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隨著GIS、BIM、仿真、可視化渲染、交互控制、物聯(lián)感知等技術(shù)的交叉融合，數(shù)字孿生正不斷蝶變出大量新模式、新應(yīng)用、新場景，近年來持續(xù)向智能制造、智慧城市、水利、能源、交通等垂直領(lǐng)域拓展。依托數(shù)字孿生底座平臺，降低數(shù)字孿生開發(fā)成本和技術(shù)搭建門檻，推廣低成本、低門檻、高復(fù)用的數(shù)字孿生產(chǎn)品和解決方案，實現(xiàn)應(yīng)用場景快速落地，成為發(fā)展數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)、助力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要抓手！

日前，在2023自主可控GIS技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展論壇上，中地數(shù)碼副董事長吳亮教授從全空間GIS的角度解讀了數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)字孿生的核心是對地理信息、物聯(lián)網(wǎng)感知以及各類運行態(tài)勢數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，對數(shù)字世界進(jìn)行快速精準(zhǔn)的建模和表達(dá)，實現(xiàn)物理空間與數(shù)字空間的虛實交融、智能操控的映射關(guān)系，記錄仿真、預(yù)測對象全生命周期的運行軌跡，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)信息資源、物質(zhì)資源的最優(yōu)化配置。實際上，中地數(shù)碼一直在加快核心技術(shù)的研發(fā)和突破，持續(xù)迭代GIS平臺技術(shù)和產(chǎn)品，已推出MapGIS數(shù)字孿生平臺，加速數(shù)字孿生應(yīng)用場景落地。

MapGIS 數(shù)字孿生平臺產(chǎn)品體系

(相關(guān)資料圖)

MapGIS 數(shù)字孿生平臺由MapGIS Earth for Unreal云渲染及虛擬仿真服務(wù)器產(chǎn)品、MapGIS 3DClient for Unreal web前端開發(fā)包產(chǎn)品、數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)品等組成。該數(shù)字孿生平臺以景觀、BIM、傾斜攝影、激光點云、地質(zhì)體、管線、矢量、遙感影像等全空間數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底板，配合動態(tài)UE數(shù)據(jù)與地圖，為用戶打造真實的物理世界映射。通過支持多客戶端的云渲染技術(shù)路線來構(gòu)建完全動態(tài)的數(shù)字孿生世界，徹底突破加載緩慢、使用卡頓、本地硬件需求高等長期困擾傳統(tǒng)三維web應(yīng)用平臺的問題，有效推動數(shù)字孿生終端輕型化和移動化發(fā)展，使得輕量級終端如手機(jī)等都可以瀏覽高逼真的數(shù)字孿生場景。該數(shù)字孿生平臺具備全空間數(shù)據(jù)接入、全空間數(shù)據(jù)融合、全空間服務(wù)融合、全空間數(shù)據(jù)可視化、查詢與分析、二次開發(fā)等能力，支撐數(shù)字孿生行業(yè)應(yīng)用開發(fā)。

全空間數(shù)據(jù)接入

MapGIS數(shù)字孿生平臺產(chǎn)品提供多源異構(gòu)GIS數(shù)據(jù)的接入、處理以及可視化表達(dá)，為前端二三維數(shù)據(jù)可視化提供數(shù)據(jù)支撐。

全空間數(shù)據(jù)融合

MapGIS數(shù)字孿生平臺支持景觀、BIM、傾斜攝影、激光點云、管線、地質(zhì)體、矢量、遙感影像等一體化管理，通過投影變換、控制點配準(zhǔn)、沖突檢測、數(shù)據(jù)融合等方式實現(xiàn)全空間數(shù)據(jù)的一體化融合。

全空間服務(wù)融合

MapGIS數(shù)字孿生平臺以全空間時空信息模型為基礎(chǔ)，實現(xiàn)空中、地表、地上以及地下時空數(shù)據(jù)的一體化管理、展示、分析、模擬以及專業(yè)應(yīng)用，為數(shù)字孿生web應(yīng)用開發(fā)提供可定制的支撐框架。

全空間數(shù)據(jù)可視化

基于M3D數(shù)據(jù)和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)， MapGIS 數(shù)字孿生平臺可動態(tài)加載大規(guī)模、多源異構(gòu)的GIS 數(shù)據(jù)，包括地形影像數(shù)據(jù)、建模數(shù)據(jù)、BIM模型、地質(zhì)體、傾斜攝影數(shù)據(jù)等，為渲染引擎提供具備真實地理坐標(biāo)的三維地理底圖。

