術能夠以業務需求和城市功能為驅動力，提供面向業務協同的網絡基礎設施，實現網絡資源協同智能調度，為城市“雙碳”數據的采集傳輸提供高效、可靠的網絡服務質量保障。5G 通信技術的高速率、大帶寬、低時延優勢，發揮著重要作用，5G 技術應用使得泛在傳感連接和數據傳輸網絡走入現實，并于與電力、通信

24、、交通等基礎設施領域緊密結合，催生了大量以技術融合創新為特征的新型基礎設施建設?；A設施智能感知終端的部署、基于 5G 的高效傳輸網絡建設、多技術融合的信息化平臺建設，為城市碳排放的獲取、分析核算及基于城市碳核算基礎上的城市管理決策，提供了高效能力支撐，大大提高了數據采集效率。2.2.遙感技術創新城市“雙碳”監測手段遙感技術創新城市“雙碳”監測手段遙感技術可以在更大范圍、連續空間、持續周期地對地表、大氣進行動態觀測，對城市“雙碳”監測具有更多的優勢，與傳統物聯網技術形成有效互補，實現對城市“雙碳”的創新監測。遙感技術可以對城市碳排放、城市固碳的相關因子進行大范圍高效采集，11通過在線數據傳輸和

25、數據計算，反演出城市碳排放和固碳的區域變化和時序變化，為差異化城市管理，提供決策支持?，F代遙感技術以更高的分辨率（空間、光譜、時間和輻射），以搭載在衛星、飛機、無人機等平臺上的主動（發射探測信號）或被動（太陽輻射）為信號源為基礎，同時以搭載在對應平臺上的信號傳感器為接收裝置，進行信息獲取。結合地面信息，可完成遙感數據解譯、分析和地面覆蓋參數的反演，形成信息和知識。其中，城市“雙碳”監測的植被、地形、氣象、土壤等環境因子，均可以通過遙感監測手段進行大范圍、周期性的高效獲取。搭載有高光譜溫室氣體探測儀的碳衛星，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，對氣體探測儀的專一性和靈敏

26、度要求非常高，全球僅少數國家具備碳衛星實施能力，包括日本 2009 年發射的 GOSAT 和美國 2014 年發射的 OCO-2，我國 2016 年發射了“全球二氧化碳監測科學實驗衛星”（碳衛星），可有效繪制和掌握全球二氧化碳分布情況，提供了基礎數據。圖 2-3 中國碳衛星首幅全球二氧化碳分布圖122.3.智能計算提升城市“雙碳”核算能力智能計算提升城市“雙碳”核算能力智能計算技術應用于城市碳核算，以專業計算模型為基礎的碳排放和碳匯的時空建模分析過程，形成多維多尺度的城市碳排放和固碳成果。智能計算極大提高了城市“雙碳”的核算能力，重點體現在數據處理能力、智能計算算力和算法精度幾方面。在數據處理

27、方面，基于分布式、并行計算的軟件架構設計，實現多機協同數據處理，快速生成支撐數據；在智能計算算力方面，基于 CPU、GPU 等專有設備，集成大量的算術邏輯單元，可支持AI 領域當前最流行的神經網絡模型訓練所需的矩陣運算，提高計算能力；在算法精確性方面，也顯著改善，在“雙碳”計算模型上已經積累了大量經驗，近年來智能芯片技術的突破，可為未來設計針對城市“雙碳”核算的專用計算芯片提供了可行性，為進行“雙碳”計算開辟了新的途徑，將極大地提高算力效能和計算精度。以空間分析模型核算城市碳排放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碳減排工作的基本信息，通過核算量化的碳排放數據，實現對各環節

28、碳排放的分析，找出潛在的減排關鍵環節和方式?；诔鞘心茉聪慕y計及工農業生產統計數據，可實現對城市碳排放的分析。城市的能源消耗碳排放，常以煤為標準進行化石能源的核算，典型數據來源是能源統計年鑒中的能源平衡表。我國在省級能源消耗統計數據較為充分，在核算城市碳排放時，可結合城市社會經濟發展數據和省級能源總耗的基礎上，采用動態能源消耗分配方法，自上而下進行合理分配，形成城市尺度的能源消耗核算數據集。13衛星遙感技術及智能計算科學的發展，為城市碳排放核算提供了重要的支撐。夜光遙感衛星、碳衛星等具備監測范圍廣、回歸周期短等優勢，獲取的數據在城市碳排放的核算中也得到了更廣泛的應用?；陔S機森林、支持向量機

