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傳說中，大禹用土壤、石頭、樹脂等按比例堆積制出“天下水系圖”，按圖治水；2000多年前，秦漢先民用米、沙堆成地形、山川、河流的模型，分析天下形勢(shì)……而今天，人們正通過數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建虛擬世界，在虛擬空間中創(chuàng)造具備真實(shí)感的道路、橋梁、樓房乃至城市等所有現(xiàn)實(shí)世界中存在的事物。數(shù)字孿生，這個(gè)脫胎于航空航天與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的概念，正逐漸從構(gòu)想走向現(xiàn)實(shí)，愈演愈烈。

“發(fā)展自主可控的GIS軟件，深耕全空間GIS技術(shù)，為數(shù)字孿生提供時(shí)空底座級(jí)支撐，助推數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展！”4月13日，在第四屆中國(guó)空間數(shù)據(jù)智能學(xué)術(shù)會(huì)議（SpatialDI 2023）上，中地?cái)?shù)碼副董事長(zhǎng)吳亮教授就空間數(shù)據(jù)智能在虛實(shí)世界融通領(lǐng)域交叉研究的理論、技術(shù)和應(yīng)用與領(lǐng)域內(nèi)專家學(xué)者展開交流探討，分享了全空間GIS平臺(tái)技術(shù)創(chuàng)新及數(shù)字孿生應(yīng)用的研發(fā)成果。

數(shù)字孿生對(duì)全空間GIS平臺(tái)的新需求

數(shù)字孿生是綜合運(yùn)用感知、計(jì)算、建模等信息技術(shù)，通過軟件定義，對(duì)物理空間進(jìn)行描述、診斷、預(yù)測(cè)、決策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物理世界與數(shù)字空間的交互映射。全空間GIS與虛幻引擎、大數(shù)據(jù)、人工智能、BIM等信息技術(shù)的融合為構(gòu)建全空間一體化的數(shù)字孿生世界帶來了可能。

吳亮教授從全空間交互建模與共生演進(jìn)方法、全空間大數(shù)據(jù)歸一化與關(guān)聯(lián)融合、全空間復(fù)雜場(chǎng)景可視仿真與模擬等三個(gè)維度全方位剖析全空間GIS理論與方法。他認(rèn)為，從全空間GIS的角度來看，數(shù)字孿生的核心是對(duì)地理信息、物聯(lián)網(wǎng)感知以及各類的運(yùn)行態(tài)勢(shì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，對(duì)數(shù)字世界進(jìn)行快速精準(zhǔn)的建模和表達(dá)，實(shí)現(xiàn)物理空間與數(shù)字空間的虛實(shí)交融、智能操控的映射關(guān)系，記錄仿真、預(yù)測(cè)對(duì)象全生命周期的運(yùn)行軌跡，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)信息資源、物質(zhì)資源的最優(yōu)化配置。

“GIS平臺(tái)是實(shí)景三維中國(guó)、CIM基礎(chǔ)平臺(tái)、數(shù)字孿生城市等數(shù)據(jù)平臺(tái)共同的時(shí)空數(shù)字底座。”吳亮教授介紹，為了更好地支撐和滿足新的需求，中地?cái)?shù)碼加快全空間GIS平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，持續(xù)迭代GIS平臺(tái)技術(shù)和產(chǎn)品。目前，MapGIS已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全空間實(shí)體數(shù)據(jù)模型與三維建模、全空間數(shù)據(jù)融合與處理、全空間可視化與分析等技術(shù)方向的創(chuàng)新。在大數(shù)據(jù)智能GIS方面，MapGIS取得了時(shí)空大數(shù)據(jù)分布式分析、基于知識(shí)圖譜的智能知識(shí)服務(wù)、基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)識(shí)別與檢測(cè)等技術(shù)的突破進(jìn)展。

全空間GIS平臺(tái)豐富數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景

作為虛實(shí)融通的橋梁，數(shù)字孿生已逐漸普及應(yīng)用至各領(lǐng)域，全空間GIS平臺(tái)技術(shù)更是豐富了數(shù)字孿生的應(yīng)用場(chǎng)景，讓其深入應(yīng)用至更為專業(yè)的領(lǐng)域。吳亮教授表示，基于全空間GIS技術(shù)的創(chuàng)新，MapGIS已經(jīng)落地了三維全景分析、透明地下空間、智能規(guī)劃選址、公共安全態(tài)勢(shì)監(jiān)管、園區(qū)物聯(lián)感知等一系列數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景。

以三維全景分析為例，通過數(shù)字孿生對(duì)深圳市福田區(qū)全空間一體化展示，可以直觀地了解該區(qū)域全空間范圍的現(xiàn)狀，剝離了地上建筑物和地下地質(zhì)的信息后，地鐵、地下管廊、地下構(gòu)筑物等一一呈現(xiàn)在眼前，讓我們了解平時(shí)看不到的地下情況，為透明城市提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

