徐凱-數字孿生構建自然資源領域的應用新場景.pptx

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1、數字孿生構建自然資源領域的應用新場景城市形態管控平臺北京元以論策科技有限公司 徐凱目錄1、背景概述2、基于數字孿生技術的自然資源應用體系架構3、城市形態管控平臺 數字孿生的通俗解釋是，將物理世界的人、物、事件等所有要素數字化，在網絡空間再創造一個與之對應的“虛擬世界”，形成物理維度上的實體世界與信息維度上的虛擬世界同生共存、虛實交融的新形態。為物理實體創建虛擬對象，模擬其在現實環境中的行為。1.1 數字孿生概述1.2 自然資源業務范疇兩統一七大業務最終目標統一行使全民所有自然資源資產所有者職責統一行使所有國土空間用途管制和生態保護修復職責自然資源調查監測自然資源確權登記自然資源所有者權益自然資

2、源開發利用國土空間規劃國土空間用途管制國土生態修復建設生態文明是中華民族永續發展的根本大計人與自然協同發展構建現代化空間治理體系提升人民群眾獲得感1.2 數字孿生技術在自然資源應用場景的思考 基于數字孿生技術的自然資源應用，在時空信息可視化的基礎上強調現實空間和數字空間的深度交互和映射聯系，從而提升管理效率，輔助科學決策，為國土空間規劃、用途管制、耕地保護和生態修復、城市體檢評估等自然資源業務領域帶來深遠的影響，為實現自然資源全要素的數字化和虛擬化、全狀態的實時化和可視化、自然資源管理決策的協同化和智能化提供強有力的支撐。2.基于數字孿生技術的自然資源應用體系架構全息化空間數據采集設備基礎設施

3、層基礎設施層數據層數據層平臺層平臺層應用層應用層用戶層用戶層智能化，空天地一體化數據建模、處理軟件硬件基礎設施衛星測繪傾斜攝影三維模型激光點云建筑模型物聯感知基礎地理遙感影像國土調查礦產資源海洋資源國土空間規劃自然資源不動產登記.自然資源三維立體自然資源三維立體“一張圖一張圖”數據庫數據庫三維三維GIS規則數字化規則數字化人工智能人工智能物聯網與大數據物聯網與大數據沉浸式引擎沉浸式引擎SkyScenery數字孿生平臺數字孿生平臺自然資源與規劃部門相關政府部門企事業單位社會公眾.城市形態管控平臺自然資源和不動產確權登記國土空間規劃實施監督自然資源監管決策自然資源監管決策自然資源調查監測自然資源調

4、查監測.土地利用綜合規劃管理自然資源資產信息管理生態修復一張圖管理三維選址與合規性審查地質災害智慧防御指揮歷史風貌資源保護地下管線三維規劃管理體檢指標三維動態展示違法違規智能識別違法建設動態巡查體檢指標三維動態展示動態立體巡查監管2.1 數據層-自然資源全域感知010203040506無人機傾斜攝影系統實景三維背包式SLAM三維激光掃描系統室內5cm全景相機 手持式三維掃描儀0.02mm 站式三維激光掃描儀1mm移動測量車5cm 123“天空地網”全息采集全息要素，基礎信息應采盡采按需測繪，不同要素不同精度全空間、全類型、全時態、全屬性2.1 數據層-“一張圖”空間數據融合治理雙 評 估 與

5、雙 評 價 數 據專 題 分 析 評 價 數 據其 它 衍 生 數 據空間數據融合空間數據底板治理數據標準治理融合空 間 數 據 管 理數字孿生自然資源底座（空間中心）統一空間體系2.2 平臺層-三維GIS引擎多源數據融合展示+立體時空計算+三維智能分析2.2 平臺層-規則數字化建設項目用途管制建設項目選址條件庫合規性審查規則庫建設設計方案審查規則庫.數字規則庫算法模型規則管理引擎文本語言文本語言計算機語言計算機語言計算機自動審查輔助決計算機自動審查輔助決策策審批決策自然資源管理規則的文本語言轉化為計算機語言2.2 平臺層-影像智能解譯動態監控立體監管林水山田湖草衛星定位遙感監測物/互聯網自然

