智慧城市『黑科技』:國內(nèi)廠商泰瑞SmartEarth首發(fā)數(shù)字孿生戰(zhàn)略

在Gartner發(fā)布的2019年十大戰(zhàn)略性技術(shù)趨勢中，數(shù)字孿生技術(shù)（Digital Twin）被認(rèn)為在未來5年將產(chǎn)生破壞性創(chuàng)新，并帶來商業(yè)機(jī)遇。

只是由于比較早期，該技術(shù)依然停留在概念推廣階段。一般而言，數(shù)字孿生是現(xiàn)實(shí)世界或系統(tǒng)的數(shù)字化表現(xiàn)，可為真實(shí)設(shè)備構(gòu)造一個虛擬模型以降低維護(hù)難度與成本，可以說，萬物皆可數(shù)字孿生，人、物、設(shè)備、城市部件、建筑等，在數(shù)字世界都有孿生體平行發(fā)展互相作用。

目前在巨頭中，發(fā)布此項(xiàng)技術(shù)的并不多（微軟發(fā)布過Azure Digital Twin），但在工業(yè)場景、自動駕駛和智慧城市場景中，數(shù)字孿生將有廣泛應(yīng)用。

尤其在國內(nèi)，雖然經(jīng)歷了短暫的A股熱潮數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算等概念，但是真正落地的企業(yè)很少。4月17日，泰瑞數(shù)創(chuàng)正式發(fā)布其數(shù)字孿生戰(zhàn)略，宣布建立數(shù)字孿生品牌“泰瑞SmartEarth”，這可能成為國內(nèi)企業(yè)正式入局?jǐn)?shù)字孿生的一次標(biāo)志性舉動。

泰瑞數(shù)創(chuàng)科技創(chuàng)始人兼 CEO劉俊偉在會上表示，泰瑞SmartEarth致力于研發(fā)并利用更好的技術(shù)生產(chǎn)數(shù)字孿生數(shù)據(jù)，企業(yè)將重點(diǎn)聚焦智慧城市、智能工業(yè)和自動駕駛?cè)箢I(lǐng)域。

城市“復(fù)雜巨系統(tǒng)”與數(shù)字孿生如何打通？

實(shí)際上，這就涉及到智慧城市中地理數(shù)據(jù)測繪方式的改變。目前業(yè)界最前沿的就是實(shí)景三維數(shù)據(jù)。

據(jù)了解，雖然GIS（地理信息系統(tǒng)）在城市規(guī)劃、管理中的工具屬性越來越突出，但是二維的GIS因?yàn)闊o法完全顯示地形、環(huán)境、空間結(jié)構(gòu)，加上虛擬三維的成本極高，因此以地理影像技術(shù)為基礎(chǔ)的實(shí)景三維技術(shù)成為新的升級方向。

在這個技術(shù)中，新增了連續(xù)的地面可量測影像庫作為新的數(shù)據(jù)源，并通過開放的軟件與GIS無縫集成。中國測繪科學(xué)研究院副院長李成名表示，實(shí)景三維將成為智慧城市建設(shè)的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，用以支持各類政務(wù)和行業(yè)應(yīng)用的開發(fā)。未來5-10年，我國將構(gòu)建好國家全息地理實(shí)體數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)測繪的轉(zhuǎn)型升級。

因此，從事智慧城市開發(fā)、數(shù)字孿生技術(shù)打磨的企業(yè)，務(wù)必是需要具備一定的測繪技術(shù)并獲得地理信息數(shù)據(jù)的?；诖?，泰瑞SmartEarth還宣布收購遙感測繪儀器研發(fā)領(lǐng)域的甲級測繪航空攝影資質(zhì)企業(yè)上海航遙信息技術(shù)有限公司。泰瑞數(shù)創(chuàng)科技創(chuàng)始人兼 CEO劉俊偉表示，這很好地彌補(bǔ)了他們在高精度傳感器的研發(fā)能力上的不足。

