地理學(xué)模型、物聯(lián)網(wǎng)及三維模型的融合助力實(shí)景孿生城市精細(xì)模擬,地理學(xué)是研究地球表層自然和人文要素相互作用關(guān)系及其時(shí)空規(guī)律的科學(xué),發(fā)展至今產(chǎn)生了涵蓋氣象,環(huán)保、應(yīng)急、交通、水文等諸多領(lǐng)域的大量地理學(xué)模型。隨著物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展,無(wú)數(shù)智能終端設(shè)備每分每秒都在產(chǎn)生并傳播海量的數(shù)據(jù),這給傳統(tǒng)的地理學(xué)模型提供了更多高精度、實(shí)時(shí)、豐富的數(shù)據(jù)來(lái)源,同時(shí)也對(duì)原有的模型提出了新的需求和挑戰(zhàn)。地理學(xué)模型、物聯(lián)網(wǎng)及三維模型的融合,能實(shí)現(xiàn)城市的精細(xì)化模擬,為實(shí)景孿生城市建設(shè)管理等提供科學(xué)的決策依據(jù)。以城市內(nèi)澇為例,一方面,內(nèi)澇不能再作為單一的自然現(xiàn)象來(lái)研究,內(nèi)澇的發(fā)生會(huì)引發(fā)后續(xù)的諸多城市管理問(wèn)題,如交通堵塞、居民財(cái)產(chǎn)損失等,所以城市洪澇的研究需要將視角放在整個(gè)城市的協(xié)調(diào)發(fā)展上。另一方面,城市內(nèi)澇的持續(xù)時(shí)間不會(huì)很長(zhǎng),在這樣短時(shí)性的要求下,仍需為后續(xù)的城市管理提供科學(xué)的決策信息。因而,計(jì)算高效、注重內(nèi)澇時(shí)空過(guò)程、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地可視化呈現(xiàn)與提供智慧服務(wù)是實(shí)景孿生城市發(fā)展和管理對(duì)城市洪澇模型新的需求。黎陽(yáng)之光數(shù)字孿生全域?qū)嵕傲Ⅲw管控系統(tǒng)一瞬知警情,一圖明時(shí)況。港口多維實(shí)景孿生技術(shù)指導(dǎo)
近年來(lái),實(shí)景孿生得到越來(lái)越普遍的傳播。同時(shí),得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展,實(shí)景孿生的實(shí)施已逐漸成為可能?,F(xiàn)階段,除了航空航天領(lǐng)域,實(shí)景孿生還被應(yīng)用于電力、船舶、城市管理、農(nóng)業(yè)、建筑、制造、石油天然氣、健康醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)等行業(yè),如上圖所示。特別是在智能制造領(lǐng)域,實(shí)景孿生被認(rèn)為是一種實(shí)現(xiàn)制造信息世界與物理世界交互融合的有效手段。許多企業(yè)(如空客、洛克希德馬丁、西門子等)與組織(如 Gartner、德勤、中國(guó)科協(xié)智能制造協(xié)會(huì))對(duì)實(shí)景孿生給予了高度重視,并且開始探索基于實(shí)景孿生的智能生產(chǎn)新模式 。鐵路轄區(qū)實(shí)景孿生供應(yīng)能實(shí)現(xiàn)城市的精細(xì)化模擬,為實(shí)景孿生城市建設(shè)管理等提供科學(xué)的決策依據(jù)。
以時(shí)空大數(shù)據(jù)促進(jìn)實(shí)景孿生城市建設(shè)的科學(xué)與高效,時(shí)空大數(shù)據(jù)主要包括時(shí)序化的基礎(chǔ)時(shí)空數(shù)據(jù)、公共專題數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)感知數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)在線抓取數(shù)據(jù)和根據(jù)本地特色擴(kuò)展數(shù)據(jù),構(gòu)成實(shí)景孿生城市建設(shè)所需的地上地下,室內(nèi)室外,虛實(shí)一體化的、開放的、鮮活的時(shí)空數(shù)據(jù)資源。實(shí)景孿生城市建設(shè)需要依托城市大數(shù)據(jù)技術(shù)手段,在深度應(yīng)用上,基于真實(shí)有效、高精度和對(duì)象化的城市三維實(shí)景環(huán)境,對(duì)城市大數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)定位、深度挖掘,提高數(shù)據(jù)信息表現(xiàn)力和價(jià)值,滿足城市不斷發(fā)展變化的要求。在廣度應(yīng)用上,實(shí)景孿生城市建設(shè)關(guān)注大數(shù)據(jù)融合分析和應(yīng)用,基于多源、海量數(shù)據(jù)分析,多維、準(zhǔn)確地掌握事物特征和發(fā)展態(tài)勢(shì)、關(guān)鍵影響因素、發(fā)展規(guī)律,提高國(guó)家科學(xué)決策水平,提供個(gè)性化、差異化服務(wù),提升解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力。
