传说中，大禹用土壤、石头、树脂等按比例堆积制出“天下水系图”，按图治水；2000多年前，秦汉先民用米、沙堆成地形、山川、河流的模型，分析天下形势……而今天，人们正通过数字孪生技术构建虚拟世界，在虚拟空间中创造具备真实感的道路、桥梁、楼房乃至城市等所有现实世界中存在的事物。数字孪生，这个脱胎于航空航天与工业互联网领域的概念，正逐渐从构想走向现实，愈演愈烈。

“发展自主可控的GIS软件，深耕全空间GIS技术，为数字孪生提供时空底座级支撑，助推数字产业发展！”4月13日，在第四届中国空间数据智能学术会议（SpatialDI 2023）上，中地数码副董事长吴亮教授就空间数据智能在虚实世界融通领域交叉研究的理论、技术和应用与领域内专家学者展开交流探讨，分享了全空间GIS平台技术创新及数字孪生应用的研发成果。

数字孪生对全空间GIS平台的新需求

(相关资料图)

数字孪生是综合运用感知、计算、建模等信息技术，通过软件定义，对物理空间进行描述、诊断、预测、决策，进而实现物理世界与数字空间的交互映射。全空间GIS与虚幻引擎、大数据、人工智能、BIM等信息技术的融合为构建全空间一体化的数字孪生世界带来了可能。

吴亮教授从全空间交互建模与共生演进方法、全空间大数据归一化与关联融合、全空间复杂场景可视仿真与模拟等三个维度全方位剖析全空间GIS理论与方法。他认为，从全空间GIS的角度来看，数字孪生的核心是对地理信息、物联网感知以及各类的运行态势数据进行融合，对数字世界进行快速精准的建模和表达，实现物理空间与数字空间的虚实交融、智能操控的映射关系，记录仿真、预测对象全生命周期的运行轨迹，实现系统内信息资源、物质资源的最优化配置。

“GIS平台是实景三维中国、CIM基础平台、数字孪生城市等数据平台共同的时空数字底座。”吴亮教授介绍，为了更好地支撑和满足新的需求，中地数码加快全空间GIS平台关键技术的研发，持续迭代GIS平台技术和产品。目前，MapGIS已经实现了全空间实体数据模型与三维建模、全空间数据融合与处理、全空间可视化与分析等技术方向的创新。在大数据智能GIS方面，MapGIS取得了时空大数据分布式分析、基于知识图谱的智能知识服务、基于深度学习的目标识别与检测等技术的突破进展。

MapGIS全空间可视化分析

全空间GIS平台丰富数字孪生应用场景

作为虚实融通的桥梁，数字孪生已逐渐普及应用至各领域，全空间GIS平台技术更是丰富了数字孪生的应用场景，让其深入应用至更为专业的领域。吴亮教授表示，基于全空间GIS技术的创新，MapGIS已经落地了三维全景分析、透明地下空间、智能规划选址、公共安全态势监管、园区物联感知等一系列数字孪生应用场景。

以三维全景分析为例，通过数字孪生对深圳市福田区全空间一体化展示，可以直观地了解该区域全空间范围的现状，剥离了地上建筑物和地下地质的信息后，地铁、地下管廊、地下构筑物等一一呈现在眼前，让我们了解平时看不到的地下情况，为透明城市提供强大的技术支撑。

透明地下空间

在透明地下空间方面，广东省矿产资源储量四维动态管理系统为矿区构建一个数字孪生体，全面整合矿产资源调查利用管理数据，融合矿产资源空间数据，形成矿产资源全空间“一张图”，直观呈现矿区矿山全生命周期情况，实现矿产资源智能化管理。

智能规划选址

基于MapGIS数字孪生的城市智慧规划应用，以三维地理场景为基础，以人-地-房空间关联大数据为核心，计算学位压力、床位压力、车位压力等，分析公共配套设施需求，开展地块筛选和合规性审查，模拟公共服务建设成效，实现智能化规划选址。

在城市公共安全方面，依托全空间GIS平台，接入多渠道安全感知数据，全面掌握城市安全相关信息，实现公共安全事件的可视化指挥调度与应急处置，同时，结合大数据研判分析、人脸识别、大数据比对分析、AR实景指挥等多种手段提升公共安全管控智慧化水平。

在智慧园区领域，北京亦庄基于MapGIS全空间GIS技术构建了一个数字化支撑平台，建设园区楼宇、设施二三维空间数据体系，为园区所有业务系统、物联感知系统提供统一的空间技术底座，实现园区基础设施与服务的可视、可管、可控。

自主可控国产GIS，夯实数字孪生之基

数字孪生技术是当今世界最重要的科技发展趋势之一，目前，世界各国都高度重视数字孪生技术的发展。在国际上，2015年以来，一些发达国家已经把数字孪生上升为国家战略。我国《“十四五”信息通信行业发展规划》《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》《“十四五”水安全保障规划》等多个部委文件明确提出，加强数字孪生领域的战略研究布局和技术融通创新，并加强与传统行业深度融合发展；自2021年来，共有28个省份出台158份文件提及“数字孪生”，数字孪生被列入北京、上海、重庆等多个地方科技创新规划。

作为战略科技之一，数字孪生技术的自主可控既是国家发展的现实需要，也是用户自身信息安全的必然选择。“以国际领先+自主可控，持续提升科技创新能力，强化关键核心技术攻关，实现国产化GIS软件自主创新；以全空间GIS+数字孪生，深耕全空间一体化融合，创新数字孪生应用场景，助推数字产业高质量发展。”吴亮教授深度阐述了自主可控全空间GIS平台建设的理念，为数字孪生提供时空底座级支撑。

MapGIS信创GIS产品软硬件支撑能力

据了解，近年来在该理念的牵引下，MapGIS核心技术创新能力持续提升，形成了创新引领型发展，实现了自主可控、国际领先的关键技术突破和核心产品，与国产化芯片、操作系统、数据库、中间件、云平台、整机等开展一系列产品兼容认证，完成了国产GIS软件从“可用”到“好用”的进化。同时，MapGIS深耕全空间GIS技术，探索数字化转型路径，形成从数据生产、平台建设到应用创新的全链条数字孪生解决方案。

当前，国产GIS技术创新发展现状如何？有何发展趋势？将如何推动数字孪生进一步落地应用？即将到来的五月，又一重磅论坛将带来答案。5月18日，“国产化 数智化——2023自主可控GIS技术创新与应用发展论坛”将在深圳拉开帷幕，论坛将凝聚政产学研用各界智慧，聚焦国产自主可控背景下GIS平台、CIM平台、数字孪生等技术创新与典型应用，谋求加快推进创新技术产品应用落地，赋能数字中国建设，推动数字经济高质量发展。论坛将通过网络平台同步直播，敬请期待！

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