基于數(shù)字孿生和虛擬仿真技術(shù)助力城市生態(tài)環(huán)境治理
水資源、土地資源、空氣資源、動力能源,構(gòu)成了人類文明發(fā)展的基本底座,千萬年的繁衍生息離不開這些最基礎(chǔ)的生存條件。隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化不斷深入,“數(shù)實融合”深刻影響人類活動的每一個角落。當(dāng)數(shù)字孿生和虛擬仿真站在一個新技術(shù)頂峰的時候,正是生態(tài)文明戰(zhàn)略尋求技術(shù)支持的時刻。兩條不相交的線開始匯集,射出一道明亮的光線,環(huán)境保護、能源保護穩(wěn)步推進。
在專業(yè)教育領(lǐng)域,數(shù)字孿生技術(shù)通過建立真實世界的虛擬副本,使得學(xué)習(xí)者可以在一個安全、可控的環(huán)境中模擬各種實際場景。例如,在環(huán)境工程教育領(lǐng)域,學(xué)生可以利用數(shù)字孿生技術(shù)模擬城市基礎(chǔ)設(shè)施的運行,觀察和分析不同條件下環(huán)境參數(shù)的變化。這種學(xué)習(xí)方式不僅提高了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維,也為他們未來參與城市生態(tài)環(huán)境治理工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。
虛擬仿真技術(shù)則進一步豐富了專業(yè)教育的教學(xué)手段。通過高精度的模擬和仿真,學(xué)習(xí)者可以親身體驗到各種復(fù)雜環(huán)境和情況,從而在實踐中學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識和技能。在城市規(guī)劃專業(yè)中,虛擬仿真技術(shù)可以幫助學(xué)生模擬城市的發(fā)展過程,預(yù)測和評估不同規(guī)劃方案對環(huán)境的影響,從而制定出更為科學(xué)、合理的城市發(fā)展規(guī)劃。
在舊城社區(qū)景觀更新設(shè)計虛擬仿真實驗中采用“真實項目”與“虛擬現(xiàn)實”相結(jié)合,以學(xué)生為中心,采用在線人機交互操作的方式,構(gòu)建一種高度虛擬仿真的實驗教學(xué)環(huán)境,將社區(qū)更新設(shè)計的全過程拆解為多個模塊,讓學(xué)生在接近真實環(huán)境的虛擬現(xiàn)場看到知識可視化呈現(xiàn),最大限度地激發(fā)學(xué)生的自主實驗興趣以及創(chuàng)新設(shè)計的沖動。
通過對典型案例、基地環(huán)境、上位規(guī)劃、空間發(fā)展的系統(tǒng)解讀,結(jié)合必要的設(shè)計理論講解,樹立系統(tǒng)的環(huán)境景觀設(shè)計方法與相關(guān)技術(shù)體系,培養(yǎng)學(xué)生建立完整的綜合分析能力。通過讓學(xué)生了解社區(qū)景觀設(shè)計中分析、策劃、設(shè)計的技術(shù)關(guān)聯(lián)與系統(tǒng)方法,使能夠獨立的、理性的進行景觀設(shè)計。
數(shù)字孿生和虛擬仿真技術(shù)在專業(yè)教育中的應(yīng)用,還為城市生態(tài)環(huán)境治理提供了新的視角和解決方案。傳統(tǒng)的環(huán)境治理方法往往依賴于經(jīng)驗判斷和實地調(diào)研,效率較低且成本較高。而數(shù)字孿生技術(shù)可以實時監(jiān)測和模擬城市環(huán)境的變化,為治理部門提供更為精準(zhǔn)、科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。治理部門可以根據(jù)數(shù)字孿生模型的分析結(jié)果,制定出更為有效的環(huán)境治理方案,優(yōu)化資源配置,提高治理效率。
數(shù)字孿生和虛擬仿真技術(shù)還可以促進多學(xué)科之間的交叉融合和創(chuàng)新發(fā)展。在城市生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域,不僅需要環(huán)境工程、規(guī)劃等專業(yè)知識,還需要涉及生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、社會學(xué)等多個學(xué)科。數(shù)字孿生和虛擬仿真技術(shù)可以為這些學(xué)科提供一個共同的研究平臺,促進不同領(lǐng)域之間的交流和合作,推動城市生態(tài)環(huán)境治理的創(chuàng)新發(fā)展。
低碳轉(zhuǎn)型,城市更綠,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化,資源消耗也將更少。數(shù)字孿生、虛擬仿真、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)正在成為推動生態(tài)環(huán)境建設(shè)的新生力量。
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