“十四五”规划纲要中明确提出,完善城市信息模型平台和运行管理服务平台,构建城市数据资源体系,推进城市数据大脑建设,探索建设数字孪生城市。这为空间信息产业创造了巨大的发展机遇,也带来了所未有的全新挑战。
机遇与挑战推动了新型基础测绘的快速发展,加速了数字孪生技术的应用落地,也让更多优秀企业投身科技创新,寻求更具突破的技术和商业路径。
近日,泰伯网专访泰瑞数创副总裁孙东风女士。孙东风介绍,数年研究和应用已经证实,语义化,将是破局数字孪生技术落地,推进实景三维中国建设的关键一环,只有语义化、自动化、智能化的新型测绘产品,才能真正适应人工智能时代的发展浪潮。
泰伯网:实景三维中国叠加智慧城市发展带来了怎样巨大的市场机遇?
孙东风:2019年2月份,在全国国土测绘工作座谈会上,自然资源部提出将启动全国“十四五”基础测绘规划工作。其中,“实景三维中国”的提出和建设,将在数据采集、处理、应用方面释放大量机会,并推动地理信息产业新一轮的快速增长。
实景三维中国的建设可以解决困扰智慧城市发展已久的数据瓶颈问题。
之前在构建智慧城市的空间数据底座的时候,面临的是“三多一少”的难题,即坐标体系多,数据格式多,数据来源多,三维成果少。利用实景三维中国的建设思路和技术规范,可以统一空间数据采集、处理和管理的方法和标准。智慧城市生态里的各方参与者在这个百年未遇的时代背景下,正处在发力突破努力创新的风口。之前媒体报道里也有说实景三维中国带来万亿级别市场规模的报道,我认为如果算上对上下游产业的推动效应,这个说法是不夸张的。
泰伯网:应该如何理解新型基础测绘与数字孪生之间的关系?二者将如何共生共赢?
孙东风:数字孪生是采用信息技术对物理实体的组成、特征、功能和性能进行数字化定义和建模的过程。可以通过数字孪生体这个载体,在计算机虚拟空间建立与空间地理实体完全等价的信息模型,可以基于数字孪生体对地理实体进行管理、仿真分析和优化,在虚拟空间中完成了和地理实体的映射,从而反映相对应的实体对象的全生命周期过程。
利用这项技术,将能够基于全国统一的三维空间框架,构建自然资源三维立体时空数据模型,准确的用结构化、语义化的形式表达地上、地表、地下各类自然资源空间关系及属性信息。基于山水林田湖草是一个生命共同体的系统理念,我们可以利用数字孪生技术对自然资源部职责范围内的土地、矿产、森林、草原、湿地、水、海域海岛等各类自然资源实体进行概念、逻辑和物理建模,形成自然资源在时间、空间、语义、管理、服务等方面一体化表达的实体模型。
泰伯网:语义化是否将是智能测绘的必经之路?
2018年,泰瑞数创董事长兼CEO刘俊伟在接受采访时就曾提出,语义化将是智能测绘的必经之路。
语义化技术是泰瑞与国内外高等院校合作研发基础上,基于学术界成果和国际标准组织定义规范,独立研发的工艺流程和生产工具。带有语义的三维模型能将所有信息资源悉数加载在模型之上,从而将三维场景进行量化索引,这对智能机器理解物理世界有很大的帮助,是人工智能的重要一环,能够广泛的应用在各个行业领域。
泰伯网:什么样的新型测绘产品才能适应人工智能时代的发展浪潮?
孙东风:我认为新型基础测绘对产品的要求主要体现在三个重点上,那就是语义化、自动化、智能化。
语义化刚提出的时候,行业内还没有真正从技术上理解这个理念。当然现在大家已经在这方面达成了共识,对于测绘成果的语义化建模已经上升到了标准和技术大纲要求的层面。现在我们所有数据处理产品的结果,最后都会朝一个方向去靠近,那就是语义化模型。
语义化之后的最大的挑战就是数据生产效率,也就是自动化问题。我们可以利用深度学习等人工智能手段去提高数据生产的自动化程度,甚至实现全自动的数据生产。这将会大大降低实景三维中间建设的实施成本,也会提高数据的可用性和价值。
最后在应用平台上面有一个特点,就是数据的智能化应用,传统测绘数据都是“一张图,一张皮”,能在上面做的深度的计算和分析很受限制。现在,经过结构化处理之后的数据能够用知识图谱的形式表达出来,那就给智能化的应用打开了通道。我相信,这将会把测绘成果的智能化应用推上一个新的高度。
泰伯网:空间数据将如何通过语义化实现多行业应用?