6、資源全要素立體監管國土空間用途動態監測生態問題實時預警預報2.2 平臺層-現實世界智能感知、實時模擬實時感知+數據傳遞+大數據分析通過視頻監控、動態感知設備、氣象、溫度、流量檢測等智能感知設備，實時掌握場景的運行實況，自動識別異常事件；運用動態模擬軟件，實現物件的動態孿生仿真和關鍵設備的全程跟蹤，為管理提供直觀、高效的數據支撐?；趧屿o態數字孿生，依托線上數據共享，形成“感知自動發現、實時自動推送、快速協同處置”的閉環管理，實現由經驗判斷型向數據分析型轉變，由被動處置型向主動發現型轉變，從城市運行數字體征“防未然”，守住城市“生命線”。2.2 平臺層-沉浸式技術游戲引擎+穿戴VR設備2.2 平

7、臺層地上地下一體化、室內室外一體化、二維三維一體化產品發展歷程三維地形發布工具，生產TDF數據。數據發布平臺，具有高并發、分布式、集群部署能力。多源數據整合、編輯、管理軟件，生產地理特征數據庫（3DM）?？梢暬治鲕浖?。豐富的三維場景創建、編輯、展示功能，自定義路徑量測分析應用功能。二次開發包，具有完善的二次開發接口支持。出色的場景效果卓越的海量數據處理超過10000平方公里城市模型支持大場景傾斜攝影數據領先的互聯網技術互聯網三維公示功能城市設計三維展示多源數據及服務聚合能力多源、多層次、多場景的數據組織、數據存儲、數據服務計算機集群和通道融合能力多通道圖像邊緣融合和計算機集群動態調度技術，支

8、持高分辨率、大場景的VR體驗國家級服務平臺能力“智惠瀾湄”三維GIS公共服務平臺 柬埔寨風險管控平臺自主研自主研發發的全國產空空間間信息平臺信息平臺 SkyScenery SkyScenery 系列軟件 3.應用層-城市形態管控城市城市形態形態管控管控平臺平臺自然資源和不動產確權登記國土空間規劃實施監督自然資源監管決策自然資源監管決策自然資源調查監測自然資源調查監測.土地利用綜合規劃管理自然資源資產信息管理生態修復一張圖管理三維選址與合規性審查地質災害智慧防御指揮歷史風貌資源保護地下管線三維規劃管理體檢指標三維動態展示違法違規智能識別違法建設動態巡查體檢指標三維動態展示動態立體巡查監管 在自然

9、資源這個大場景中，目前數字孿生技術在自然資源調查監測、不動產登記場景中應用較為成熟，在其他場景中雖然有一些研究和項目實踐，但是總體來說還是出入初步探索的階段。因此在城市形態管控這個場景中，我們做了一些嘗試。3.1 三維規劃輔助決策面臨的現狀1.審查要點向計算機規則的轉變2.真正實現機器化和智能化的轉變還有一定的路要走3.數據更新的時效性及成本問題全息化空間數據采集設備全息化空間數據采集設備智能化，空天地一體化智能化，空天地一體化數據建模、處理軟件數據建模、處理軟件硬件基礎設施硬件基礎設施規則數字化規則數字化機器學習、人工智能機器學習、人工智能人理解機器理解機器理解機器有經驗，也就是如何做到更智

10、能全息采集+機器智能化處理，新型基礎測繪體系為自然資源應用場景提供了保障3.1 城市形態管控平臺建設思路存在問題管理統一性欠缺完善城市設計編制體系，推進管理平臺的建設，對城市設計項目的組織和開展進行統一管理。梳理城市特色管理系統建立城市設計成果索引及狀態管理系統構建城市設計管理平臺技術規范不足規范各層次城市設計編制成果的內容及深度要求，并針對不同層次城市設計成果提出相應技術標準。明確各層級城市設計編制內容及成果表達制定城市設計制圖標準 制定城市設計建庫技術規范成果銜接性欠佳建立城市設計數據庫，通過二三維一體化的應用，輔助項目的編制與審批。構建城市設計應用平臺建設城市設計成果庫明確城市設計管控要