29、等計算模型和遙感影像特征提取方法，實現城市碳排放統計數據的空間化?；谶b感數據提取社會經濟發展指數，利用夜光遙感的燈光亮度指數，反映城市發展的相對活躍度，反映空間區域的能源消耗權重，實現在城市尺度上的碳排放變化時空格局分析。以固碳模型和機器學習核算城市固碳能力以固碳模型和機器學習核算城市固碳能力基于數字技術的固碳模型和機器學習算法，為區域尺度的城市固碳核算，提供了保障。以氣象數據、高分辨率遙感數據以及地面（植被）覆蓋類型數據，結合固碳生態計算模型，計算城市生態系統的固碳的區域特征。固碳模型的構建，分數據采集、模型建立、模型計算輸出三個過程，數據采集部分基于“天空地”一體化獲取地面觀測和遙感數據

30、，模型建立將基于觀測數據，實現模型的參數最優化，使模型計算的結果和實測結果的匹配，模型計算輸出過程利用構建的模型，以遙感采集數據為輸入，計算固碳目標量，包括城市植物光合作用的總生產力 GPP、凈生產力 NPP 和生產力結余量NEP。14圖 2-4 生態系統植被固碳模型的建模及輸出過程1數字技術為城市生態系統固碳建模提供數據采集、模型構建、結果輸出等全過程支持服務。對于大數據量、高精度的多源遙感和傳感器數據，利用機器學習等智能分析技術，實現對遙感數據的自動智能解譯、分類等信息提取，獲取目標信息，提取城市植被的覆蓋類型及植被長勢等重要的固碳環境因子。由于城市的環境特征具有空間差異性，以環境特征因子

31、為輸入的固碳模型，挖掘固碳特征的空間差異性。多模型對比是生態系統固碳核算可靠性評價的重要方式。生態系統碳循環模型種類繁多，在不同模型具有不同的原理、數據輸入、尺度和適應的植被覆蓋類型，當前應用范圍較廣，且具有穩定性和易于實施的生態系統植被固碳模型包括 CASA、3-PGS、Miami 和Century 等多種類型。在實際應用中常采用多模型生態系統固碳核算的方式，并與站點實測值進行比較，實現對計算結果的檢驗，評價模型結果的可靠性。1植被光合作用產生的固碳能力可以用植被生產力表示，包括總生產力（總固碳量 GPP）、植被凈生產力（凈固碳量 NPP）和去除土壤碳排放后的結余生產力（結余固碳量 NEP）

32、15圖 2-5 基于機器學習的城市植被覆蓋信息提取2.4.大數據分析節能減排和挖掘固碳潛力大數據分析節能減排和挖掘固碳潛力能源大數據分析支撐城市節能減排分析能源大數據分析支撐城市節能減排分析碳排放數據涉及領域較多，城市節能減排分析，需要從能源供給側數據、工業、建筑、交通等終端用能部門數據、居民生活活動數據等多方面對社會經濟活動中海量數據信息進行綜合歸納。依托大數據技術，發揮能源大數據作用，可以提高能源生產、調度、使用和分析的效率，減少中長期能源政策與短期政策銜接的障礙，降低結構性能源政策與系統性能源政策協同的摩擦成本。能源大數據分析為能源運行管理和碳排放分析提供技術支撐，匯聚能源全產業鏈信息，

33、打造能源數字經濟，支持碳資產管理、碳交易等業務運行，構建城市智慧能源體系，分析城市碳排放時空分布和變化，對城市碳排節能分析和減排潛力進行歸納，輔助提出針對性的城市節能減排措施。時空大數據分析支撐城市碳匯分析與固碳潛力挖掘時空大數據分析支撐城市碳匯分析與固碳潛力挖掘16所謂碳中和，即“人為碳排放量=自然生態固碳+生態措施固碳+地球工程固碳”，達到一個平衡。根據中國科學院戰略性先導科技專項“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”（簡稱“碳專項”，20112015）中 16000 個調查樣地的清查成果，我國陸地生態系統固碳能力為每年 10.96 億噸二氧化碳，綜合同期各種研究和判斷，近 10年來，我國

34、陸地生態系統固碳能力保守估計為每年 10億13億噸二氧化碳。通過提升生態系統碳匯，對于降低“雙碳”行動的經濟成本和抵御社會風險具有戰略意義。以遙感解譯、地理信息系統、大數據等技術為基礎的時空大數據分析方法，為分析城市自然生態系統碳匯分布格局與時序變化、挖掘與預測城市固碳潛力區域框架提供了可能。在城市生態系統建模、計量核算的基礎上，挖掘城市固碳增匯潛力，基于時空大數據分析技術，研判城市中哪些區域具有較高的固碳能力和較低的固碳量，或哪些區域具有較低的碳排和較高的碳排。解譯高固碳區域采用的城市管理方式，或較低碳排區域的社會經濟特征，模擬將高固碳區域的城市管理模式或低的碳排區域經濟活動方式，引入到低固

