宁波“数字孪生空间底座”显示的东部新城。
不久前,“贝碧嘉”台风逼近我市,我市进入高度警戒状态,海曙与余姚交界处的隐溪河流域,沟谷深邃、人口密集。该区域实际地形地貌情况如何?现有多少居民居住?能否在短时间内实现居民的安全转移?这些问题的答案,急需知晓。
于是,几组来自宁波市测绘和遥感技术研究院的特别行动小组紧急出动——应急航飞组,立即奔赴现场采集数据,建立实景三维模型;应急制图组,紧急对接海曙区,采集区域常住人口信息,迅速关联现场建筑物,形成“人、房、地”一体化空间资源库……不到48小时,隐溪河流域实景三维模型建成,为台风防御研判提供了强有力的支撑。
这一系列行动的背后,依赖于我市于今年年初建成的“数字孪生空间底座”。
什么是城市数字孪生空间底座?简而言之,就是在数字世界中建造一座与现实一模一样的城市,如同一对孪生兄弟一样同步变化。通过数字世界,全面展现物理城市的运行状态,不仅涵盖建筑物、交通网络、绿化植被、水体系统、城市基础设施等静态地理元素,还包括人流、车流、设备以及各类社会组织等动态变化的城市活动主体。
“数字孪生城市,代表了数字城市建设的更高阶段,也是智慧城市发展的新巅峰。”正如2023年度国家最高科学技术奖得主李德仁院士所言,“这一概念要求将城市建筑模型、地理信息系统与物联网三方面进行深度融合,目前我国在此领域的研究处于国际领先地位。”
那么,宁波在这方面建设如何?数字孪生技术的应用,能给宁波带来什么?日前,记者走进宁波市自然资源和规划局、宁波市测绘和遥感技术研究院作了进一步了解。
复刻城市精细数字画像
地面3厘米大小的物体也清晰可见
沉静无云的夜晚,一架搭载着激光扫描设备的大型无人机,在宁波上空缓缓飞行,清晨的第一缕阳光刚刚洒下,测绘工程师们已抵达现场,布设好各种仪器设备,开始对宁波的“山水林田湖海城”进行精细数据采集和刻画。
无人机、车载扫描仪、背包式扫描仪、无人船、全站仪、多波束测高仪、陀螺仪……各种设备轮番上阵,测绘人员夜以继日,首次建成“地上地下、陆域海域、室内室外”一体化的宁波市数字孪生空间底座,整个宁波“五山一水四分田”地形地貌一览无余,全市345万栋楼宇也清晰可见,无论是住宅还是办公楼,亦或是乡村民居,都在数字孪生空间底座中真实呈现。
长达6.6万公里的各种地下管线、综合管廊等设施也进行了三维建模,甚至像路灯、井盖这样的小部件也被纳入其中,总数超过820万个。
“整个宁波,目前已覆盖地形级实景三维模型,空间精度达到20厘米以内;在城市居住区域,这一精度更是提高到了5厘米以内,覆盖面积达4600平方公里,约占我市陆域面积的一半,这一覆盖面积居全国城市首位。”宁波市测绘和遥感技术研究院空天遥感所副所长陈立波说,“在一些区域分辨率甚至达到了3厘米,这意味着最小可以看清地面上约3厘米大小的物体,道路上的标线、标识都非常清晰。”
留住这座城的记忆
为城市留住珍贵历史资料
以实景三维为代表的数字孪生技术,不仅是现代科技的产物,更是城市记忆与文化遗产的重要载体。
宁波,这座承载着千年商港辉煌与江南水乡韵味的城市,拥有众多值得铭记的历史遗迹和文化景观。
通过实景三维建模,宁波的老街、古桥、历史建筑乃至整个街区都可以得到精确的数字化重现,不仅保留了它们的外观形态,更重要的是记录下了它们在特定历史时期的样貌,为后人留下了一份珍贵的历史资料。
例如,天一阁、鼓楼、老外滩等标志性地点,都可以通过数字孪生技术得到细致入微的再现,即便时间流逝,这些地方的文化意义和美学价值仍能被后人所感知和欣赏。
“2010年,我们完成了对宁波江北老外滩天主教堂、天一阁等重点文物的三维激光扫描和360度全景影像数字档案采集。2014年7月28日凌晨零时48分许,宁波地标性建筑之一——江北老外滩天主教堂发生火灾,屋顶垮塌,过火面积达500平方米。我们将之前采集的天主教堂全景影像数据主动提交给江北区,包含建筑物的比例、尺寸、材质以及纹理等方面宝贵的数据资料,为教堂灾后重建提供了重要的数据参考,最终让这座曾经华丽的教堂重获新生。”陈立波说。
同时,数字孪生技术还以一种全新的姿态融入城市的文化生活,观众可自由穿梭其中,感受飞行乐趣。目前,在宁波市城展馆,基于实景三维推出的“飞跃宁波”影院,已经免费向公众开放体验,观众可以开启飞行视角,飞跃展现“天一生水,宁波甬浪”造型的宁波火车站,领略月湖历史文化街区里的一岛一屿、一楼一阁,横贯三江口,沿着中山路,看看中央公园、国际金融中心、会展中心这些地标建筑,游览整个宁波,这一切得益于实景三维技术,它真实地展现了宁波的“山海水城”景观风貌和“港产城文”人文风貌。
推动城市数智化转型
为城市高质量发展
提供数据保障
今年3月,在弥勒文化博物馆的选址和方案选择上,也应用了数字孪生空间底座。
“弥勒圣坛周边可利用土地基本依靠山体坡地,这就要求我们必须用好坡地地形,变不利条件为有利条件。数字孪生空间底座里显示这块山坡坡度较大,为了减少挖掘土方的劳动量,博物馆设计的最佳方案是沿坡地斜面布置,消防通道和货运车辆沿山脊的红线布设。”市资规局相关负责人说。
在海曙区,市测绘和遥感技术研究院围绕人、地、事、物、组织等基层治理核心实体对象,量身打造了基层治理数字孪生底座,以海曙的实景三维为底板,汇聚了28万幢建筑实体、22万条标准地址、121万名自然人、14万家企业等数据,自主研发了三维实景楼盘表,穿透“区、街道、社区、网格、幢、户”六个管理层级,实现空间快速查询统计。
截至目前,数字孪生空间底座已广泛应用于全市的城市安全运行、森林防火精密智控平台、甬江流域数字孪生应用、建筑规划风貌管控平台等50余个场景,为城市的高质量发展、高品质生活和高效能治理提供了坚实的数据保障。
“未来,数字孪生空间底座将接力‘数据要素×’效应,持续挖掘海量数据的潜在价值,促进跨领域、跨行业、多维度的应用示范,助力构建一个与现实无缝融合、同生共长、实时互动的数字孪生城市,共同交出‘争一流、创样板、谱新篇’的优异答卷。”市测绘和遥感技术研究院地理信息所所长井发明说。
记者周科娜
通讯员赵赛帅曾妍陈海珍
编辑: 杨丹纠错:171964650@qq.com