数字孪生城市应场景发展并非一蹴而就，在其发展过程中可经历以下五个发展阶段:可视孪生、语义孪生、互动孪生、智能孪生、自主孪生。

　　(1)可视孪生是数字孪生应用的初级阶段，突出三维模型驱动。以三维可视化表达为重点，包括为了实现二三维一体化、全空间要素可视化而进行的三维环境建模、三维结构建模、可视化渲染等。

　　(2) 语义孪生以服务于具体业务运行与管理为重点，突出业务驱动。通过数字孪生与实际业务的紧密结合，逐渐延伸出覆盖各行业的数字孪生应用，包括模型语义信息挂接、多维时空分析计算、对业务处理规则与处理流程的孪生构建。

　　(3)互动孪生在对可视化展现和语义信息进行综合集成的基础上，突出数据融合驱动。以“虚实交互”以“以虚强实”为目标，进入到孪生世界与物理世界的互动阶段，数字孪生应用既可以接受物理世界的实时信息，更能够反过来实时驱动物理世界。

　　(4) 智能孪生以智能化的仿真模拟及分析应用为重点，突出仿真模型驱动。可通过机理模型经验模型、混合模型等进行建模与仿真模拟(如洪涝灾害模型建立与模拟分析、大气污染扩散模型建立与模拟分析)，也可对行为过程和业务情景进行还原与仿真模拟(如应急预案制定、人员救援演练)，还可结合图像识别等人工智能手段自动识别、诊断与预判各类问题。

　　(5)自主孪生是数字孪生应用的高级阶段，突出知识驱动。以构建能够自我学习、自我优化的智能孪生体为目标，智能孪生体根据各种环境变化进行自我调整，最终达到虚实难辨、融合共生的状态。

　　(二) 数字孪生城市向高价值场景演进

　　随着数字技术与实体经济加速融合，数字孪生城市的发展不再局限于三维建模、可视化呈现、物联感知监测等方面的浅层技术应用与表层业务赋能，而是从满足各方需求、重视场景驱动、促进融合应用的角度逐渐深入，进入市场成效导向引领场景重构、用户价值追求促进场景重塑的新阶段，全面助力数字孪生城市提质增效。出现以下演进趋势:

　　(1) 从能力浅层结合向深度融合转变: 城市承载经济社会全要素，通过技术能力深度交融赋能应用体系，数字孪生应用场景特点从单一化迈向多元化，五大特点在各类应用场景中交织体现，形成互促互进的良性循环态势。

　　(2)从孪生表层应用向里层应用转变: 数字孪生城市逐步从有限场景需求向全场景需求延伸，从业务外围场景向核心场景下沉，通过叠加人和组织的社会行为、事件的发展演变，数字孪生应用场景从可视孪生阶段向互动孪生阶段迈进，在水利、交通等领域，向智能孪生阶段推进。

　　(3) 从孪生局部示范向整体落地转变:数字孪生的发展已从概念普及进入实践推进的关键时期，正在从“点上示范”向“面上推广”加速转变，一方面体现在从单一模型、单一行业的仿真示范向多因素叠加、跨行业应用的融合仿真探索转变，另一方面体现在从单一行业范围孪生建设、小区域范围试点先行向行业之间融合应用、区域之间协同发展转变，助推数字孪生城市实现高质量全面发展。