35、碳區域或高碳排區域，引起的固碳量變化和固碳增匯效果，輔助城市管理模式創新。圖 2-6 城市生態系統固碳（碳吸收，單位：克碳/平方 年）172.5.數字孿生輔助“零碳”城市規劃決策數字孿生輔助“零碳”城市規劃決策數字孿生城市是數字孿生技術在城市領域的應用，針對復雜的城市系統，集成社會和自然科學等多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成實體城市映射，從而反映城市現實狀態及動態發展過程。在數字空間中，可以對城市各類信息數據鏡像展示，對城市自然狀態、社會經濟狀態以及不同自然系統間的關系和動態變化過程，進行建模和計算分析。通過在數字孿生城市中展示、核算并分析城市碳排放和固碳現狀、歷史

36、，形成城市減排和固碳增匯的管理決策方案，并進行模擬仿真和管理效果評價，在數字虛擬空間為物理城市預先試驗論證，輔助城市規劃決策，推動“零碳”城市建設。圖 2-7 數字孿生技術支撐城市“雙碳”監測和減碳增匯管理 數字孿生技術支撐“雙碳”監測數據可視化與分析數字孿生技術支撐“雙碳”監測數據可視化與分析數字孿生技術是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，在虛擬空間中完成映射，通過信息鏈接，達到虛實聯動的效果，從而反映對應實體的全生命周期過程。將建筑信息模型（BIM）、地理信息系統（GIS）和物聯網（IoT）等多項技術統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18地下、歷史

37、現狀，實現城市“雙碳”監測數據的可視化與分析挖掘。全面展示城市社會經濟發展和規劃現狀，特別是大規模城市土地現狀的全貌，展示城市擴張范圍變化、社會經濟碳排放、城市自然生態系統（森林、草地、農田、濕地）、氣象信息等在城市立體空間上的分布信息，分析挖掘城市不同時期、不同區劃、不同生態系統類型的碳排放、碳吸收能力，分析城市凈固碳量時序變化、區域分布特點，分析城市碳排放和固碳因素，分析城市固碳增匯管理方式的參考區域，歸納總結城市“雙碳”數據變化趨勢，為不斷優化城市規劃和管理，提供輔助支撐。數字孿生技術輔助城市規劃仿真模擬數字孿生技術輔助城市規劃仿真模擬數字孿生城市實現城市景觀在數字空間全真模擬，作為城市

38、區域設計方案的輔助手段，仿真模擬能直觀展示規劃設計效果，以及規劃區域的未來面貌，并通過將規劃方案與現狀模型相銜接，模擬方案實施后的城市或局部區域概貌及城市在減排增匯上的潛在成果，為建設“零碳”城市，提供多視角、多動態、直觀、可靠的技術手段。如城市生態系統植被退化區域、城市舊城改造區域等，可在數字孿生城市三維空間下，實現植被覆蓋布局、建筑物布局設計、建筑物紋理、建筑物高度設計等。19圖 2-8 城市規劃推動城市“零碳”發展城市碳監測、核算和減排增匯潛力分析，對于指導達標“零碳”城市的規劃至關重要，城市規劃影響“零碳”城市達標，數字孿生技術可以優化城市管理、支持“零碳”城市規劃。由遙感和社會經濟統

39、計數據作為驅動，使用城市能源消耗動態分配模型、生態系統固碳模型，在虛擬數字孿生城市中模擬城市生態系統固碳過程和城市碳排放總量空間分布和時間變化關系，評價具有降低碳排放的手段和促進生態系統固碳量的管理措施，反映城市固碳現狀，輔助實現城市規劃。對未來的城市擴張進行模擬，結合碳排放和固碳模型，定量評估未來城市化導致的土地利用變化對城市碳排放和固碳的影響，從而對城市規劃方案進行對比分析與決策。3.城市“零碳”數字孿生，助力“零碳”城市建設城市“零碳”數字孿生，助力“零碳”城市建設3.1.“零碳”城市數字化建設總體架構“零碳”城市數字化建設總體架構在“雙碳”目標和“數字中國”愿景的雙重驅動下，數字孿生城

40、市結合城市碳排放監測和低碳技術，將成為推動中國城市高質量發展以及綠色轉型的重要抓手?！半p碳”戰略為城市發展注入新動能，20數字化轉型是達成“雙碳”戰略的必要技術選擇?！傲闾肌背鞘袛底只ㄔO總體架構，依托智慧終端、數據化賦能和信息化技術支撐，通過構建一套融合開放的松耦合架構體系，形成“數字化感知-網絡化傳輸-歸一化管理-可視化展示-智能化分析”的城市“雙碳”數字化管理體系。圖 3-1 城市“零碳”數字孿生建設總體架構基礎設施層：基礎設施層：依托遙感、無人機、物聯網感知設備等多類設施監測感知能力，基于城市 5G 網絡、物聯網、光纖網等構建數據高速傳輸能力，建設天-空-地一體化的城市“雙碳”監測體系

