数字孪生地球:从理念到实践还有多远?

用高分数据构建数字地球,再将北斗实时位置信息引入。

数字孪生地球:从理念到实践还有多远?

第十一届中国卫星导航年会开幕式现场

  什么是数字孪生地球,数字孪生地球的内在逻辑是什么,如何构建数字孪生地球,从数字孪生地球理念到产品落地和实践需要突破哪些关键性技术……在第十一届中国卫星导航年会(CSNC2020)上,中科星图股份有限公司副董事长、总裁邵宗有作题为《构建“北斗为体、高分为象”的数字孪生地球》的报告,对这些问题给出了他的思考和洞见。

数字孪生地球:从理念到实践还有多远?

中科星图副董事长、总裁邵宗有作大会报告

  “用高分数据构建数字地球,再将北斗实时位置信息引入。”这是邵宗有构建数字孪生地球的基本思路,也是核心思想,概括为一个词就是“融合”,即融合“北斗+高分”的空间基础设施能力。

  据悉,数字地球概念在1998年最早由美国提出,它是大数据、云计算和人工智能等新一代信息技术、地理信息技术与航空航天产业深度融合构建的数字化的地球,是真实地球的镜像,体现为虚实之间的精准映射,需要借助卫星的对地观测数据和导航定位参数。对地观测分辨率的高低和导航定位的精确度会直接影响数字地球的呈现和应用效果。谷歌公司的谷歌地球(Google Earth)由于借助美国在遥感对地观测和全球卫星定位导航等领域的先发优势,成为发展最早和目前最为成熟的数字地球产品。

数字孪生地球:从理念到实践还有多远?

高分辨率遥感卫星

  随着今年北斗三号全球卫星导航系统正式建成开通,这大大提升了我国的卫星导航定位和通信数传能力,加之我国高分辨率对地观测系统重大专项(高分专项)历经十年建设,高分卫星的对地观测能力也迈上新台阶,这些积极的发展变化为以此为平台支撑的国内数字地球行业带来新的发展机遇,也注入新的发展动能。

  融合创新往往能够迸发出推动行业变革的磅礴力量。“北斗+高分”融合,将推动数字地球向更高层级进化,邵宗有将这一进化的最终形态称之为“数字孪生地球”。简而言之,就是将高分卫星的对地观测数据和北斗卫星的定位、授时、导航等功能结合起来,将这些地球信息全部数字化。

  据邵宗有介绍,通过高分卫星获得高时空分辨率,通过北斗卫星获得实时动态高精度,用高分数据构建数字地球“象参考框架集”,作为多源遥感产品的参考基准,同时用北斗系统提升数字地球时空基准服务能力,而这就是构建数字孪生地球的内在逻辑。他把数字地球借助“北斗+高分”融合进化,形象地比喻为给数字地球构建了强壮的“骨骼”和细腻的“皮肤”,能够为用户提供更加精准、更加鲜活的时空信息应用体验。

  科学技术的进步,科技产品的迭代升级,归根结底都是为了更好地服务于社会经济发展,解决特定的应用问题。构建“北斗为体、高分为象”的数字孪生地球,实现产品落地和应用推广,邵宗有认为需要突破多项关键技术,包括统一时空框架融合技术、高分卫星遥感智能处理与解译技术、虚实结合的全场景大数据可视化技术等,它们关乎数字孪生地球底层架构的稳定性、产品体系的完整性、应用生态的可靠性。

  据悉,中科星图是国内最早从事数字地球产品研发与产业化的企业,是国内数字地球行业的领导者。邵宗有表示,中科星图将持续加大科技研发投入和人才队伍建设,立足空天大数据获取、处理、承载、可视化和应用五大自主核心技术,基于通导遥一体、天空地融合的发展趋势,在强化高分遥感卫星应用服务能力的同时,拓展北斗导航定位卫星的应用服务能力,探索构建“北斗为体、高分为象”的数字孪生地球平台系统及产品体系,推动北斗、高分专项成果转化应用,为自然资源、交通、气象、海洋、应急等多个行业领域提供更为前沿的应用解决方案。

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