數字孿生城市作為面向新型智慧城市的一套復雜技術和應用體系,多門類技 術集成、多源數據整合和各類應用平臺功能的打通是建設成功的關鍵要素。數字 孿生城市除了數字孿生體的通用關鍵技術外,還有其獨特的關鍵技術領域,簡要 介紹如下:
1.新型測繪
測繪技術的發展經歷了模擬測繪、數字化測繪和信息化測繪發展階段。隨著 物聯網、大數據、移動互聯網等空間技術和信息通信技術的不斷進步,測繪技術 也逐漸由靠人工進行內、外業采集的傳統測繪,發展到今天的使用衛星導航定位、 無人機、物聯網、大數據等先進技術手段的智能化測繪。
數字孿生城市的構建需要新型智能測繪技術的強力支撐,在城市時空大數據 管理、地理監測、高精度實體測繪等方面提出快速測繪和精準采集的高要求,基 于實景三維的新型智能測繪技術構建的CIM是數字孿生城市運行的主要載體。 實景三維測繪是利用傾斜攝影、全景拍攝和激光雷達(LiDAR)等技術,通過多 視角圖像匹配、多數據融合來真實展示現實三維世界的新技術。其中傾斜攝影測 量因其數據獲取容易、建模快速、紋理真實,已成為實景三維構建最常用的方式。
基于“城市實景三維”動態可視化的實現,其核心技術構成包括:高精密測 量及數采設備、領先且主流的測繪方法、快速激光三維建模技術和高效數據處理 技術等:
?高精密測量及數采裝備:包括多視角航攝儀系統、適合直升機和無人機 平臺的測繪級航攝儀、全譜段多模態成像光譜儀、高光譜遙感系統、機 載雙頻激光雷達設備等;
?領先且主流的測繪方法:目前主要是傾斜攝影技術和三維激光掃描技術。 傾斜攝影技術突破了以往三維建模正射影像只能從垂直角度拍攝的局限, 通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器,同時從一個垂直、4個傾斜等5 個不同的角度采集影像,同時輔助帶坐標姿態信息的室外影像和LiDAR 數據獲取,改變不具備空間信息的傳統影像拍攝的現狀,并實現與傾斜 攝影影像等多源數據的融合。三維激光掃描技術可大面積高分辨率獲取 被測物體表面的三維坐標、反射率和紋理等密集點云數據,快速復建出 被測物體的三維模型及線、面、體等各種圖件數據;
?快速三維激光建模技術:主要指依托傾斜攝影測量遙感數據成果,結合 攝影測量學、計算機圖形學算法,通過自動化處理流程手段,獲取三維 點云、三維模型、真正射影像(TDOM)、數字表面模型(DSM)等測繪 成果的模型構建技術,如激光三維點云建模技術;
? 高效數據處理技術:指利用機器學習或深度學習算法以及SLAM算法對 測繪地理大數據進行自動識別、數據挖掘和三維重建,快速提取地物特 征、發現隱藏在大數據中的知識和還原地物模型,結合充實各地理實體