M O D E R N - D A Y 14
數(shù)字孿生城市不是單一技術(shù),而是以積木式組裝結(jié)合
了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、BIM、GIS、人工智能等多項(xiàng)前沿
技術(shù)的“巨技術(shù)”,其技術(shù)復(fù)雜性和建設(shè)難度不言而喻,
但與此同時(shí)具有一定的歷史積累和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。目前前
端傳感器設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完善,穩(wěn)定高速的通信隨著
5G普及有望實(shí)現(xiàn),在技術(shù)進(jìn)步及利好政策驅(qū)動(dòng)下云服
務(wù)的應(yīng)用逐漸深入,數(shù)字孿生城市亟需解決的技術(shù)難
點(diǎn)主要聚焦在數(shù)據(jù)管理、信息模型和仿真分析三個(gè)環(huán)
節(jié),本章后續(xù)頁面將針對(duì)其中的重點(diǎn)內(nèi)容展開分析。
多技術(shù)融合,自下而上、由實(shí)入虛再入實(shí),形成了支
撐數(shù)字孿生城市技術(shù)理念的、運(yùn)行機(jī)制閉環(huán)的技術(shù)堆
棧。
關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)重點(diǎn)解析|數(shù)據(jù)層物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)備接入
能力是孿生城市建設(shè)的基礎(chǔ)
廣泛布設(shè)的傳感器設(shè)備和全面連接的智能化設(shè)備是數(shù)
字孿生城市建設(shè)的基礎(chǔ)和前提條件,也是孿生城市動(dòng)
態(tài)數(shù)據(jù)養(yǎng)分的來源。設(shè)備的接入、通信、控制和聯(lián)動(dòng)
是物聯(lián)網(wǎng)的基本功,但在孿生全面感知需求下,百分
之百的存量/新增設(shè)備與平臺(tái)雙向通信使得建設(shè)難度大
幅提升。面對(duì)多源異構(gòu)通信協(xié)議,廠商物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)主
要通過設(shè)備直連、網(wǎng)關(guān)接入和云云對(duì)接三種方式建立
高并發(fā)、穩(wěn)定、可靠、安全的設(shè)備通信,以求消除海
量終端通信協(xié)議的差異、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但網(wǎng)關(guān)接入設(shè)備
類型受限、設(shè)備接口不標(biāo)準(zhǔn)/被占用/無法新增等難題
仍存在,依靠平臺(tái)側(cè)軟件集成的方式解決問題不可避
免的造成了項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度的延后和成本高筑,國家/行
業(yè)層面亟需出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在下一輪設(shè)備更新周期中
實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的統(tǒng)一。
Garbage In,Garbage Out,時(shí)空數(shù)據(jù)的高效管理至
關(guān)重要
城市是自然與社會(huì)深度耦合的復(fù)雜系統(tǒng),包含了自然
資源和人造實(shí)體的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)要素,要素的數(shù)字化、
集約化管理形成了城市時(shí)空大數(shù)據(jù)資產(chǎn)。下表中,時(shí)
空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)支撐著真實(shí)、精準(zhǔn)的
城市信息模型構(gòu)建,物聯(lián)感知數(shù)據(jù)沿分布式算力網(wǎng)絡(luò)
流動(dòng)革新,從“臟數(shù)據(jù)”經(jīng)清洗、加工、標(biāo)簽化逐步蛻變
為專題數(shù)據(jù)以供上層BI分析調(diào)用。低質(zhì)的輸入必然導(dǎo)
致低質(zhì)的輸出(GIGO),時(shí)空大數(shù)據(jù)的高效管理對(duì)孿
生系統(tǒng)的價(jià)值釋放至關(guān)重要,是使能北向應(yīng)用的數(shù)字
底座。此外,海量、多維、實(shí)時(shí)、非結(jié)構(gòu)化的時(shí)空數(shù)
據(jù)累積將對(duì)未來城市IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出新要求。
關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)重點(diǎn)解析|模型層可視化交互具有必要
性,服務(wù)于機(jī)器學(xué)習(xí)是建模的根本目的提到信息建模,
有人將其與可視化大屏劃上等號(hào),這無疑是管中窺豹,
關(guān)注了數(shù)字孿生的表象與形式,忽視了其本質(zhì)與內(nèi)涵。
數(shù)字孿生城市信息模型(簡稱CIM)由實(shí)景三維模型
和語義模型共同構(gòu)成??臻g幾何建模是對(duì)物理世界三
維立體結(jié)構(gòu)和外觀的數(shù)字表達(dá),是服務(wù)于人類瀏覽和
理解的人機(jī)交互界面,更注重模型的精度、還原度和
準(zhǔn)確性。語義模型是在三維模型基礎(chǔ)上對(duì)物理世界的
深度理解,提煉信息、總結(jié)規(guī)律、構(gòu)建時(shí)空知識(shí)圖譜,
滿足AI算法開發(fā)和信息檢索。實(shí)景三維模型是CIM的
空間基底,語義模型是CIM建設(shè)的根本目的,服務(wù)于
高階的機(jī)器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練。
幾何建模在攝影測繪和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域已有長
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