據(jù)悉，航遙團(tuán)隊(duì)核心人員來自于中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所，自2012年開始他們面向市場需求，研發(fā)了系列化多視角航空攝影測量系統(tǒng)以及高/多光譜航攝傳感裝備，提供了自然資源和環(huán)保水利行業(yè)的新型變化檢測技術(shù)手段。

比如，其自主研發(fā)的中國首臺擺掃式立體測繪航空相機(jī)ASC4100，選用四臺一億像素中畫幅航空照相機(jī)，利用下視雙拼相機(jī)和后視雙拼相機(jī)同時成像的原理，通過面陣凝視掃描成像技術(shù)，借助傳感器掃擺實(shí)現(xiàn)102°大視場角成像的功能，再結(jié)合相鄰航線相反方向飛行和大重疊率拍照的飛行設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)獲取地面景物的頂部和前后左右多方向大重疊高分辨率的航空影像，實(shí)現(xiàn)三維立體測繪。

該項(xiàng)收購將完善泰瑞SmartEarth在前端數(shù)字孿生實(shí)景三維數(shù)據(jù)方面的采集技術(shù)能力，做到輕松完成城市級、精度可達(dá)2cm的數(shù)據(jù)采集。

數(shù)字孿生將帶來智慧城市的“破壞性創(chuàng)新”

“現(xiàn)在的智慧城市建設(shè)，毫不夸張的說，有一種簡單堆砌之感，就是信息化時代的各個場景，現(xiàn)在只是稍微做了串聯(lián)，只是物理上的變化。然而數(shù)字孿生的出現(xiàn)，促成的是城市的化學(xué)變化，由點(diǎn)到線再到面，最終立體化?！敝袊磐ㄔ寒a(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所副總工程師高艷麗如此表示。

據(jù)觀察，從技術(shù)動因上來分析為什么提出數(shù)字孿生，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)下AI、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、泛在感知、5G、量子通信正如日中天，且越發(fā)成熟，感知與控制及其相互作用將形成穩(wěn)定的智能能力，一幅技術(shù)拼圖正在形成。

對應(yīng)到城市管理，物理世界和數(shù)字世界有了最好的轉(zhuǎn)化模型，各種城市大腦涌現(xiàn)。

以分領(lǐng)域信息化建設(shè)為主的智慧城市，勢必會需要一個成熟的大腦平臺來承載技術(shù)，并橫向打通數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)。但與之相比，數(shù)字孿生下的城市與物理城市是同步規(guī)劃、同步建設(shè)的，協(xié)同的能力可能更強(qiáng)。

如何理解？比如當(dāng)城市想建一座工廠，但不知道位置在哪里會比較合適，這時可以現(xiàn)在數(shù)字孿生城市中先測驗(yàn)，以觀察其對其他城市要素帶來的改變，綜合評估選址的合理性。

另外，數(shù)字孿生是“在虛擬世界仿真、在物理世界執(zhí)行”的技術(shù)，管理人員可以在后臺智能操控比如一架無人機(jī)的使用，用以測繪、掃描、商品物流等。以虛控實(shí)，城市可進(jìn)行“一盤棋”管理。

在應(yīng)用上，數(shù)字孿生由小場景走向大場景：從汽車、飛機(jī)到車廠、石油廠，最后就是面臨城市這個巨大、復(fù)雜的系統(tǒng)，進(jìn)入多學(xué)科交叉的綜合領(lǐng)域。

據(jù)了解，目前雄安新區(qū)、虛擬新加坡、法國雷恩3D城市等項(xiàng)目已經(jīng)開展數(shù)字孿生探索實(shí)踐，未來這些經(jīng)驗(yàn)將會被有效移植。

總結(jié)：數(shù)字孿生核心是城市信息模型

目前，我國智慧城市建設(shè)總體向好，城市多、發(fā)展快、政府決心大，只是數(shù)字孿生在廣泛普及中，需要利用GIS、BIM、實(shí)景三維等技術(shù)構(gòu)建統(tǒng)一的城市信息模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)加載和智能使用。

只有突破核心、抓住關(guān)鍵，城市大腦等平臺才能進(jìn)行綜合指揮，對于政府來說，數(shù)字孿生才是一把城市治理的利器。