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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……而今天，人們正通過數字孿生技術構建虛擬世界，在虛擬空間中創造具備真實感的道路、橋梁、樓房乃至城市等所有現實世界中存在的事物。數字孿生，這個脫胎于航空航天與工業互聯網領域的概念，正逐漸從構想走向現實，愈演愈烈。

“發展自主可控的GIS軟件，深耕全空間GIS技術，為數字孿生提供時空底座級支撐，助推數字產業發展！”4月13日，在第四屆中國空間數據智能學術會議（SpatialDI 2023）上，中地數碼副董事長吳亮教授就空間數據智能在虛實世界融通領域交叉研究的理論、技術和應用與領域內專家學者展開交流探討，分享了全空間GIS平臺技術創新及數字孿生應用的研發成果。

數字孿生對全空間GIS平臺的新需求

數字孿生是綜合運用感知、計算、建模等信息技術，通過軟件定義，對物理空間進行描述、診斷、預測、決策，進而實現物理世界與數字空間的交互映射。全空間GIS與虛幻引擎、大數據、人工智能、BIM等信息技術的融合為構建全空間一體化的數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方法、全空間大數據歸一化與關聯融合、全空間復雜場景可視仿真與模擬等三個維度全方位剖析全空間GIS理論與方法。他認為，從全空間GIS的角度來看，數字孿生的核心是對地理信息、物聯網感知以及各類的運行態勢數據進行融合，對數字世界進行快速精準的建模和表達，實現物理空間與數字空間的虛實交融、智能操控的映射關系，記錄仿真、預測對象全生命周期的運行軌跡，實現系統內信息資源、物質資源的最優化配置。

“GIS平臺是實景三維中國、CIM基礎平臺、數字孿生城市等數據平臺共同的時空數字底座。”吳亮教授介紹，為了更好地支撐和滿足新的需求，中地數碼加快全空間GIS平臺關鍵技術的研發，持續迭代GIS平臺技術和產品。目前，MapGIS已經實現了全空間實體數據模型與三維建模、全空間數據融合與處理、全空間可視化與分析等技術方向的創新。在大數據智能GIS方面，MapGIS取得了時空大數據分布式分析、基于知識圖譜的智能知識服務、基于深度學習的目標識別與檢測等技術的突破進展。

全空間GIS平臺豐富數字孿生應用場景

作為虛實融通的橋梁，數字孿生已逐漸普及應用至各領域，全空間GIS平臺技術更是豐富了數字孿生的應用場景，讓其深入應用至更為專業的領域。吳亮教授表示，基于全空間GIS技術的創新，MapGIS已經落地了三維全景分析、透明地下空間、智能規劃選址、公共安全態勢監管、園區物聯感知等一系列數字孿生應用場景。

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

在透明地下空間方面，廣東省礦產資源儲量四維動態管理系統為礦區構建一個數字孿生體，全面整合礦產資源調查利用管理數據，融合礦產資源空間數據，形成礦產資源全空間“一張圖”，直觀呈現礦區礦山全生命周期情況，實現礦產資源智能化管理。

基于MapGIS數字孿生的城市智慧規劃應用，以三維地理場景為基礎，以人-地-房空間關聯大數據為核心，計算學位壓力、床位壓力、車位壓力等，分析公共配套設施需求，開展地塊篩選和合規性審查，模擬公共服務建設成效，實現智能化規劃選址。

在城市公共安全方面，依托全空間GIS平臺，接入多渠道安全感知數據，全面掌握城市安全相關信息，實現公共安全事件的可視化指揮調度與應急處置，同時，結合大數據研判分析、人臉識別、大數據比對分析、AR實景指揮等多種手段提升公共安全管控智慧化水平。

在智慧園區領域，北京亦莊基于MapGIS全空間GIS技術構建了一個數字化支撐平臺，建設園區樓宇、設施二三維空間數據體系，為園區所有業務系統、物聯感知系統提供統一的空間技術底座，實現園區基礎設施與服務的可視、可管、可控。

自主可控國產GIS，夯實數字孿生之基

數字孿生技術是當今世界最重要的科技發展趨勢之一，目前，世界各國都高度重視數字孿生技術的發展。在國際上，2015年以來，一些發達國家已經把數字孿生上升為國家戰略。我國《“十四五”信息通信行業發展規劃》《“十四五”信息化和工業化深度融合發展規劃》《“十四五”水安全保障規劃》等多個部委文件明確提出，加強數字孿生領域的戰略研究布局和技術融通創新，并加強與傳統行業深度融合發展；自2021年來，共有28個省份出臺158份文件提及“數字孿生”，數字孿生被列入北京、上海、重慶等多個地方科技創新規劃。

作為戰略科技之一，數字孿生技術的自主可控既是國家發展的現實需要，也是用戶自身信息安全的必然選擇。“以國際領先+自主可控，持續提升科技創新能力，強化關鍵核心技術攻關，實現國產化GIS軟件自主創新；以全空間GIS+數字孿生，深耕全空間一體化融合，創新數字孿生應用場景，助推數字產業高質量發展。”吳亮教授深度闡述了自主可控全空間GIS平臺建設的理念，為數字孿生提供時空底座級支撐。

據了解，近年來在該理念的牽引下，MapGIS核心技術創新能力持續提升，形成了創新引領型發展，實現了自主可控、國際領先的關鍵技術突破和核心產品，與國產化芯片、操作系統、數據庫、中間件、云平臺、整機等開展一系列產品兼容認證，完成了國產GIS軟件從“可用”到“好用”的進化。同時，MapGIS深耕全空間GIS技術，探索數字化轉型路徑，形成從數據生產、平臺建設到應用創新的全鏈條數字孿生解決方案。

國產化 數智化

當前，國產GIS技術創新發展現狀如何？有何發展趨勢？將如何推動數字孿生進一步落地應用？即將到來的五月，又一重磅論壇將帶來答案。5月18日，“國產化 數智化——2023自主可控GIS技術創新與應用發展論壇”將在深圳拉開帷幕，論壇將凝聚政產學研用各界智慧，聚焦國產GIS技術自主創新和數字孿生技術典型應用，謀求加快推進創新技術產品應用落地，賦能數字中國建設，推動數字經濟高質量發展。屆時論壇也將通過網絡平臺同步直播，敬請關注！