41、，構建宏觀微觀結合的泛在感知網絡。支撐層：支撐層：基于云計算、大數據、數字孿生、區塊鏈等新一代信息技術，構筑遙感監測處理服務、數據集成、時空孿生、應用開發引擎能力體系、打造服務城市“雙碳”應用的能力支撐中樞。服務層：服務層：基于城市“雙碳”支撐能力中樞，面向政府、企業、居民需求，建設能源管理、碳排放監測、碳匯及固碳分析、雙碳輔助決策等應用服務能力，服務城市管理、經濟運行、民生活動。21應用層：應用層：圍繞城市能源、工業、交通、建筑、農業等重點領域開展場景賦能，并不斷進行創新拓展，構建城市“雙碳”大腦，實現城市節能降碳的全方位管理。通過城市“雙碳”數字化能力建設，為“零碳”城市規劃、建設和管理等

42、各類場景化應用提供通用的、可復制性的基礎能力支撐，為環保、交通、電力、工業互聯網、建筑等行業的碳排放監管、能源轉型、城市碳吸收（固碳）等相關智慧應用，開放數據、算力、模型和基礎支撐服務，為政府、企業等各級應用部門提供全流程的城市“雙碳”的數字化監管服務。3.2.“零碳”城市數據體系建設“零碳”城市數據體系建設“零碳”城市需要全方位的“雙碳”特征監測作為支撐，這需要社會經濟、能耗、自然環境等多類型的數據。構建城市社會經濟活動能耗數據庫、生態環境因子數據庫、城市經濟發展數據庫，通過計量分析與模型構建，獲取城市碳匯源特征數據庫。完善的數據體系將為準確掌握城市“雙碳”現狀和時空變化、助力實現“零碳”城

43、市提供支撐。圖 3-2“零碳”城市數據體系22社會經濟活動能耗數據庫包括城市中各種活動的能源消耗數據、工農業生產過程排放數據、廢棄物排放數據等。其中能源消耗數據包括化石燃料燃燒、生物質燃燒、煤炭開采逃逸等數據，是碳排放的主要來源；工農業生產過程排放數據包括了工業產品生產過程中伴隨的次生碳排放和農業活動產生的各種碳排放；廢棄物排放數據包括不同形式的廢棄物排放與處理方式，通過優化處理可減少碳排放。生態環境因子數據庫，包含城市基礎的土地覆被與土地利用數據、氣象數據、地形數據、土壤數據、城市建筑物碳化過程和碳捕獲與封層工程數據等，用于實現城市綠色植被生態固碳、城市特殊材料碳吸收和基于工程技術的碳捕獲封

44、存固碳等碳匯效果。其中土地覆被數據包括了土地利用數據和植被類型數據，通?；谶b感影像進行提取分析；氣象信息可依據臺站數據獲取，包括氣溫、降水、氣壓、太陽輻射等顯著影響植物長勢的數據；土壤數據也是重要的基礎數據，包括土壤類型、土壤水分含量和土壤養分含量等。城市經濟發展數據庫，匯聚城市宏觀經濟運行數據，包括人口、國民生產總值等數據，以及城市工業、農業、服務業等三次產業相關數據，用以衡量地區發展水平，為“零碳”城市分析核算提供參考依據。碳源匯數據庫，匯聚城市雙碳特征的空間分布數據和統計成果，包括城市擴張數據、植被綠化指數、植被生產力、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

45、潛力空間分布等，作為城市碳匯源規劃分析的基礎。233.3.遙感云服務，“零碳”城市“血液”更新助力泵遙感云服務，“零碳”城市“血液”更新助力泵遙感具有采集更新快、多分辨率、信息豐富、數據類型多、監測能力強等特點?；谠朴嬎慵夹g，整合各種遙感信息和技術資源，將遙感數據、信息產品、應用軟件與計算機設備作為遙感公共服務設施，通過網絡或移動終端以按需共享的方式為用戶提供便捷、低成本的一站式遙感服務。依靠云計算高擴展性、高可靠性、高性能的分布式存儲技術，高效的并行運算技術以及海量用戶動態資源調配技術，遙感云服務平臺提供遙感云存儲、遙感云處理和遙感云應用等服務，可滿足遙感海量數據存儲、大規模處理運算以及多

