数字孪生城市理念自提出以来不断升温,已成为新型智慧城市建设的热点,受到政府和产业界的高度关注和认同。
与传统智慧城市相比,数字孪生城市技术要素更复杂,不仅覆盖新型测绘、地理信息、语义建模、模拟仿真、智能控制、深度学习、协同计算、虚拟现实等多技术门类,而且对物联网、人工智能、边缘计算等技术赋予新的要求,多技术集成创新需求更加旺盛。
自2018年开始,中国信通院每年发布数字孪生城市研究报告和白皮书,与业界同仁共同探索数字孪生城市的建设之路。作为地方智库,中国信通院华东分院立足上海,面向长三角,积极参与数字孪生城市的探索与实践,服务于长三角一体化发展国家战略,助推数字中国、网络强国和智慧社会的发展建设。
如何理解数字孪生城市?怎么构建数字孪生城市?有哪些技术方案和实施路径?中国信通院华东分院特别推出“对话数字孪生城市”专栏,邀请多位业界专家大咖,从测绘视角、行业视角、政府视角、公众视角等角度切入分享观点,共同探讨数字孪生城市的建设思路。
大咖观点
顾建祥
上海市测绘院副院长,同济大学超大城市精细化治理(国际)研究院特聘研究员,教授级高工
面向数字孪生城市的智能化全息测绘
数字孪生城市是面向新型智慧城市的一套复杂技术和应用体系。其中,涵盖了多门类技术的集成、多源数据的融合和各种平台功能的打通,这些都是建设数字孪生城市的关键要素。
激光扫描、航空摄影、移动测绘等新型测绘设施与全域感知设施、网络连接设施和智能计算设施共同构成数字孪生城市的基础设施。在系统层面,城市信息模型平台与城市大数据资源的融合,形成数字孪生城市的数字底座,是数字孪生城市精准映射虚实互动的核心。
基于新型测绘构建的涵盖室内室外、地上地下的城市二、三维一体的地理信息数据是搭建城市信息模型的基础,也是数字孪生城市运行的主要载体。数字孪生城市的建设要求,对我们测绘产品向全要素、多维、全空间、高分辨率、易耦合转型升级提出了明确的需求。以地图和影像为代表的二维空间数据表达、基于制图的空间要素采集,已经远远不能满足新型智慧社会和社会治理的建设需要。人们对全域、精确、实时的地理信息数据,特别是基于地理实体的全空间、全要素、高精度的二三维一体的地理信息需求越来越旺盛。传统的基础测绘产品服务模式已难以满足要求,迫切需要向基于地理实体的智能化全息测绘转型升级。主要体现在以下三个方面:
一是在测绘模型的生产和更新效率方面,需要利用自动化程度更高的测绘设备和数据处理方法,快速生产出二维三维、地上地下、室内室外一体化的全息测绘成果,保证测绘成果的准确性和高时效。如现在比较流行的全息要素结构与语义信息智能提取、基于形态学尺度空间的建筑物多细节层次三维重建等技术。
二是在测绘模型的覆盖领域方面,利用更先进的空天地一体的新型测绘设备、测绘技术有效覆盖陆海和地上地下,基于面向地理实体对象的增量式数据更新,实现实体地理信息的快速自动更新和动态调整。
三是在测绘模型的数据组织结构方面,由按比例尺分级的基础地理信息数据库向按地理实体分类的无尺度基础时空数据库转变,通过地理实体建库技术,实现不同精度、不同层次、不同时相的地理实体数据集成,形成地上地下、室内室外、二维三维、历史现状一体化的全空间城市信息模型,支撑基础地理和城市专题数据融合。
参考文献:顾建祥,杨必胜,董震,等. 面向数字孪生城市的智能化全息测绘[J]. 测绘通报,2020(6):134-140.
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