每一個技術(shù)革新的時代都有它的序曲，或如潺潺流水般綿延悠揚，或如潮水洶涌般激昂震蕩，揭開時代的華章。
數(shù)字孿生，這個看似從科幻小說中走出的概念，近年來，已經(jīng)成為實時復(fù)制工廠、企業(yè)、政府運營流程的新思路，在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如智能制造、智慧城市、醫(yī)療健康、交通運輸?shù)取v經(jīng)三十年的沉淀與變革，GIS已悄然為數(shù)字孿生奏響了一首時代序曲。正如郭仁忠院士在2023自主可控GIS技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展論壇上致辭所言，20年前，GIS在人們眼中還是一個單純的軟件工具，宛如辦公桌上的一個鋼筆或工具尺，如今，在數(shù)字化浪潮下，GIS已經(jīng)躍升為一種軟件平臺，成為我們的辦公臺。這種角色的轉(zhuǎn)變，既是GIS技術(shù)創(chuàng)新成果的體現(xiàn)，也賦予了自主可控GIS技術(shù)在數(shù)字孿生時代新的使命。
技術(shù)的碰撞：黃金機遇已至
“不出戶知天下、不窺牖見天道”。從現(xiàn)實世界到虛擬世界，數(shù)字孿生要做到的是無物不感知，無處不融合，虛實互動，孿生并行，互為補充，相輔相成，實現(xiàn)精準映射盡在掌握，洞察秋毫見微知著。國際歐亞科學(xué)院院士、廣州大學(xué)教授張新長在2023自主可控GIS軟件技術(shù)發(fā)展論壇上也表示，數(shù)字孿生不僅要感知真實的物理世界，更重要的是通過模擬、預(yù)演，對物理世界進行診斷和分析評價，從而助推現(xiàn)實世界健康發(fā)展。
而要實現(xiàn)數(shù)字孿生世界與現(xiàn)實世界的孿生并行、虛實互動，需要多種技術(shù)和知識的交叉融合。當前業(yè)界普遍認為，數(shù)字孿生建模、可視化渲染、仿真推演、感知標識、GIS與新型測繪、交互控制是支撐數(shù)字孿生的六大技術(shù)。其中，三維GIS與虛幻引擎、大數(shù)據(jù)、人工智能、BIM等信息技術(shù)的融合為構(gòu)建全空間一體化的數(shù)字孿生世界奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
誠如郭仁忠院士所指出的那樣，數(shù)字中國、數(shù)字城市、實景三維中國建設(shè)的支撐技術(shù)是數(shù)字孿生，而GIS又是數(shù)字孿生最為核心的支撐技術(shù)之一，這給GIS的發(fā)展帶來莫大的機遇與挑戰(zhàn)。
“GIS平臺是實景三維中國、CIM基礎(chǔ)平臺、數(shù)字孿生城市等數(shù)據(jù)平臺共同的時空數(shù)字底座。”中地數(shù)碼副董事長吳亮教授也多次從全空間GIS的角度解讀數(shù)字孿生，數(shù)字孿生的核心是對地理信息、物聯(lián)網(wǎng)感知以及各類的運行態(tài)勢數(shù)據(jù)進行融合，對數(shù)字世界進行快速精準的建模和表達，實現(xiàn)物理空間與數(shù)字空間的虛實交融、智能操控的映射關(guān)系，記錄仿真、預(yù)測對象全生命周期的運行軌跡，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)信息資源、物質(zhì)資源的最優(yōu)化配置。
每一次技術(shù)革新，都意味著挑戰(zhàn)與問題，也隱藏著金礦與機會。據(jù)中國信通院發(fā)布的數(shù)字城市產(chǎn)業(yè)圖譜研究報告（2022年）顯示，隨著數(shù)字孿生價值顯現(xiàn)，“探索數(shù)字孿生城市”納入十四五規(guī)劃，住建部、自然資源部、水利部等部門出臺相關(guān)政策推動數(shù)字孿生技術(shù)在城市、水利、能源、軍事、智能制造等領(lǐng)域深度應(yīng)用，2020年—2029年，數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)處于產(chǎn)業(yè)增長期。數(shù)字孿生產(chǎn)業(yè)的增長，無疑將給GIS創(chuàng)新應(yīng)用帶來愈發(fā)廣闊的空間。
變革的序曲：夯實數(shù)字孿生之基
發(fā)展數(shù)字孿生技術(shù)是促進數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟融合創(chuàng)新，推動我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，培育壯大新動能，實現(xiàn)我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要戰(zhàn)略性舉措。在這個過程中，GIS技術(shù)的自主可控，將為數(shù)字孿生、數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供堅實的核心技術(shù)支撐。“實現(xiàn)關(guān)鍵核心GIS技術(shù)自主可控，加強數(shù)字經(jīng)濟信創(chuàng)建設(shè)，著力破解卡脖子難題，是維護我國地理信息安全、夯實我國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展根基的關(guān)鍵。”在2023自主可控GIS技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展論壇上，地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會秘書長王增寧的致辭引人深思。
