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數字政通:晶石數字孿生平臺以技術賦能驅動業務創新

發布時間:2022-05-01

城市信息模型(City Information Model/Modeling,CIM)基礎平臺是現代城市的新型基礎設施,是智慧城市建設的重要支撐,可以推動城市物理空間數字化和各領域數據、技術、業務融合,可以推動城市規劃建設管理運行服務的信息化、智能化和智慧化,對推動國家治理體系和治理能力現代化具有重要意義。


建筑信息模型(BIM)、地理信息系統(GIS)、物聯網(IOT)是CIM的三大基礎支撐技術。以BIM為代表,主要實現城市小場景、微觀環境的還原與表達,如城市建筑單體、市政設施、橋梁、部件構建等;以GIS(3D GIS)為代表,主要實現大場景、宏觀環境的還原與表達,如地形地貌、水系、道路等;同時接入車流、物流、人流、監控數據流等實時動態物聯感知數據,借助大數據、AI、VR等新技術,最終有機地整合形成CIM平臺。因此CIM平臺具備大尺度、多粒度、真實感、對象化、數據化、可分析、可驅動、跨屏幕的特點。


數字政通作為一家傳統的GIS廠商,深耕GIS領域20載,連續五年排在全國地理信息產業百強榜單前十。同時由于自主知識產權的GIS產品“通圖GIS”,基于“通圖GIS”,2021年8月16日,數字政通重磅發布“晶石”CIM平臺,致力于借助完整且強大的CIM產品,推動城市治理提質增效。

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充分發揮自身優勢,以住建部頒布的《城市信息模型(CIM)基礎平臺技術導則(修訂版)》為基準、以《城市信息模型基礎平臺技術標準》為指南,同時經過全國多個項目打磨,及自身技術積淀,數字政通目前已經形成了具備“數據底板+基礎平臺+場景賦能”的全套解決方案。


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01 一流的CIM數據加工體系


數據是每個平臺運行的基礎,同時也是核心。沒有數據的平臺就好比沒有燃料的機器、沒有血液的軀體。數字政通一方面不斷主動加強自身實力、突破技術壁壘,一方面積極尋求與國內頂尖技術團隊合作,目前已形成了完整的CIM數據加工體系。

模型自動化構建技術

依托自主研發的數據加工工具,數字政通目前能夠實現城市基礎地物要素、建筑物、管線、橋梁等的自動化快速構建,從而大大提高城市大范圍三維場景的輸出能力,以最低成本、在最短時間內構建CIM1和CIM2城市三維模型。

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院士級數據團隊助力


CIM3和CIM4是CIM空間數據建設的核心,它們對應的區域是城市人口最密集、經濟最發達的建成區和中心城區,是城市重點治理,同時也是最能夠體現CIM核心價值的區域。數字政通與中國工程院院士、中國測繪科學研究院名譽院長劉先林的團隊“四維遠見”在2022年4月2日,正式簽署了戰略合作協議,依托其多傳感器技術,實現空天地一體化全要素數據采集、生產,打造具備結構化、單體化、語義化的實景真三維單體模型,同時能與各類屬性無縫掛接,服務城市各類治理場景的構建。

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持續的本地化數據更新及服務能力


CIM數據是時效特性非常明顯的一類數據,完善的數據更新體系,是保障上層CIM基礎平臺、“CIM+”行業應用系統持續且高效運行的關鍵。數字政通從三個維度采取措施,保障了CIM數據的鮮活性:(1)形成數據變化多源快速發現機制;(2)優化完善數據長效更新流程;(3)構建統一的基礎數據庫。

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02 強大的CIM基礎支撐平臺


CIM基礎平臺可支撐各行業領域信息與空間的融合匯聚,構建形成城市級統一的空間底座;可作為城市規劃、建設、管理、運行、服務工作的基礎型操作系統,是智慧城市基礎型、關鍵性和實體性的新型基礎設施;可全方位開放式地賦能于各行業、各領域的信息化工作開展,助力城市治理全面升級。

多源異構數據友好兼容

作為一個開放性、包容性的平臺,“晶石”CIM基礎平臺能夠實現海量、多源、異構數據的高效融合展示,從而提高城市場景表達的整體性、多樣性、層次性。具體而言包括:地上、地表、地下的全場景展示;影像、灰模、精模、傾斜攝影、BIM、點云、實景的多源數據綜合展示。于此同時,還能對國內常用的三維服務規范進行解析接入展示。

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高性能可視化渲染能力


數字政通的“晶石”CIM基礎平臺的可視化引擎是基于當前火熱的游戲引擎深度開發,可為推動城市規劃、建設、管理、運行、服務提供高質量的可視化基礎支撐,重點解決場景構建、對象處理、場景渲染、時間處理、碰撞檢測等問題。基于此打造的城市場景,真實感更強烈、光線更細膩、表達特效更豐富,所還原的場景具備電影級畫質。

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云端渲染+像素流推動技術,極大降低對硬件性能的要求


對于空間數據是否能高效地進行可視化渲染,通常受到硬件設備的制約,從節約成本、提高平臺運行效率的角度出發,數字政通“晶石”CIM基礎平臺基于云端渲染技術,在服務器端將多類模型渲染好,同時借助像素流技術,最終將渲染成果推送至多種終端設備進行呈現。配合游戲引擎的強大性能,使得整個“晶石”CIM基礎平臺不僅具備渲染質量高、渲染速度快的特點,同時實現了跨終端輸出(大屏端、PC端、移動端)。