46、種業務應用需求。遙感云服務平臺以創新為動力，以共享服務為目標，打造在線遙感云服務，實現高效利用和處理衛星遙感數據資源，面向全社會、全行業、多領域、多環節，從宏觀、中觀、微觀三個層次助力“零碳”城市基礎底座數據的智能生產與更新，為政府部門、行業單位、社會公眾、專業開發人員提供多平臺、多時相、多尺度、多層次、多維度的一站式遙感數據信息服務能力，助力用戶利用衛星遙感開展地表覆蓋、土地利用變化監測、自然資源調查、監測、評價以及自動解譯，全面掌握生態系統固碳的關鍵因子，反映城市生態固碳的環境因子現狀及發展趨勢，為“零碳”城市基礎底座數據的建設和高效更新反映城市“雙碳”最新狀態提供強有力的支撐，是城市運行

47、所需“血液”更新的助力泵。24圖 3-3 遙感云服務體系3.4.城市信息模型城市信息模型 CIM，構筑城市“零碳”孿生時空能力中樞，構筑城市“零碳”孿生時空能力中樞構建數字孿生城市信息模型 CIM 平臺，通過 GIS、BIM、IoT等技術的融合應用，接入城市規劃、市政、工程建設、管理、政務等多源數據，融合時空服務、模擬仿真等能力，在數字空間構建時空一體、動靜結合的數字城市，實現與物理城市的虛實交互與融合創新。CIM 平臺匯聚交通、能源、建筑、社區、家庭不同領域不同尺度的社會經濟活動能耗數據、生態環境因子數據、城市經濟發展數據以及碳源匯數據，結合城市空間地理信息數據，實現“零碳”城市全要素數字化

48、；連接物聯感知終端設備，實時獲取物聯感知終端監測數據，動態展示各類物聯感知碳監測數據，實現“雙碳”動態監測實時可視化；通過 CIM 二三維空間分析能力，分析城市碳排固碳空間分布現狀和時序變化、城市凈固碳能力和潛力、城市碳排固碳因素和城市擴張影響；集成碳排碳匯模擬仿真算法模型，通過增加生態綠地空間系統區域規劃進行模擬仿真，推演分析碳貯存量增25加、產生減排的效果，對比分析不同規劃方案的效果，助力減排增匯管理決策智能化?；谌采w、全要素、全周期的海量空間數據資源和碳監測數據資源，以及精準映射、虛實融合、仿真推演的核心能力，CIM 平臺構筑城市“零碳”數字孿生時空底座，賦能優化提升“零碳”城市規劃

49、、建設與管理能力，為支撐“零碳”城市建設提供創新工具。圖 3-4 城市信息模型 CIM 平臺3.5.數字孿生低碳應用，賦能城市“零碳”應用服務數字孿生低碳應用，賦能城市“零碳”應用服務 能源結構綠色升級能源結構綠色升級能源結構的綠色升級是實現碳達峰、碳中和的關鍵手段。通過構建城市能源供給數字孿生系統，在數字空間平行模擬展示不同能源轉換過程，支持碳資產管理、碳交易等業務運行管理，基于不同能源及碳排放的全時空分布信息，刻畫能源供給和碳流動軌跡，通過知識圖譜、自然語言處理等人工智能技術，實現對城市不同能源全生命周期智能管控，構建城市智慧能源體系，助力能源結構綠色升級。26圖 3-5 光電大數據應用

50、企業綠色低碳轉型企業綠色低碳轉型聚焦企業碳排放核算需求，建設碳排放核算與管理平臺，基于數字孿生技術，將企業碳排放數據、資源消耗數據、能源消耗數據等企業碳核算相關數據統一管理，實現綠色低碳數據的精準化、可視化、可析化，推動企業綠色低碳轉型升級。圖 3-6 企業數據中心綠色轉型27 綠色建筑低碳運營綠色建筑低碳運營數字孿生技術在全息感知、智能綜合管控、能源全景監測方面可以提供三位一體的智慧零碳建筑數字孿生體，賦能零碳建筑規劃、建設、管理等全生命周期，助力建設高質量的綠色建筑，建設零碳建筑。采用感知技術，將人、物、環境的相關信息進行全面的感知與互聯，實現泛在信息之間的無縫連接，協同聯動，構建實時信息

51、感知、高速信息傳輸、準確預警威脅、智能事務處理、優化設備檢修等能力，進一步提升建筑多維管控水平及運行效率。圖 3-7 數字孿生低碳樓宇 零碳交通綠色轉型零碳交通綠色轉型數據統計顯示，交通行業在整個全國碳排放量中所占比重要達到 15%，如何實現綠色轉型成為交通業各方面臨的行業命題。數字孿生技術被認為是未來智慧交通體系建設的關鍵技術之一和核心支撐。數字孿生技術結合智慧城市建設，可以輔助道路交通管理部門，進行城市交通碳排放的測算和管理，推動建設更高效、更綠色的智慧交通體系。28圖 3-8 車-路-云協同的新型智能交通體系 綠色智慧城市管理綠色智慧城市管理在城鄉規劃建設管理過程中，城市總體規劃與城鎮體