無獨有偶，北京大學(xué)教授、國際歐亞科學(xué)院院士鄔倫也在論壇上強調(diào)GIS在數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。“GIS是重要的、共性的支撐平臺”，鄔倫教授認為，數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的核心是“數(shù)字產(chǎn)業(yè)化”和“產(chǎn)業(yè)數(shù)字化”，而產(chǎn)業(yè)跟空間是離不開的。GIS能夠?qū)⒕哂锌臻g屬性的各種資源環(huán)境信息管理起來，各產(chǎn)業(yè)都可以通過GIS平臺來進行進一步規(guī)劃。更為重要的是，GIS涉及國民經(jīng)濟、公民隱私以及國家的公共安全，本身就是數(shù)字經(jīng)濟的重要的構(gòu)成部分，所以需要國產(chǎn)化、需要自主可控。
隨著“數(shù)字中國”建設(shè)的不斷深入，步入數(shù)字孿生的時代，地理信息的應(yīng)用將越來越廣泛。“在別人的墻基上砌房子，再大再漂亮也經(jīng)不起風(fēng)雨。”打造自主可控的GIS平臺，既是維護我國地理信息安全的關(guān)鍵，又是夯實我國數(shù)字經(jīng)濟穩(wěn)健發(fā)展、賦能千行百業(yè)快速向數(shù)字化邁進的軟件之基。
“沒有國產(chǎn)GIS軟件的誕生，就沒有后來行業(yè)信息化的興盛，也沒有現(xiàn)在國家數(shù)字化的基礎(chǔ)。”郭仁忠院士在論壇上回顧了以中地數(shù)碼為代表的民族企業(yè)發(fā)展自主可控國產(chǎn)GIS軟件、促進我國地理信息學(xué)科以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程。作為早期開展國產(chǎn)GIS軟件研究的專家，鄔倫教授也見證了我國GIS軟件從無到有、再到蓬勃發(fā)展之路。“經(jīng)過30多年的發(fā)展，總體來看，國產(chǎn)GIS軟件跟國際先進軟件基本已經(jīng)不相上下。”在鄔倫教授看來，國產(chǎn)GIS軟件真正解決了卡脖子的問題，“國產(chǎn)GIS軟件可以說完全達到了自主可控，而且基本是一流水平。”
新的挑戰(zhàn)：自主可控GIS的下一手
在激烈的國際競爭中，科技創(chuàng)新就如同逆水行舟，不進則退。發(fā)展自主可控GIS軟件，首先，要求國產(chǎn)GIS科研力量加大技術(shù)研發(fā)投入，掌握關(guān)鍵技術(shù)，提高核心競爭力。在數(shù)字孿生時代來臨的今天，中地數(shù)碼加快自主可控GIS平臺關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，持續(xù)迭代GIS平臺技術(shù)和產(chǎn)品。據(jù)中地數(shù)碼副董事長吳亮教授介紹，MapGIS已經(jīng)實現(xiàn)了全空間實體數(shù)據(jù)模型與三維建模、全空間數(shù)據(jù)融合與處理、全空間可視化與分析等技術(shù)方向的創(chuàng)新。在大數(shù)據(jù)智能GIS方面，MapGIS取得了時空大數(shù)據(jù)分布式分析、基于知識圖譜的智能知識服務(wù)、基于深度學(xué)習(xí)的目標識別與檢測等技術(shù)的突破進展。
另一方面，技術(shù)創(chuàng)新要關(guān)注實際應(yīng)用需求，推動GIS技術(shù)與各行業(yè)領(lǐng)域的深度融合，為數(shù)字中國建設(shè)提供有力支撐。正如中地數(shù)碼董事長劉永教授所強調(diào)的那樣，“技術(shù)的價值在于應(yīng)用，應(yīng)用一定是根據(jù)社會需求發(fā)展出來的，我們要做的是國家和政府關(guān)注的、老百姓也用得上的技術(shù)，而不是空中樓閣。”科研的初心和目標對于最終的成果轉(zhuǎn)化起著至關(guān)重要的作用。
解決方案發(fā)布儀式
再者，自主可控GIS的發(fā)展不能僅靠“孤勇者”，產(chǎn)業(yè)需要聯(lián)合作戰(zhàn)，政產(chǎn)學(xué)研用需要協(xié)同創(chuàng)新、深度融合，進一步提升產(chǎn)業(yè)鏈強度與韌性。其中，較為緊迫的是聯(lián)合國產(chǎn)化芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、云平臺、整機等國產(chǎn)軟硬件廠商力量，共建信創(chuàng)GIS生態(tài)，以生態(tài)體系的自主可控為國家信息化戰(zhàn)略構(gòu)筑安全可靠的基石。中地數(shù)碼目前已經(jīng)與主流國產(chǎn)硬件廠商完成產(chǎn)品兼容認證，并在2023自主可控GIS技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展論壇上，發(fā)布了MapGIS實景三維解決方案、MapGIS數(shù)字孿生平臺解決方案，深圳市城市公共安全技術(shù)研究院、深圳計算科學(xué)研究院與MapGIS聯(lián)合發(fā)布了基于崖山數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的MapGIS空間數(shù)據(jù)存儲管理解決方案、基于信創(chuàng)環(huán)境的CIM平臺解決方案，進一步推進創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用落地。
行路有道，東風(fēng)正來。在這個數(shù)字孿生技術(shù)散發(fā)迷人魅力，數(shù)字經(jīng)濟煥發(fā)蓬勃生命力的時代，歷經(jīng)千錘百煉的國產(chǎn)GIS在自主可控的道路上跫音激蕩、鏗鏘有力。新的使命在肩膀，且看自主可控國產(chǎn)GIS奏響時代序曲，推動數(shù)字孿生跨入新一幕，共享地理智慧、賦能數(shù)字中國。