查詢與分析能力

基于MapGIS 數(shù)字孿生平臺，不僅支持查詢真實地物的屬性信息，還可以進(jìn)行模型的GIS分析， 比如：通視分析、可視域分析、洪水淹沒等。通過這些實用的數(shù)據(jù)處理和操作工具，可為城市規(guī)劃、智慧城市、數(shù)字孿生城市等提供決策支持。

二次開發(fā)能力

MapGIS 數(shù)字孿生平臺提供基于UE的SDK開發(fā)包，支持用戶二次開發(fā)，且提供豐富的開發(fā)資源，包括開發(fā)指南、開發(fā)示例文檔等，方便開發(fā)者快速進(jìn)行基于UE的GIS開發(fā)和創(chuàng)作。

目前，MapGIS數(shù)字孿生平臺已經(jīng)在場景模擬應(yīng)用、數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生地災(zāi)智治等應(yīng)用場景展開探索與實踐。

場景模擬應(yīng)用

MapGIS數(shù)字孿生平臺支持水庫泄洪虛擬仿真場景，為用戶提供逼真的場景模擬應(yīng)用，進(jìn)一步增強(qiáng)三維GIS場景的沉浸感；同時可為水利行業(yè)降雨預(yù)報、洪水預(yù)報、防洪樞紐工程聯(lián)合調(diào)度、洪水演進(jìn)、制定防汛預(yù)案等提供科學(xué)決策。

也支持樓房爆破、山體滑坡虛擬仿真場景、VR 安全教育等，為用戶提供逼真的場景模擬應(yīng)用，能有效提高地質(zhì)災(zāi)害防治管理工作水平，并為防災(zāi)減災(zāi)決策提供服務(wù)。

基于MapGIS Earth for Unreal ，在三維可視化環(huán)境里支持MR混合現(xiàn)實應(yīng)用，能夠在虛擬和現(xiàn)實之間自由切換，并支持實時互動，如拾取、編輯、拖拽等。

賦能數(shù)字孿生流域建設(shè)

針對數(shù)字流域?qū)\生平臺的建設(shè)，MapGIS在數(shù)據(jù)層面實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的全面集成管理，如監(jiān)測感知類、基礎(chǔ)地理信息類、水利業(yè)務(wù)類數(shù)據(jù)，依托全空間GIS平臺提供的大數(shù)據(jù)分析及三維可視化應(yīng)用能力打造上層的業(yè)務(wù)應(yīng)用，主要包括孿生平臺的建設(shè)，支撐三級數(shù)據(jù)底板的構(gòu)建，融合專業(yè)體系、業(yè)務(wù)體系打造模型平臺與知識平臺，通過GIS平臺實現(xiàn)多級數(shù)據(jù)場景的可視化，在此基礎(chǔ)上深化應(yīng)用。

賦能數(shù)字孿生地災(zāi)智治

基于物聯(lián)感知、三維仿真、大數(shù)據(jù)分析挖掘等技術(shù)，針對高風(fēng)險防范區(qū)，MapGIS可構(gòu)建地下三維地質(zhì)、地上三維實景一體化的全要素、全時空數(shù)字孿生模型，以及地質(zhì)災(zāi)害領(lǐng)域知識圖譜。打造地質(zhì)災(zāi)害常態(tài)監(jiān)測、風(fēng)險預(yù)判、精確預(yù)警、科學(xué)處置的全生命周期管理業(yè)務(wù)鏈，實現(xiàn)地災(zāi)防治歷史可追溯、現(xiàn)狀可感知、未來可推演的管理決策協(xié)同化和智能化。

據(jù)中國信通院發(fā)布的《數(shù)字孿生城市產(chǎn)業(yè)圖譜研究報告（2022年）》顯示，2021年，全球數(shù)字孿生市場規(guī)模達(dá)到49億美元，預(yù)計全球數(shù)字孿生市場將以58%的復(fù)合增長率增長，到2026年將達(dá)到482億美元?！丁笆奈濉睌?shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)劃》也將數(shù)字孿生技術(shù)列入“加快推動數(shù)字產(chǎn)業(yè)化”，將其作為增強(qiáng)關(guān)鍵數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新能力，強(qiáng)化優(yōu)勢技術(shù)供給的戰(zhàn)略性前瞻性新領(lǐng)域。聚焦數(shù)字中國建設(shè)重大戰(zhàn)略，中地數(shù)碼將堅持發(fā)展自主可控的GIS軟件，深耕全空間GIS技術(shù)，為數(shù)字孿生提供時空底座級支撐，助推數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展！

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