52、系規劃中包含對區域內的農林湖草等自然資源生態綠地空間系統建議。通過在數字孿生系統中基于城市用地現狀進行城市生態綠地空間規劃模擬，實現固碳結果的動態模擬計算，并比較分析規劃模擬前后的碳匯增量或固碳減排的效果，對比分析不同規劃方案下能夠為城市增加的碳匯量，輔助城市規劃設計。圖 3-9 城市規劃模擬仿真294.試點先行，數字孿生技術賦能“零碳”城市實踐試點先行，數字孿生技術賦能“零碳”城市實踐4.1.江西吉水，數字孿生技術助力城市雙碳規劃管理江西吉水，數字孿生技術助力城市雙碳規劃管理在“雙碳”戰略背景下，江西吉水以數字孿生技術為核心，基于縣域時空大數據平臺，融合遙感監測、多模式網絡數據傳輸、數字孿生

53、、智能仿真等技術，建設城市“雙碳”監測系統，構建縣域“雙碳”監測數據資源池，構建“雙碳普查”、“雙碳核查”、“雙碳管理”等關鍵模塊，提供縣域碳匯（源）計算、碳匯（源）模型管理、城市“雙碳”模式分析與挖掘、城市碳匯規劃模擬，以綜合展示、運行監測、輔助決策和優化管理為目標，技術上實現多源異構數據融合、時空數據治理、可視化渲染、三維空間分析等，構建縣域“雙碳”全景駕駛艙。通過數字孿生建設，實現縣域“雙碳”的數字化、網絡化、智能化、可視化建設，為縣域“雙碳”建設提供快速化、精準化、集約化的數字化管理支撐。為促進縣域“零碳”發展，該縣以數字孿生技術為支撐，開展藍天、碧水、凈土污染防治，控制碳排放，保障空

54、氣質量達標，將水、土、氣和植被等自然環境要素，納入到數字孿生管理中。在城鄉生態管理、減排方面發力，其中代表性的工作是基于數字孿生平臺，創新農業發展和新能源應用模式，開發和優化了漁光互補等光伏電站項目選址、應用模擬、效果評價，建設水上光伏發電、水下發展稻漁產業、地面種植農作物的立體應用模式，發揮自然資源效益，有力促進縣域城鄉減排增匯目標，為“零碳”城市的建設注入新動能。30圖 4-1 吉水城市空間底座4.2.湖南長株潭，構筑城市雙碳空天地一體化監測管理體系湖南長株潭，構筑城市雙碳空天地一體化監測管理體系長株潭是長沙市、株洲市、湘潭市三市結合的生態“綠心”核心區域。該區域以優化空間開發保護格局、統

55、籌生態、農業、城鎮功能空間布局為發展目標，基于城市時空大數據底座，輔助劃定生態保護紅線、永久基本農田、城鎮開發邊界、歷史文化保護、制造業用地五條控制線和戰略留白區，塑造山清水秀的生態空間、集約高效的生產空間，構建友好的生活空間、紅色基因與人文空間。一方面，運用節能低碳環保技術，改造提升鋼鐵、有色、機械、建材等傳統產業，實現清潔工業生產，另一方面，通過生態保護和改造，增加城市碳匯能力并減少城市碳排放。發展現代服務業。整合產業鏈資源，建立集研發、設計、生產、運營于一體的節能環保產業集聚區，促進產業集群發展，服務長沙、株洲、湘潭等城市發展，減少城市的碳排放。數字技術貫穿于長株潭綠色發展的全進程，天空

56、地一體化監測系統，是實現數字技術支撐綠色發展的關鍵。該區域融合高分辨率31衛星遙感、航空遙感、無人機 LiDAR、地面傳感器等獲取的數據，結合國土調查、林業清查、基本農田普查數據，考慮到長周期、連續監測在城鄉生態系統保護上的迫切性，該區以鐵塔為平臺，集成密集的自然資源實時監測高清攝像頭，在有線、無線網絡支持下，實現高效智能的多傳感器信息采集和解譯通道，構筑空天地一體化的城市雙碳監測體系，建立覆蓋全域的生態系統時空大數據集。圖 4-2 天空地一體化城市“雙碳”監測網絡基于多元回歸、決策樹、深度學習算法融合，建立機器學習模型，實現植被生長模擬。在區域生態固碳方面，通過多模型融合方法，核算碳匯量，在

