随着城市化进程的加速和科技的飞速发展，可持续智慧城市的建设已成为全球关注的焦点。最新的一项由瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）、印度梅普科施伦克工程学院以及挪威科技大学的研究团队联合发布的系统综述，揭示了人工智能（AI）、物联网人工智能（AIoT）与城市数字孪生（UDT）技术在环境规划中的协同作用，为可持续智慧城市的发展提供了全新视角。
研究背景
面对日益严峻的生态退化和气候变化挑战，城市正在向更加智能和可持续的方向转型。AI、AIoT与UDT作为创新技术，正以前所未有的方式重塑城市发展的面貌，为可持续城市规划和环境治理提供了强大的支持。然而，这些技术如何在数据驱动的环境规划中协同工作，其背后的理论基础与实践路径尚需深入探索。
核心发现
技术融合框架：该研究首先探讨了AI、AIoT、UDT、数据驱动规划与环境可持续性在可持续智慧城市中的理论基础与实践融合，提出了一种新的综合框架，以指导未来研究和应用。
数据驱动规划重塑：研究表明，AI与AIoT技术的集成显著改变了数据驱动规划的面貌，通过优化资源管理、提升能效、促进可再生能源利用、改进废物管理和交通系统等，显著提升了可持续智慧城市的环境表现。
数字孪生能力增强：AI与AIoT不仅增强了UDT的数据处理和分析能力，还使其能够实时模拟和预测城市环境变化，为规划者提供了更多决策依据。这种融合提升了规划过程的精准度和效率，助力实现更加精细化和前瞻性的环境规划。
挑战与策略：尽管前景广阔，但研究也指出了在集成和应用这些技术过程中面临的挑战，包括数据隐私、技术兼容性、资金投入及人才培养等。为此，研究提出了多项策略，包括加强跨领域合作、制定统一标准、优化资源配置等，以克服这些障碍。
研究意义
该综述不仅为学术界提供了丰富的理论参考，更为实践界和政策制定者提供了宝贵的指导。通过深入分析AI、AIoT与UDT在可持续智慧城市环境规划中的协同作用，研究揭示了这些技术融合带来的巨大潜力和创新解决方案，为构建韧性、先进且环保的城市环境提供了明确路径。
展望未来
随着技术的不断进步和应用的深入，AI、AIoT与UDT将在可持续智慧城市建设中发挥更加重要的作用。未来，我们期待看到更多关于这些技术协同应用的创新案例和实践成果，共同推动全球城市向更加绿色、智能和可持续的方向发展。
图1 用于文献检索和筛选的PRISMA流程图
图2 已经确定的主要概念和实践基础及其相互联系概览
图3 可持续智慧城市环境中数据驱动环境规划的新型综合框架
图3 可持续智慧城市中数据驱动环境规划的人工智能物联网（AIoT）驱动UDT框架
作者简介
Simon Elias Bibri，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）建筑土木与环境工程学院科学家。主要从事智慧（生态）城市、人工智能物联网（AIoT）、城市大脑、城市数字孪生（UDT）、环境可持续性、可再生能源和能源效率、适应和减缓气候变化等方向的研究工作。
Jeffrey Huang，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）建筑学院院长，媒体与设计实验室（LDM）负责人，计算机与通信科学学院（IC）和建筑、土木与环境工程学院（ENAC）全职教授。Jeffrey Huang教授在哈佛大学获得硕士和博士学位，并获得哈佛大学的Gerald McCue优秀学术奖；曾任麻省理工学院研究员、哈佛大学副教授、清华大学客座教授、斯坦福大学访问学者、谢菲尔德大学荣誉客座教授等。Jeffrey Huang教授的研究领域是实体建筑与数字建筑的融合、人工智能在建筑中的应用、数字孪生等。合作创办了屡获殊荣的国际战略与体验设计公司Convergeo，并担任共同负责人。
John Krogstie，挪威科技大学（NTNU）计算机科学系教授。2017—2021年Krogstie教授任NTNU计算机科学系主任；2022年至今，Krogstie教授任NTNU数字与可持续信息和通信技术中心主任。Krogstie教授曾任国际信息处理联合会（IFIP）第八技术委员会（TC8）副主席、IFIP信息系统设计与评估工作组（WG8.1）主席。Krogstie教授发表了380余篇同行评审论文，H因子为66。
引用信息
Bibri, S. E., Huang, J., Jagatheesaperumal, S. K., & Krogstie, J. (2024). The synergistic interplay of artificial intelligence and digital twin in environmentally planning sustainable smart cities: a comprehensive systematic review. Environmental Science and Ecotechnology 20: 100433.
*本文的部分内容由文心一言提供智能支持。
推荐阅读
· PM2.5管控成本的有效性分析——中国省际污染传输的评估视角
高被引论文
以下数据基于Web of Science。
超过200次引用的文章有2篇
https://doi.org/10.1016/j.ese.2021.100107
https://doi.org/10.1016/j.ese.2021.100130
超过100次引用的文章有7篇
https://doi.org/10.1016/j.ese.2021.100134
https://doi.org/10.1016/j.ese.2022.100205
https://doi.org/10.1016/j.ese.2020.100077
https://doi.org/10.1016/j.ese.2022.100167
https://doi.org/10.1016/j.ese.2022.100145
超过50次引用的文章有13篇
https://doi.org/10.1016/j.ese.2022.100180
https://doi.org/10.1016/j.ese.2023.100237
https://doi.org/10.1016/j.ese.2022.100168
https://doi.org/10.1016/j.ese.2022.100165
期刊简介
在生态环境部黄润秋部长亲自提出和指导下，Environmental Science and Ecotechnology（ESE）于2020年1月正式创刊。ESE由中国科协主管，由中国环境科学学会、哈尔滨工业大学和中国环境科学研究院共同主办。ESE为双月刊，面向全球开放获取（全部论文皆可免费阅读、下载）。
ESE首届编委会由120位全球生态环境研究领域的顶级专家学者构成。哈尔滨工业大学任南琪院士担任主编，中国环境科学学会理事长、生态环境部环境规划院王金南院士和中国环境科学研究院吴丰昌院士担任副主编，俞汉青院士、Danny Reible院士等13位世界顶尖学者担任执行主编和执行副主编。
ESE已入选3个 “一区”，即中科院一区（大、小类）、JCR报告Q1区和中国科协高质量科技期刊T1区。2023年ESE获得首个完整影响因子12.6，最新影响因子为14.0，最新CiteScore为20.4。
期刊官网：https://www.sciencedirect.com/journal/environmental-science-and-ecotechnology
