当今世界，超过半数的人口居住在城镇地区，伴随城市化率快速增长，城市在满足城镇人口住房、基础设施、交通、能源需求方面面临巨大挑战，亟需新的思路与方法。城市转型与可持续发展的目的是实现人与自然世代共同繁荣。这需要将城市发展的重点从创造建筑环境转移到改善城市建设的成果——城市必须造福于人和地方发展。为实现这一目标，城市的系统必须协同起来，因为城市是由相互连接的资产和网络组成的复杂系统。城市是“系统的系统〞，是复杂巨系统的典型代表。
当今时代，我们面临的主要挑战也是系统性的：实现零碳发展、适应气候变化和发展循环经济都是系统层面的挑战，需要基于系统的解决方案。因此，我们需要基于系统的政策、技术、策略和工具，推动城市高质量转型。
利用以数字孪生为代表的第四次工业革命技术，配合政策机制改革，重塑优化城市规划方法、治理服务模式和运营机制，可以帮助我们更好地理解系统，更有效地进行干预，正成为城市直面挑战、迭代升级的一种可行路径。将城市作为一个系统的系统来管理，重点是为人类、社会和自然提供更好的结果，这需要整合建筑环境和自然环境等各个行业，同时要求我们将现实世界、数字世界和人类世界连接起来。
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