構(gòu)建數(shù)字孿生城市的三個(gè)條件

數(shù)字孿生城市是智慧城市的中遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)，要以點(diǎn)帶面，逐步推行，其新增量主要是“CIM 平臺(tái)”以及CIM 對(duì)城市業(yè)務(wù)系統(tǒng)的重構(gòu)效應(yīng)，主要包含三個(gè)部分：數(shù)據(jù)、模型、服務(wù)。數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，模型是核心，服務(wù)是手段。

一、統(tǒng)一化空間數(shù)據(jù)框架

國家自然資源部2019 年發(fā)布的《智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)技術(shù)大綱》中提出： 智慧城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)作為智慧城市的重要組成，既是智慧城市不可或缺的、基礎(chǔ)性的信息資源，又是其他信息交換共享與協(xié)同應(yīng)用的載體，為其他信息在三維空間和時(shí)間交織構(gòu)成的四維環(huán)境中提供時(shí)空基礎(chǔ)。模型數(shù)據(jù)采集對(duì)象主要包括地理空間信息、建筑物、道路、地下空間管線、城市地質(zhì)、地表高程等；數(shù)據(jù)類型主要為城市街景數(shù)據(jù)、GIS 數(shù)據(jù)、BIM 數(shù)據(jù)、CAD （ 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)） 數(shù)據(jù)、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、傾斜攝影數(shù)據(jù)等。

通過建立時(shí)空融合的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)時(shí)空信息的有效組織、清洗處理、結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)、特征化提取，具備構(gòu)建數(shù)字孿生體的技術(shù)條件。

為了便于計(jì)算和處理，制定基于異構(gòu)數(shù)據(jù)的時(shí)空融合標(biāo)準(zhǔn)與統(tǒng)一數(shù)據(jù)框架是當(dāng)務(wù)之急，這里有三個(gè)建議：

（1）要研究制定多層次通用性空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，形成兼容不同類型、不同機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)的統(tǒng)一時(shí)空數(shù)據(jù)框架，確?？臻g定位編碼一致，實(shí)現(xiàn)多源信息準(zhǔn)確集成，以及多模態(tài)數(shù)據(jù)融合表達(dá);

（2）要構(gòu)建涵蓋GIS、BIM、傾斜攝影、激光點(diǎn)云、地質(zhì)體、傳感器等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合處理能力，提供面向模型的信息資源與空間位置服務(wù);

（3）要在數(shù)據(jù)層建立城市級(jí)海量感知數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接入服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，研研數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)加載與處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入。

二、一體化時(shí)空數(shù)據(jù)資源

從二維到三維，從地理空間信息到時(shí)空高精度多源信息，是大勢(shì)所趨，也是CIM 的關(guān)鍵要求。

在數(shù)字孿生城市中，基于標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的城市部件數(shù)字編碼標(biāo)識(shí)體系和空天地全方位立體部署的物聯(lián)感知設(shè)施，能夠?yàn)楦黝惓鞘胁考⒒A(chǔ)設(shè)施甚至是動(dòng)植物等生命體賦予獨(dú)一無二的“數(shù)字身份證”，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市部件的智能感知、精準(zhǔn)定位、故障發(fā)現(xiàn)和遠(yuǎn)程處理。地上地下、室內(nèi)室外、虛實(shí)一體、開放鮮活的時(shí)空數(shù)據(jù)資源是數(shù)字孿生城市建設(shè)最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)。

值得一提的是，城市部件管理一直是城市治理的重點(diǎn)。一方面，隨著城市的智慧化發(fā)展，各類城市部件數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢(shì)，管理復(fù)雜度不斷上升，另一方面，城市部件廣泛部署在地上、地下、水中、建筑物內(nèi)外等各個(gè)角落，空間位置復(fù)雜，故障損壞具有突發(fā)性和隨機(jī)性，而傳統(tǒng)的城市部件管理手段和方式較為單一，存在信息表述不清晰、傳達(dá)不準(zhǔn)確、處理流程慢等問題。

例如疫情防控期間，許多大樓都規(guī)定每小時(shí)必須對(duì)指定的公共場所進(jìn)行消殺。這套大樓的數(shù)字孿生系統(tǒng)，可以直觀而明確的查看所有指定位置的消殺情況，而一線保潔人員同樣也可以通過這個(gè)系統(tǒng)，得到明確的工作指令，按時(shí)完成消殺工作。

三、可視化數(shù)字孿生數(shù)據(jù)

服務(wù)是數(shù)字孿生城市的手段，是為了通過無限的數(shù)據(jù)資源節(jié)約疊加模型計(jì)算節(jié)省有限的城市物理資源，服務(wù)涵蓋城市治理、民生服務(wù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等領(lǐng)域的仿真和預(yù)測。

數(shù)字孿生城市服務(wù)內(nèi)容取決于數(shù)據(jù)和算法模型的構(gòu)成，是一個(gè)運(yùn)營迭代的過程。數(shù)字孿生服務(wù)可通過PC、手機(jī)、VR/AR、全息等方式承載，給用戶帶來多重體驗(yàn)。

優(yōu)锘ThingJS 推出的3D城市模板涵蓋20多種城市級(jí)模板，涉及交通、醫(yī)療、園區(qū)等資源的數(shù)據(jù)可視化。當(dāng)然模板是可以復(fù)制的，關(guān)鍵還是在于大數(shù)據(jù)本身，只有模型+數(shù)據(jù)有了生動(dòng)的結(jié)合，才能夠讓城市大腦運(yùn)轉(zhuǎn)。

隨著信息技術(shù)在城市范圍內(nèi)深度應(yīng)用，城市基礎(chǔ)設(shè)施智能化升級(jí)和各個(gè)行業(yè)信息化程度不斷提升，各類設(shè)備和各個(gè)行業(yè)產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，為三維城市模型各部件數(shù)據(jù)更新、實(shí)時(shí)計(jì)算、虛擬仿真等業(yè)務(wù)服務(wù)提供數(shù)據(jù)輸入，成為數(shù)字孿生場景的決策輔助以及參考。
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