导语
2021年12月,由中国信息通信研究院、中国互联网协会和中国通信标准化协会共同发布的《数字孪生城市白皮书》指出,在国家、部委和地方政策指引下,数字孪生城市已迎来“整体性落地建设”探索期,是未来城市形态演变的重要方向。
作为GEOVIS数字地球平台的空间数据框架基础,GEOVIS空天大数据产品线综合利用空天信息技术、新型测绘、互联感知、物联感知和人工智能等技术,为GEOVIS系列产品行业应用提供海量的多源异构空间数据,以及标准化、专业化、定制化的数据服务。同时,实现面向实体的三维场景数据获取,构建数字孪生城市数字底座,推进实景三维中国建设。
基于新型测绘的数字孪生城市数字底座构建
GEOVIS数字孪生城市数字底座,是基于GEOVIS数字地球体系,以空间信息服务精细化、精确化、真实化、智能化为目标,利用空天遥感、空地一体倾斜摄影、空地一体激光扫描、近景全景摄影等多源传感技术获取全景地理实体要素,按照城市信息模型标准和规范,结合各地理实体的社会经济属性,形成涵盖天、空、地上地下、室内室外的一体化结构化实体城市信息模型。
(1)数据获取渠道多元化
中科星图为打通高效、便捷、稳固的数据获取渠道,通过商业合作、自主生产等模式,搭建起高频次、多时相、多尺度的数据获取体系,实现太空、航空、地理、海洋、地质等数据的获取,保证数字地球数据的全面性、丰富性、多样性。
综合利用卫星遥感、无人机航测、倾斜摄影、激光雷达、移动测量系统和探地雷达系统等“天-空-地-地下”新型测绘三维数字采集方法,实现对建筑物、道路、水体、地下设施、室内结构与设施等地物要素的采集,进而形成不同类型、不同精度、不同层次、不同时相的全景三维空间数据,对城市进行全要素数字化和语义化建模,满足数字孪生城市建设的数据需求。
(2)数据治理手段智能化
空天大数据智能处理
GEOVIS iFactory空天大数据智能处理平台是一款针对国内外航天、航空遥感影像数据进行处理的专业软件,通过将云计算、高性能计算、人工智能等新一代信息技术与遥感测绘技术深度融合,实现了遥感数据的自动化、实时化、精准化与智能化处理,为用户提供数字正射影像(DOM)、数字地表模型(DSM)、数字高程模型(DEM)、地物分类产品、目标识别产品的生产。
▲ GEOVIS iFactory空天大数据智能处理平台
三维场景构建
按照GEOVIS数据标准规范,依托实景三维重建技术、激光点云三维构建技术和三维场景融合等技术,形成倾斜三维模型、精细三维模型、建筑信息模型等模型成果,统一时空基准,实现由粗到细、从宏观到微观、从室外到室内等不同粒度、不同精度的城市孪生还原,构建数字孪生三维场景。
实体提取与分割
利用深度学习、语义分割等技术对地理实体数据进行智能提取,构建独立对象,形成结构化的地理实体模型,并按照北斗时空网格码进行编码和属性信息关联,进而满足独立表达、查询统计和分析等实景三维应用需求。
基于统一的时空基准框架,利用模型融合、MR混合现实、VR虚拟现实等技术,GEOVIS数字地球将实现数字孪生城市的地理场景与地理实体的融合,以及物联感知数据与地理实体的融合,形成一体化的全景结构化实体和城市信息模型。
GEOVIS数字孪生城市全息感知
GEOVIS数字孪生城市全息感知平台,融合物联网、大数据、云计算、数字仿真、AR/VR/MR等关键技术,构建城市信息模型虚拟映射城市全域空间,实现对物理世界的实时关联与监测,实现虚实互动、孪生共长。
通过监控视频、北斗卫星导航系统、红外感应器等各种信息传感器,获取实时视频、图像信息、地理位置等信息,通过各类网络接入数字孪生城市平台,建立物理城市与数字孪生城市之间的精准映射,为数字孪生城市平台提供海量运行感知信息,实现对物体的管理、远程操控、态势感知。
▲ 安防态势应用
结语
中科星图打造“数据+平台+应用”的数字地球服务模式,GEOVIS空天大数据产品线不断拓展数据获取体系,丰富空天大数据资源,逐步完善数字孪生城市数字底座建设,有力推动实景三维中国建设落地,支撑城市现代化治理能力。