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多源異構數據模型輕量化技術

CIM數據具有結構復雜、空間占用量大問題,為了使CIM數據在可視化端可以快速調度、高效渲染,“晶石”CIM基礎平臺通過簡化節點、紋理壓縮、數據組織結構優化、模型結構復用等技術來實現多類復雜模型的輕量化處理,如3dsMax人工精細化模型、傾斜攝影模型以及輕量化中提的最多的BIM模型。輕量化處理后的模型數據更加有利于存儲及網絡傳輸,同時更能提高模型的渲染效率。

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部件建模分級分類自動化構建及精準化展示

能夠實現城市部件模型分級分類的快速化自動構建及精準化展示能力,具體包括有部件模型精確方位計算算法;基于地形約束的自動化建模,使得模型能夠貼地形疊加;大規模部件的高性能展示;基于線性部件的自動化符號模型拼接。

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統一的三維數據組織規范E3D(eGova3D)

為打通WebGL引擎和游戲引擎之間的數據共享,提高產品適用范圍廣度以及可打造場景的多樣性,數字政通獨創了一種統一的三維數據組織規范E3D(eGova3D),用于“晶石”CIM基礎平臺的構建,并獲得了相關的國家專利(一種面向三維地理數據的傳輸和渲染方法及系統)。12.png

各類坐標系數據相互融合


能夠實現各種坐標系數據的相互融合,提高系統的包容性及數據處理的靈活性。具體的功能包括有:谷歌高德瓦片無偏移加載、百度瓦片無偏移加載、城市坐標系無偏移加載、二三維展示要素的自動切換、城市坐標系數據WMS、WFS方式加載。

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強大的空間資源發布與共享能力

依托“晶石”CIM基礎平臺,可實現全時空數據、服務的快捷匯聚、更新、發布,從而供第三方調用。其主要特點包括:操作連貫,可在同一平臺上完成數據的上傳、地圖的編輯、服務的發布、服務的共享;使用在線更新的策略,保證數據的時效性;以瀏覽器為操作臺,無需安裝插件。

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全方位智能感知

通過接入城市各類物聯感知設備,實時把握城市運行脈搏。同時依托“晶石”CIM的物聯網監測中心,實現各類終端設備與各類業務系統之間的深度連接,掌握城市運行狀態。

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AR技術與CIM平臺深度融合

將AR技術與“晶石”CIM平臺進行深度融合,共同打造虛實結合的應用場景,為使用者帶來超越現實的感官體驗。

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全面適配信創國產化要求

隨著經濟的不斷發展和信息化不斷深入,國家對軟件安全的需求也同樣日子增長,尤其是政府、軍事、金融等重點領域,軟件安全已經成為了信息安全的重要組成部分,關乎國家信息安全。“晶石”CIM基礎平臺憑借20余年的項目經驗打磨,目前已能夠具備兼容多款國產化桌面操作系統、處理器、服務器、數據庫、中間件、智能密鑰,從而充分滿足各方建設單位的需求。同時,相關產品也已通過了國內多個權威機構的國產化適配認證,如國家工業信息安全發展研究中心鑒定所的國產化測評認證、統信軟件的國產化認證、華為云的“沃土云創”認證。

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03 豐富的“CIM+”智能決策應用


依托新技術、新理念,“晶石”CIM可促進城市治理多種應用場景、多個行業專題的數字賦能提質增效,從而能夠更加智慧化、科學化、精細化的服務于新型智慧城市、新型基礎設施建設。譬如城市生命線綜合管理、燃氣監管、智慧管網、綜合執法、工地監管等領域,數字政通已經形成了以CIM為數字底座、賦能上層應用的完整解決方案,并且擁有相關產品。與此同時,這種新型智慧城市應用場景構建的模式也已在全國多個城市或地區,如濟南先行區、重慶江北區、宿州市等,得到落地。

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04 展望:依托“晶石”CIM平臺,打造數字孿生城市


當前,數字化場景已經進入了快速發展的關鍵階段,無論是政府還是企業,都需要加強戰略層面的思考。一方面,數字化應用場景并不是新鮮事物,共享出行、智慧零售等場景早已進入我們的生活之中,在數字化轉型加速期,眾產業紛紛拓展新技術在各自產業領域的應用場景,可以說我們已經進入了“場景為王”的時代。另一方面,數字化應用場景存在大量的待定要素,如數據的共享與保護問題,如何與公共領域市場有效融合等等,又是十足的新鮮事物。那么,發展數字化應用場景未來面臨的發展態勢是什么?如何設計其戰略發展目標和原則?如何打造一個好的數字化應用場景?

打造以城市信息模型(CIM)技術為支撐的數字孿生城市,將是解決上述若干問題的一個良好途徑。基于高精度的CIM模型數據,通過接入關鍵部位、關鍵節點的動態業務數據、智能感知數據,借助數據綜合治理、智能算法植入等手段,打造一個又一個的數字化應用場景,不僅能夠在數字世界獲得實體世界的同步鏡像,同時打造“會思考、會行動”的城市大腦,在數字世界進行模擬仿真,優化現實世界的決策執行,最終實現城市的數字孿生。


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