在透明地下空間方面，廣東省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量四維動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)為礦區(qū)構(gòu)建一個(gè)數(shù)字孿生體，全面整合礦產(chǎn)資源調(diào)查利用管理數(shù)據(jù)，融合礦產(chǎn)資源空間數(shù)據(jù)，形成礦產(chǎn)資源全空間“一張圖”，直觀呈現(xiàn)礦區(qū)礦山全生命周期情況，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源智能化管理。

基于MapGIS數(shù)字孿生的城市智慧規(guī)劃應(yīng)用，以三維地理場(chǎng)景為基礎(chǔ)，以人-地-房空間關(guān)聯(lián)大數(shù)據(jù)為核心，計(jì)算學(xué)位壓力、床位壓力、車位壓力等，分析公共配套設(shè)施需求，開展地塊篩選和合規(guī)性審查，模擬公共服務(wù)建設(shè)成效，實(shí)現(xiàn)智能化規(guī)劃選址。

在城市公共安全方面，依托全空間GIS平臺(tái)，接入多渠道安全感知數(shù)據(jù)，全面掌握城市安全相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)公共安全事件的可視化指揮調(diào)度與應(yīng)急處置，同時(shí)，結(jié)合大數(shù)據(jù)研判分析、人臉識(shí)別、大數(shù)據(jù)比對(duì)分析、AR實(shí)景指揮等多種手段提升公共安全管控智慧化水平。

在智慧園區(qū)領(lǐng)域，北京亦莊基于MapGIS全空間GIS技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)數(shù)字化支撐平臺(tái)，建設(shè)園區(qū)樓宇、設(shè)施二三維空間數(shù)據(jù)體系，為園區(qū)所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)、物聯(lián)感知系統(tǒng)提供統(tǒng)一的空間技術(shù)底座，實(shí)現(xiàn)園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)的可視、可管、可控。

自主可控國(guó)產(chǎn)GIS，夯實(shí)數(shù)字孿生之基

數(shù)字孿生技術(shù)是當(dāng)今世界最重要的科技發(fā)展趨勢(shì)之一，目前，世界各國(guó)都高度重視數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展。在國(guó)際上，2015年以來，一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把數(shù)字孿生上升為國(guó)家戰(zhàn)略。我國(guó)《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”信息化和工業(yè)化深度融合發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”水安全保障規(guī)劃》等多個(gè)部委文件明確提出，加強(qiáng)數(shù)字孿生領(lǐng)域的戰(zhàn)略研究布局和技術(shù)融通創(chuàng)新，并加強(qiáng)與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合發(fā)展；自2021年來，共有28個(gè)省份出臺(tái)158份文件提及“數(shù)字孿生”，數(shù)字孿生被列入北京、上海、重慶等多個(gè)地方科技創(chuàng)新規(guī)劃。

作為戰(zhàn)略科技之一，數(shù)字孿生技術(shù)的自主可控既是國(guó)家發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要，也是用戶自身信息安全的必然選擇。“以國(guó)際領(lǐng)先+自主可控，持續(xù)提升科技創(chuàng)新能力，強(qiáng)化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化GIS軟件自主創(chuàng)新；以全空間GIS+數(shù)字孿生，深耕全空間一體化融合，創(chuàng)新數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景，助推數(shù)字產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”吳亮教授深度闡述了自主可控全空間GIS平臺(tái)建設(shè)的理念，為數(shù)字孿生提供時(shí)空底座級(jí)支撐。

據(jù)了解，近年來在該理念的牽引下，MapGIS核心技術(shù)創(chuàng)新能力持續(xù)提升，形成了創(chuàng)新引領(lǐng)型發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了自主可控、國(guó)際領(lǐng)先的關(guān)鍵技術(shù)突破和核心產(chǎn)品，與國(guó)產(chǎn)化芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、云平臺(tái)、整機(jī)等開展一系列產(chǎn)品兼容認(rèn)證，完成了國(guó)產(chǎn)GIS軟件從“可用”到“好用”的進(jìn)化。同時(shí)，MapGIS深耕全空間GIS技術(shù)，探索數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑，形成從數(shù)據(jù)生產(chǎn)、平臺(tái)建設(shè)到應(yīng)用創(chuàng)新的全鏈條數(shù)字孿生解決方案。

國(guó)產(chǎn)化 數(shù)智化

當(dāng)前，國(guó)產(chǎn)GIS技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀如何？有何發(fā)展趨勢(shì)？將如何推動(dòng)數(shù)字孿生進(jìn)一步落地應(yīng)用？即將到來的五月，又一重磅論壇將帶來答案。5月18日，“國(guó)產(chǎn)化 數(shù)智化——2023自主可控GIS技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展論壇”將在深圳拉開帷幕，論壇將凝聚政產(chǎn)學(xué)研用各界智慧，聚焦國(guó)產(chǎn)GIS技術(shù)自主創(chuàng)新和數(shù)字孿生技術(shù)典型應(yīng)用，謀求加快推進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用落地，賦能數(shù)字中國(guó)建設(shè)，推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。屆時(shí)論壇也將通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)同步直播，敬請(qǐng)關(guān)注！