数字孪生技术可以实现从实体到虚拟的映射,用数字化的方式展现物理世界的状态。这项技术从2016年起连续被Garter评为当年的十大战略趋势之一。目前在工业、汽车、交通、航空航天等领域获得了高速发展,帮助企业完成从产品研发、制造到后期运维的全生命周期的管理。Markets预测到2023年,数字孪生市场规模将达到157亿美元,并以38%复合年增长率增长,2024年超过210亿美元,到2025年将突破260亿美元。
近几年智慧城市和工业信息化的发展对传统的空间信息采集、分析手段提出了很多挑战,数字孪生技术成为可靠的底层技术支撑。这主要是因为国内对于空间信息的采集一度属于劳动密集型工作,由于技术手段有限,大量作业人员需要手工完成地理信息识别及地图的标注,缺乏准确的空间描述标准和及时高效的更新手段。
本文介绍的是一家基于数字孪生技术实现高精度三维场景重建和模拟仿真,为政府及工业领域用户提供数字孪生解决方案的公司。公司业务从自然资源入手,逐步应用扩展到智慧城市、工业及出行领域,具备数字孪生的全产业链服务能力。公司产品架构已搭建完毕,主要分成四个部分:高精度航空传感器 、智能数据处理中台、 空间信息大数据平台 、行业解决方案。核心竞争力体现在“硬件/软件/服务”的一体化研发能力。目前可通过航空倾斜摄影测量、卫星遥感、激光雷达测量等技术手段,实现对室内、水下、地表、地下等全物理空间场景的三维数据采集。公司凭借自主研发的摆扫式立体测绘航空相机,可实现超高像素的大画幅航空摄影测量,传感器摆扫支持102大视场角成像,自动像移补偿、自动成果自检,其作业效率在单位小时内是国外产品的2-3倍。正在研发的高光谱传感器可以解决不可见光频谱段内,获取测量目标的光谱信息,进而解译出物体表层温度、材质等情况,提高测量信息的完整度,并利用语义特征识别转化为结构化数据,最后形成空间知识图谱,为具体的行业应用提供数据基础。在遥感测绘传感器方面,国内目前具有自主研发实力的企业极少,代表企业还有四维远见等国内高科技公司,其他大多还是依赖进口国外产品,造价很高。数据采集之后的处理、分析涉及到计算机视觉和基于人工智能的语义计算两大核心技术,团队利用计算机视觉重建三维场景,语义处理技术则是帮助非结构化数据转化为结构化数据,从而精准分辨物体的类别、状态。此外,公司正在利用深度学习、云计算对大数据进行训练,协助后期解决方案的形成,数据结构化能力是基础。在应用平台层面,基于多年在空间信息引擎上的技术积累,团队研发了SmartTwins数字孪生底座平台,整合了空间信息服务、知识工程和模拟仿真的等多种技术,以微服务的架构为应用开发提供服务。作为对标国际上如GE Predix和Bentley iTwins Service等产品。