随着智慧城市试点工作的逐步开展，各试点城市纷纷结合自身城市特点与问题开展智慧城市顶层设计与规划工作，为智慧城市的系统建设和后期管理打下基础。然而，我们也看到各地在顶层设计过程中将注意力过多集中在城市信息化设施的建设上，忽视了以城市空间集约节约布局与要素资源合理配置为核心的城市发展最终诉求。鉴于此，本文将可持续发展理念与智慧城市顶层设计相结合，基于城市要素运行实时数据构建城市规划与仿真模型，找寻城市运行中存在的问题，发现城市运行的内在规律，从而有效提升智慧城市规划与建设的科学化水平。进而通过明智的资源分配决策优化方法，为城市可持续发展提供科学预测；通过规划手段提出合理的干预措施与公共政策，从而有针对性的缓解或改善城市居住环境、交通拥堵、污染和其他城市问题。进而有力支撑新型城镇化过程中所强调的以人为本、提升城市化质量的发展宗旨。