實(shí)景孿生(DigitalTwin)的概念較早是由美國(guó)密歇根大學(xué)的MichaelGrives教授于2003年提出。但其在國(guó)內(nèi)引起普遍關(guān)注,是因?yàn)樾郯残聟^(qū)的建設(shè)中明確提出,數(shù)字雄安建設(shè)較重大的創(chuàng)新,是形成與新區(qū)共同成長(zhǎng)的實(shí)景孿生城市,而實(shí)現(xiàn)的主要方式,就是在建設(shè)物理城市的同時(shí),通過(guò)萬(wàn)物互聯(lián)感知,匯聚多方數(shù)據(jù)搭建城市智能模型(CIM)。2018年住建部起草的《“多規(guī)合一”業(yè)務(wù)協(xié)同平臺(tái)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》,鼓勵(lì)有條件的城市,可在BIM(BuildingInformationModeling)應(yīng)用的施工技術(shù)上建立城市信息模型(CityInformationModeling)。中國(guó)工程院吳志強(qiáng)院士則提出了城市智能模型(CityIntelligentModeling),對(duì)CIM進(jìn)行了更深層次的解讀??梢哉f(shuō),隨著CIM定義的提出和不斷深化,實(shí)景孿生城市建設(shè)將更加深入。總之,這些概念的提出給予了智慧城市有力的支撐。利用3DGIS+視頻融合+時(shí)空位置智能技術(shù)“實(shí)景數(shù)字孿生”,自主研發(fā)了實(shí)景孿生解決方案。
實(shí)景孿生的定義及典型特征標(biāo)準(zhǔn)化組織中的定義:實(shí)景孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定物理實(shí)體或過(guò)程的數(shù)字化表達(dá),該數(shù)據(jù)連接可以保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間的同速率收斂,并提供物理實(shí)體或流程過(guò)程的整個(gè)生命周期的集成視圖,有助于優(yōu)化整體性能。學(xué)術(shù)界的定義:實(shí)景孿生是以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬實(shí)體,借助歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及算法模型等,模擬、驗(yàn)證、預(yù)測(cè)、控制物理實(shí)體全生命周期過(guò)程的技術(shù)手段。實(shí)景孿生的定義及典型特征標(biāo)準(zhǔn)化組織中的定義:實(shí)景孿生是具有數(shù)據(jù)連接的特定物理實(shí)體或過(guò)程的數(shù)字化表達(dá),該數(shù)據(jù)連接可以保證物理狀態(tài)和虛擬狀態(tài)之間的同速率收斂,并提供物理實(shí)體或流程過(guò)程的整個(gè)生命周期的集成視圖,有助于優(yōu)化整體性能。學(xué)術(shù)界的定義:實(shí)景孿生是以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬實(shí)體,借助歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及算法模型等,模擬、驗(yàn)證、預(yù)測(cè)、控制物理實(shí)體全生命周期過(guò)程的技術(shù)手段。建設(shè)實(shí)景孿生智慧監(jiān)所實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)。云計(jì)算實(shí)景孿生供應(yīng)
黎陽(yáng)之光陸續(xù)推出視頻融合系統(tǒng)、數(shù)字孿生,實(shí)景孿生--全域全實(shí)景立體管控平臺(tái)。港口多維實(shí)景孿生技術(shù)指導(dǎo)
在行業(yè)中經(jīng)常遇到一種理解,提到實(shí)景孿生就直接聯(lián)想到三維仿真展示,特別是三維仿真的背景中展示一些數(shù)據(jù),就認(rèn)為是實(shí)景孿生。這種理解是片面的。實(shí)景孿生的中心在于對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行近乎實(shí)時(shí)的計(jì)算,以獲得對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工況的精細(xì)的認(rèn)知,以便做出符合事件的決策。其中心是數(shù)據(jù)和計(jì)算。三維仿真展示雖然也是一種映射,但是只是三維空間的映射,其結(jié)果是讓數(shù)據(jù)、狀態(tài)或事件的展示和系統(tǒng)的瀏覽很直觀,特別是以大屏的方式展示,給參觀者一種很酷炫的感覺。但是,它畢竟是一種人機(jī)界面的表達(dá)方式,其中所展示的數(shù)據(jù)、狀態(tài)或事件必須從實(shí)景孿生的數(shù)據(jù)和算法模型中獲得,沒有實(shí)景孿生的數(shù)據(jù)和算法的支持,這些展示沒有太大的意義。港口多維實(shí)景孿生技術(shù)指導(dǎo)