孙东风:目前,语义化的空间数据已经广泛应用到智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智慧健康以及智能制造等多个应用领域。
从城市治理角度看,在信息空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上,将极大地改变城市面貌,重塑城市基础设施,形成虚实结合、孪生互动的城市发展新形态。从工业生产角度看,利用三维扫描、CAD等数据资料构建完整、高精度的工厂三维数字化模型,可以直观呈现工厂车间工程规划布局、生产运行、各大设备设施信息,同时再连接生产线上的物理传感器数据与制造执行系统、供应链系统,以可视化的数据展现方式为企业运营管控提供实时、精准的决策辅助。
泰伯网:泰瑞的地理实体系列产品及数字孪生底座如何适配海量多源异构数据,适应智慧城市建设的多样化需求?
孙东风:地理实体区别与基础地理信息的关键点在于,它可被视为管理对象,能够方便地实现地理信息与社会、经济、自然资源等专题信息的挂接,是各类信息聚合载体。相较于传统基础地理信息数据的按比例尺分级管理模式,地理实体则需要按照实体进行结构化管理,并且要求每个实体具有唯一编码标识。基于实体的组织方式不仅能够对社会、经济等属性信息实现挂接,而且能够实现数据的动态更新和实时维护。
SmartEarth 地理实体服务平台是泰瑞数创自主研发的,空间地理实体建设整体解决方案中的重要组成方案,产品内容涵盖模型结构关系、多尺度细粒度数据存储、语义处理技术、空间语义关联知识图谱,支持挂接外部业务数据,赋予实体时空编码,可进行图谱化管理、能够实现实体可视化查询,按需组装按需发布等功能,解决多源异构的空间数据难以集成应用、地理实体间缺乏关联关系以及智慧城市建设多样化需求等问题,提供统一生产、统一存储、统一管理、统一发布的地理实体数据全链条服务。技术上通过语义关联知识图谱建立实体数据结构关系,实现实体数据关联查询和推理分析其他实体数据,实现了:
1. 一库多能、按需组装:支持新建小组作为需求空间,通过在场景中选择实体加入分组,完成需求组装,分组数据可预览和导出。
2. 一码多态、快速挂接外部数据:基于地理实体唯一编码标识,可挂接整合外部数据,如BIM、IoT、视频等多源异构的非结构化数据,满足智慧城市各行业智能化分析需求。
泰伯网:各方应该如何共同整合产业链生态资源,促进数字孪生技术赋能产业发展?
孙东风:目前针对数字孪生技术发展过程中出现的问题,我觉得还是很有必要正本清源,在生态圈构建的过程中严格区分数字孪生技术和传统信息化可视化技术的区别。只有提高了行业的技术准入门槛,才能够避免发生劣币驱逐良币的现象,行业才能健康发展。
泰瑞今年一月份也在中国地理信息产业协会新近成立的数字孪生工委会中承担了主任单位的工作,希望通过技术标准和市场推广上的努力协作,来促进行业自律和发展。
泰伯网:泰瑞长期参与相关行业标准制定,目前各类相关标准制定的推进情况如何?
孙东风:在理论研究和标准制定方面,泰瑞拥有发明专利和软著共100余项,并多次参与编制了工信部电子标准化研究院和信通院的《数字孪生应用白皮书》、《数字孪生城市白皮书》, 在推荐的数字孪生6项核心技术占了4项,13个案例被收录,覆盖城市语义三维建模、智能工厂、铁路工程设计、社会综合治理、交通路网、空中交通管理、应急救援、智慧消防、公安等应用领域。参与自然资源部《新型基础测绘与实景三维中国建设关键技术系列标准》、工信部《智慧城市标准》、中国科技产业促进会《数字孪生技术应用指南》等多项标准编制工作,已发布团体标准《T_ZSA 20-2020社区疫情防控信息化平台技术要求》。
泰伯网:此前您曾提到过的版权保护问题,如今是否得到改善?
孙东风:从整体来看,这个问题还是在不断改善的。我看到现在从监管层面已经非常重视这个问题了,但是在落实到具体基层单位还会有一些工作上的缺失。
我建议在数据或者软件的实际使用单位还是要落实正版审核机制,对于数据服务单位落实资质审核机制,特别是国内的新型基础测绘试点城市更是要把这项工作重视起来,对于有版权争议的软件产品严格限制进入。另外我还建议在测绘数据相关的工作中应该谨慎吸收有外资背景的企业参与。
泰伯网:新的市场变化对以地理实体为主要研究对象的空间智能企业提出了哪些新的要求?
孙东风:如何利用数字孪生等先进技术建设实景三维中国,是摆在所有市场参与者面前的共同机遇和挑战。技术的快速发展和落地,也离不开行业内所有企业的共同努力,只有坚持不断创新才能在激烈的市场竞争中胜出。以前做地理实体的公司如果不拥抱变化,使用新的技术和理念来改造自己,就会被市场淘汰。
希望从业者们能够抓住机会,共同推动行业内供给侧结构性改革,改变以往的生产组织服务模式,从技术创新、标准制定、工作对象、产品内容和服务形式等方面实现全新的突破。
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