57、碳匯基礎上，進行固碳潛力相關分析及空間分析，挖掘生態脆弱區及環境因子，為城市生態改造提供依據。集成 AI 視頻圖像識別、空間分析計算、三維可視化等技術，構建區域雙碳生態規劃輔助決策信息平臺，實現生態脆弱區及環境因子識別等全流程數字化服務，為區域生態規劃調研、輔助方案設計和規劃成果編制等提供平臺支撐。平臺與省自然資源調查中心“智慧大腦”互聯互通，提升全省自然資源監測監管服務能力，可高效、精準地獲取“雙碳”數據，助力“零碳”城市建設。32圖 4-3 湖南省自然資源調查監測系統24.3.杭州余杭，助力打造生態共富“雙碳革新”杭州余杭，助力打造生態共富“雙碳革新”推進數字化改革，杭州余杭區開發應用新場

58、景，其中“余杭碳眼”是該區在減污降碳協同管理方面的典型場景應用，實現減排及碳排放情況動態監管、科學評估，形成與科技、金融等專業服務連通聯動的減排降碳服務體系。作為“國家生態文明建設示范區”，杭州市余杭區全面貫徹碳達峰、碳中和戰略，堅持“綠色發展”新理念，開展浙江省第一批、杭州市唯一降污減排協同試點：“余杭碳眼”，基于設計的污染減排與碳減排協同企業指數，動態監測和對比分析企業環境污染及排碳情況，推動環境污染防治由端到端治理向源頭防治轉變，為全國其他地區探索污染減排協同路徑，提供余杭解決方案和樣板。2 圖片來源于長沙晚報33圖 4-4“余杭碳眼”減污降碳協同管理場景應用3“余杭碳眼”集成電力和水資

59、源消耗、大氣污染物排放、固體廢棄物產生量等 252 項數據，建立 36 項評價指標，構建 1 個全景駕駛艙、企業端及政府端 2 個用戶端、4 個子場景的“1+2+4”架構?！坝嗪继佳邸蓖ㄟ^設置“碳普查”、“碳分析”、“碳管理”和“碳服務”四個子場景，開啟了企業排放管理從信息獲取、數據分析到準確決策和資源對接的全過程管理。在區域、行業和企業層面，開展碳排放綜合分析和污染減排，通過碳減排協同分析，發現污染減排和碳減排的重點在于行業和企業，行業建立排放管理基準，推動產業結構和能源結構調整，助力企業綠色低碳轉型，實現環境污染防治從末端治理向源頭防治的轉變?！坝嗪继佳邸闭狭松鷳B環境、發改委、經濟和信息

60、等多個部門的數據，結合企業報告、在線監測、一體化平臺、第三方檢核等多種數據源，建立包含“廢污排放、碳排放、排放組成、排放盈余、指標評價結果”等相關信息的企業排放賬戶，全面掌握企業排放背景。已有近 500 家工業企業建立了排放賬戶，為減污降碳的數字治理，提供余杭經驗。3圖片來源于人民日報客戶端345.發展展望，“零碳”城市數字化發展思考發展展望，“零碳”城市數字化發展思考“零碳”城市數字化建設需要完善的頂層規劃設計和統一的標準規范引領，融合提升關鍵核心技術，加快試點建設推廣，推動產學研用一體化發展，建立綠色生態聯盟，構筑“零碳”城市新生態。5.1.統籌頂層規劃與標準建設，引領“零碳”城市建設統籌

61、頂層規劃與標準建設，引領“零碳”城市建設“零碳”城市建設是一項系統性長期工程，從規劃、管理、實施、試行等一系列操作過程，涉及多主體合作協同?！傲闾肌背鞘袛底只ㄔO頂層設計需要綜合考慮經濟發展水平、科技發展能力、能源開發成本和自然環境條件等諸多因素，科學制定發展規劃。在政策導向方面，我國在“雙碳”戰略上已經出臺了國家、省、市、縣級的相關政策，但在政策執行、監督、評價等方面還需要持續加強。通過頂層規劃設計，營造出自上而下的政策導向和自下而上的反饋交互工作機制，各地通過制定經濟補償機制，促進碳交易市場建設發展，推進“零碳”城市的發展。此外，通過頂層規劃設計推動城市全方位的信息化基礎設施建設，為城市數

62、據要素獲取與分析挖局的全局處理提供極大便利。目前“零碳”城市的標準缺少統一的規范，在如何評價“零碳”城市達標、計算城市碳排放的指標、城市生態固碳數據的精度規范、計算結果的驗證規范等關鍵領域均缺少標準支持。由于不同的數據輸入精度、不同的計算模型、不同的模型評價方法以及在計算城市碳排放和固碳時納入的內容的差異，將導致城市碳排放和固碳的計算結果存在較大差異，因此需要出臺“零碳”城市建設的國家標準、行業標準，使得城市在建設數字化系統時具有直接可用的基礎資料。355.2.加快技術提升與融合共治，持續賦能“零碳”城市建設加快技術提升與融合共治，持續賦能“零碳”城市建設實現“零碳”城市建設具有高度復雜性，涉