11、素重點內容解決思路構建城市設計管控標準規范體系，建設城市設計數據庫，研發管理應用平臺。3.1 城市形態管控平臺建設思路支撐城市設計管控體系的實施運行：設計成果轉譯成規劃管理語言，落實到城市空間管控與引導展示城市形象及特色空間：突破信息表達和處理方面的限制提升城市空間綜合分析與管理能力領導：整體了解規劃編制和實施掌握城市的現狀及發展趨勢輔助決策。掌握全市編制情況編制項目跟蹤管理編制成果管理、展示。選址場地研究論證規劃條件研究推敲建筑方案評審。直觀認識規劃參與、監督規劃?？焖僬J知現狀及規劃輔助分析診斷規劃問題規劃編制管理者：規劃審批管理者：社 會 公 眾：規 劃 專 家：目標：目標：制定標準規范體

12、系建設數據成果體系研發城市設計綜合管理信息平臺內容：3.2 中山市城市形態管控平臺 依據城市設計導則及審查要點文件以及中山市城市設計管控要素，依托中山市良好的三維數據基礎，提供城市空間形態管理工具。主要包括:三維場景和二維規劃成果的集成展示；城市設計方案的高效評審；三維地下空間資源的精細管控。地形影像數據、傾斜攝影數據、城市現狀手工模型數據、二維矢量數據資源目錄管線數據（給水、排水、燃氣、電力、電信、軍用）市政設施宏觀觀城市設計管理、中觀城市設計管理、微觀城市設計管理城市設計功能組成建設項目、正式項目、竣工項目審查箱20個輔助分析模塊輔助功能23個常用操作工具常用工具3.2 中山市城市形態管控

13、平臺-資源目錄1.中山市全域地形影像數據（DOM+DEM）1800平方公里說明：2017、2018和2020年傾斜攝影數據，并完成數據格式轉換和數據入庫2.傾斜攝影數據重點區域300平方公里說明：1、手工模型數據層主要分為：地面、建筑、水系、道路和其他數據層；2、其他數據層包含地質三維數據3.城市現狀手工模型數據重點區域350平方公里說明：1、用地現狀規劃：用地現狀規劃、控制性詳細規劃、控規、城規、建筑高度分區、開發強度分區、建筑密度分區；2、道路：控規道路城市道路中心線、行政區化；3、城市設計管理分區：范圍、歷史風貌區、山邊地區、山體地區、手工模型范圍、水邊地區、重要道路、重要發展區4、標注

14、：點、線、面4.二維矢量數據層：中山市全域說明：1、市政設施目前主要有管線數據，包括：給水、排水、燃氣、電力、電信和軍用等管線數據5.市政設施重點區域地下市政管網數據3.2 中山市城市形態管控平臺-設計成果可視化宏觀城市設計宏觀城市設計中觀城市設計中觀城市設計微觀城市設計微觀城市設計3.2 中山市城市形態管控平臺-管控審查將待審批項目建設方案、三維模型導入系統，運用工具進行審查三維分析三維分析空間量測（距離量測、高度量測等）空間量測（距離量測、高度量測等）日照分析日照分析輔助分析（通廊、視域、天際線等）輔助分析（通廊、視域、天際線等）道路紅線、用地紅線、重點區域管道路紅線、用地紅線、重點區域管

15、控控規劃規劃分析分析建設項目多方案對比建設項目多方案對比建設項目方案調整（立面、高度、建設項目方案調整（立面、高度、體量等）體量等）建設項目輔助分析（紅線退距、控建設項目輔助分析（紅線退距、控高分析等）高分析等）3.2 智能化數據建模二維管線數據直接三維符號化驅動成三維管線模型，只需維護一套數據，方便管網數據的動態更新。3.3 人工智能輔助：輔助決策基于AI的美學評價和分析方法天際線分析通過在評價指標和機器學習兩個方面的互相印證，逐步縮小評分差距。3.3 沉浸式技術：創新多元主體智慧參與城市設計三維展示及互聯網三維公示：在互聯網上，通過鼠標及鍵盤等人機交互工具從不同的角度、高度、方位，進行三維城市設計場景互動，全面了解規劃方案及信息，實現政務公開，打造互聯網+服務模式。展望自主可控的一站式數字孿生平臺服務商