数字孪生城市设计:微空间活化的虚实协同

信息交互设计研究

2025-12-24 14:57:00

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引言:当城市发展从 “增量扩张” 迈入 “存量提质” 的深水区,那些散落于街巷肌理中的微空间 —— 街角口袋公园、闲置楼道、滨水步道、历史建筑旁的边角地,正成为激活城市活力的关键触点。它们承载着市民的日常烟火、历史的隐秘记忆,却往往因空间有限、功能单一、治理碎片化等问题,难以充分释放价值。而数字孪生技术的崛起,为微空间活化提供了全新解题思路:通过 “虚实协同” 的核心逻辑,将物理空间的肌理、人流、环境等数据精准复刻为动态数字模型,让虚拟世界成为微空间规划、运营、迭代的 “试验场” 与 “调控台”,既保留实体空间的烟火温度与历史质感,又以数字赋能打破时空限制、优化资源配置。数字孪生城市语境下的微空间活化,不再是孤立的改造工程,而是虚实交织、人机协同、持续进化的系统实践 —— 它让每一处微小空间都能精准对接民生需求,让城市的 “毛细血管” 真正畅通起来,最终在方寸之间勾勒出宜居、智慧、有温度的未来城市图景。


01

上海“梧桐里”数字孪生口袋公园

Design by:上海建科院


数字孪生口袋公园可以联动天气、地铁客流、周边实时路况等多维度数据,提前规划出高效的疏散路线,预判停车场的饱和时间,并通过短信向观众推送备选方案,让数万人在散场时无需在夜色中盲目扎堆等候。

这背后,是徐汇区全力构建的、全市首个区级数字孪生城市的硬核支撑——经过“天空地”一体化数据采集与AI建模,区内60万个分层分户单元被精准复刻到数字世界,城市治理的最小单元得以从“一栋楼”精确至“一间房”。街角的便利店、楼上的居民房,乃至墙角的某个充电桩,都被赋予了专属的“数字身份证”,共同编织成一张“人、房、业、物、事”紧密联动、智能协同的治理网络,包括武康大楼在内的部分建筑已可实现实时采集和回传数据。这些无声的“精准守护”,就藏在街巷的有序流转里,深深融入城市肌理的每一处细节。


上海乐山绿地口袋公园
联和街这个“口袋公园”,你打卡了吗?
「口袋公园」优秀案例图赏_路易美
智慧公园数字孪生解决方案 - 楚晨星科技上海口袋公园建设凸显人性关怀凤凰网青岛_凤凰网



02

百年地标变身数字空间体验馆

Design by:武汉水务集团


在汉口中山大道与前进五路交会处,历经116年风雨的汉口水塔近日以全新姿态亮相。这座曾引领武汉天际线70余年的地标建筑,经过保护性修缮与数字化改造,转型为华中首个“百年建筑+元宇宙科技”融合的数字空间体验馆。在很长一段时间里,汉口水塔都承担着消防给水和瞭望的双重使命,直到20世纪70年代后期汉口地区供水日益现代化,它才完成历史使命。

“保护文物不能让其成为凝固的标本。”武汉水务集团相关负责人介绍,在确保建筑本体安全前提下,集团联合地标马克公司对水塔进行活化利用。通过数字孪生技术,将340平方米的一楼空间改造成集VR飞行、全感交互、多人竞技于一体的元宇宙体验场。游客可穿戴VR设备穿越山海经世界,在8K超清影像中星际遨游或通过体感装置体验惊险的高空飙车。据悉,该数字空间体验馆的主题为“时光水塔,数字江城”。自5月试运营以来,体验馆日均接待游客超1000人次。




03

豫园湖心亭数字孪生保护系统

Design by:上海建科院


从外滩地标到园林古建,上海建科院团队借助数字孪生技术,为多处优秀历史建筑打造“数字分身”。在亚细亚大楼,毫米级激光扫描穿透岁月尘埃,以三维模型复刻砖石肌理和构件细节,与VR技术搭配,为修缮施工留存下精准的“数字底稿”;在豫园湖心亭,面对精巧纹饰与开敞空间的建模难题,团队用无人机、近景相机反复补扫,耗时三个月,让木质构架的每一处雕花、每一道沉降痕迹都在数字世界纤毫毕现,搭配静力水准仪实时监测,为老亭夯实“健康防线”;在宋庆龄故居,“数字分身”打破围墙限制,观众轻点屏幕便能“走进”庭院洋房,近距离欣赏文物细节,让历史记忆在虚实之间流转延续。

而在攻克复杂工程难题时,也少不了数字孪生模型的“助攻”。在上海机场联络线建设项目中,上海市政总院团队以BIM(建筑信息模型系统)为核心,依托达索系统3DEXPERIENCE平台,精准复刻复杂的地下结构,提前破解软土、高压地下水等地质难题。精准的数字孪生模型,帮助团队实现了设计、施工、运营全周期无缝衔接,还创下国内轨道交通车站最深基坑开挖纪录,更是靠碰撞检测功能预先“揪”出潜在的结构冲突,从源头减少返工。


文汇视讯|“海上第一茶楼”焕新归来,豫园湖心亭以“活态保护”重塑城市地标
豫园股份【官网】


04

幻旅之门

Design by:和平里和平中心

在费县费城街道长寿路23号,和平里邻里中心正经历一场从物理空间到数字维度的双重蝶变。继打造集民艺体验、社区服务于一体的全龄生活圈后,这里再添科技文旅重磅IP——由元象科技匠心打造的“VISION WALK幻旅之门”行浸式XR大空间体验店正式启幕,标志着费县首个“文化+艺术+科技”深度融合的元宇宙实体场景落地,为城市更新注入“行走的想象力”。
沉浸式体验:重新定义“参与式文旅”,依托国内领先的AI、VR、AR、MR技术,“幻旅之门”构建起三大核心场景与六大创新体验,打破传统文旅“观看式”模式;技术融合革新:区别于单一VR设备,项目采用大空间定位系统,允许10-20人同时在虚拟场景中自由行走,通过动作捕捉实时驱动虚拟角色,实现“人在画中游”的深度沉浸;五感联动叙事:配合定制化环绕声场,打造超越视觉的全感官体验,使历史事件、神话故事不再是平面叙事,而是可触摸、可互动的“平行世界”;社交化沉浸体验:多人组队完成剧情,让亲子、朋友同行者在虚拟世界中建立情感联结;教育场景革命:学生无需佩戴沉重设备,通过轻量化眼镜即可“近距离观察”恐龙化石,或将课堂搬进虚拟敦煌洞窟,看到古代工匠对壁画工作的认真钻研。这种“做中学”的模式,使和平里从社区活动中心升级为“没有围墙的科技馆”。


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