63、及一系列復雜技術，未來在推進“零碳”城市數字化建設上，應緊扣數據獲取、模型計算、數據共享和模擬仿真等關鍵內容，設計創新型方法。強化物聯感知與對地觀測等信息獲取技術，為數字化“零碳”城市建設提供基礎數據支持；開展城市級碳計量模型研究，以數字化技術實現模型的可定制化與模型適配分析策略，對模型算法進行科學論證，建立城市級“雙碳”核算專家模型庫；驅動城市數據共享技術體系建立，實現數字化“零碳”城市建設的數據一體化，避免數據的重復采集、重復處理、重復分析，避免產生數據煙囪、信息孤島；建立可靠的模擬仿真平臺，推進城市數字孿生基座、CIM 平臺等在“雙碳”領域的廣泛應用，實現“雙碳”監測與管理決策的協同化和

64、智能化。加快核心技術能力提升，推動技術融合共治，打造城市綠色低碳核心支撐產品，持續賦能“零碳”城市建設。5.3.建立一體化綠色生態聯盟，構筑“零碳”城市新生態建立一體化綠色生態聯盟，構筑“零碳”城市新生態提供政、產、學、研、用一體化創新資源，通過吸收大學、科研機構和社會其他技術創新要素，更快、更好和持續地增強企業創新能力，推動科技創新成果向現實生產力轉化，賦能城市建設，促進學科專業建設和人才培養。從理論研究、標準制定，到關鍵技術攻關、平臺應用研發，再到項目建設，將 賦能“零碳”建設的能力交付到城市建設的各個領域，帶動政、產、學、研、用協同發展，建立一體化綠色生態合作聯盟，共同推動可靠、高效、可

65、持續的產業新生態，構筑城市綠色低碳新生態。366.總結總結在“雙碳”戰略背景下，“零碳”城市建設有著明確的背景、目標、實現途徑，同時機遇和挑戰并存。通過融合大數據、物聯網、遙感、智能分析、數字孿生等技術，匯集整合“零碳”城市各類基礎設施數據、應用數據等，實現城市固碳和城市碳排放的核算方法、評價方法以及優化城市規劃管理策略。數字化技術為零碳城市建設注入智慧，賦能城市建設，助力實現碳感知、碳核算和固碳減排，促進“零碳”城市建設。實現“零碳”城市目標，需要數字化核心技術的賦能和持之以恒的行動。結合“零碳”城市建設的發展現狀和經驗，開展基礎設施、政策、標準、數據上的頂層規劃，構建“零碳”城市數字化建設

66、核心技術體系，并選取城市試點先行，逐步在全國范圍內推行“零碳”城市數字化建設。數字孿生城市聯合創新實驗室探索城市社會經濟發展數據與自然生態系統數據相結合的碳感知、碳核算以及固碳減排的算法模型、理論與實踐，構建城市“零碳”數字孿生系統，以碳源匯模型算法精確核算分析碳源匯，以城市信息模型（CIM）精準映射城市立體空間、模擬仿真減排固碳效果，打造“零碳”城市數字化建設標桿示范應用，探索提出綠色可持續的“零碳”城市建設途徑，促進城市“從高碳到低碳再到零碳”的可持續發展。未來，數字孿生城市聯合創新實驗室將持續深入研究和探索城市“零碳”數字孿生關鍵技術、解決方案、創新示范，深入加強政、產、學、研、用一體化

67、合作，與各界共同探索“零碳”城市建設領域，加強探索和開展數字化技術在“零碳”城市建設中的應用，助力我國“雙碳”目標實現。37參考文獻參考文獻1倪斌.國家雙碳戰略的思考與實踐J.上海節能,2021,000(009):930-937.2宋大偉.高端科技智庫開展雙碳戰略研究思考J.中國科學院院刊,2021,36(12):6.3齊衛平,樊士博.統籌中華民族偉大復興戰略全局和世界百年未有之大變局的戰略意蘊J.思想理論教育,2021(2):4-11.4張翼.向“碳達峰”“碳中和”目標疾行，這是一場新技術新市場競爭的激烈賽跑積極行動，邁向“3060”雙碳目標N.光明日報,2021.5國務院.2021 年政府

68、工作報告R,2021.6中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要Z,2021.7王一鳴.百年大變局,高質量發展與構建新發展格局J.管理世界,2020,36(12):14.8董正浩,李帥崢,鄧成明,等.雙碳戰略下新型智慧城市建設思考J.信息通信技術與政策,2022,48(1):57-63.9陳明星,陸大道,張華.中國城市化水平的綜合測度及其動力因子分析J.地理學報,2009,64(004):387-398.10 李德仁,邵振峰.論物理城市、數字城市和智慧城市J.地理空間信息,2018,16(9):4.11 楚春禮,徐盛國,姜貴梅,等.中國城市自然生態系統保護研

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