基础地理数据要素关联融合推动城市虚实共生

基础地理数据要素关联融合推动城市虚实共生

张彤 赵林  牛全臻

   深圳吉奥时空信息科技有限公司 518000     深圳农村商业银行股份有限公司 518000

   空军济南蓝天幼儿园  250002

摘要：伴随着城市化进程的持续加快、信息科技的日新月异，智慧城市建设也发展成了提高城市管理、服务专业水平的关键渠道。在国土空间基础数据平台中，基础地理数据要素作为至关重要的组成部分之一，在智慧城市建设中起着不可或缺的作用。地理实体数据要素关联关系融合推动城市虚实共生，是智慧城市建设的一项必然要求，也是地理环境工作成功实现数字化转型的重大举措。基于此，本文探讨了城市虚实共生在智慧城市建设中的重要性，并基础地理数据要素关联提出了融合推动城市虚实共生的途径，仅供参考。

关键词：地理实体；关联关系；数据调用；数字孪生；精细化治理

在城市化进程中，在环境保护的基础上，充分发挥地质资源的作用至关重要。伴随着数字孪生、云计算、5G、人工智能等科学技术的日新月异，通过综合集成、调用基础地理数据要素，并展开智能化分析，除了能够提供给城市绿色发展源源不断的动力外，也能够提供给智慧城市建设基本的地理安全保障。依托现代信息科技，加快数字世界融入到真实世界的进程，并推动城市虚实共生，是智慧城市建设面向地理环境工作提出的一项必然要求，并且与新质生产力前进的方向一致[1]。

一、城市虚实共生在智慧城市建设中的重要性

自从出具《数字中国建设整体布局规划》以后，让数字经济与“数字中国”也变成当下的一大热议话题。在智慧城市建设中，数字孪生也会从虚实孪生走向虚实融生，然后才能实现虚实共生。在建设智慧城市中，需要城市信息模型（也即CIM）的支持，其中以数字孪生（Digital Twin）、建筑信息模型（也即BIM）、地理信息系统（也即GIS）、物联网（也即IoT）等科学技术为基础，并系统整合了全时空对现代城市的运营管理、仿真模拟分析、细化治理等方面，并在三维数字空间形成一个的城市信息综合体，再以此为基础了规划、建设、管理智慧城市。在建立智慧城市资源体系中，CIM是数字孪生城市中的重要要素，在智慧城市更新升级中起着不容忽视的作用。为了让数字空间和现实空间之间可以精准映射、相互交互、彼此影响，并以此类实现智慧城市领域的数字化转型升级，均需要依靠数字孪生的科学技术体系，并实现城市虚实共生[2]。

城市虚实共生需要突破的数据信息领域中的关键科学技术，让BIM的服务对象，从人拓展延至电脑、网络、人工智能，进而提供研习、理解物理空间所需的技术手段，并广泛吸引企业加入。当前的产业主体为新型测绘工程、数据融合、数字建模和可视化技术。从长远角度来说，CIM平台本身除了是建基础设施外，还要推动对5G、工业网、人工智能生成等的应用。伴随着城市虚实共生的发展，将来还会涌现出更多的仿真推演、大数据、人工智能等领域的企业。虚实共生城市持续释放自身数据潜能，不断提高数据价值，充分融合仿真、应用管理，是打造发展新型智慧城市的必由之路。

二、基础地理数据要素关联融合推动城市虚实共生

（一）城市虚实共生框架

在智慧城市中，全面融合了先进科学技术，如云计算、物联网、信息感知、大数据、人工智能等，让城市信息得以系统化、结构化、智能化，为城市的精细化治理、发展提供更优质的管控服务。在智慧城市中，城市多源数据是基石，而对基础地理数据要素的关联、研析、理解则是关键所在。在智慧城市建设中，基础地理数据要素关联融合推动城市虚实共生，旨在满足城市发展中对地理环境信息服务提出的多样化需求。通过整合城市地理环境数据，实现基础地理数据要素的集成、统计研析、互联互通、深度挖掘，再出具城市可持续发展、安全治理所需的决策信息、处理方案，并和国土空间基础平台有机集成，再在城市虚实共生建设中加以应用，以便优化城市布局，构建城市宜居生态体系，筑牢城市安全防线，塑造宜居、韧性的智慧城市形象[3]。

（二）评估地下空间规划

伴随着城市化进程的持续加快，对于地下空间的开发、利用也在城市虚实共生的发展中展现出很重大的意义。在智慧城市的建设和发展中，地理环境状况极为重要，需要在城市地下空间开发中，降低带给地理环境的不良影响。通过基础地理数据要素关联，可以提供给政府管理人员、市政规划师科学有效的地下空间规划研析、决策支撑工具。比如，结合对地下空间规划建设的经济性、合理性、安全性等的研析，综合评价建设方案。通过基础地理数据要素关联和国土空间信息平台，让数据信息得以共享、流通，从而加快城市虚实共生进程，促使城市规划保持协同一致性[4]。

（三）保证轨道交通地质安全

虚拟城市从本质上看是从算法角度来规划设计的，未来的仿真技术是解决城市治理效率、决策问题的参考依据。近些年，城市轨道交通建设发展飞快，规模浩大、速度迅速、任务繁重，且都处在较高的层次上。但地铁建设工程的地质环境条件却十分隐蔽，且极为复杂多变，造成工程建设的质量、安全问题十分严峻。要想应对以上这些问题，亟需高效的研析工具，来深挖地质环境数据，并从中精准提取关键信息，以便还原地下地质环境的复杂情形，再形成一个直观、简易的地下地质环境视图。同时，还要实时监控地铁四周地质环境条件，并同步深入分析、仿真模拟、运算监控数据信息，以便动态掌控地铁四周的地质环境变化情况。这一应用场景以轨道交通地质环境为基础，建立起数字孪生模型，并充分结合三维构造模型与三维属性模型。从这一模型之中，就能实时、动态地呈现出轨道交通的实际地质环境情况，并便捷地查看地铁结构四周地层的发展变化情况，并基于分析模拟运算得到地层应力场变化趋势、变形情况，再借助地质环境大数据技术进一步评估预测地层极易出现的地质灾害，进而实现精细化治理轨道交通且控制其建设、运营管理中风险的目的，并充分提高城市轨道交通体系的地质安全管理专业水平

[5]。

（四）智能分析和监测预警地质灾害

为了实现对智慧城市的数字化、信息化、精细化管理，让现代城市得以安全有序地运行，还要通过基础地理数据要素关联，达到“一网管全城、一屏观天下”的宏伟目标，并在“一网统管”导向下，组建起智慧地质灾害风险防控体系。同时，依托这一系统应用需求，从“观、管、防”层面，提高智能分析、监测预警地质灾害的能级水平，以便提供给城市安全运行可靠的决策依据。基于感知设备实时动态监测，提供给智慧城市突发性地质灾害隐患点进行风险管控必要的现场信息数据与有效处置建议，进而融合推动城市虚实共生。

三、结语

综上所述，基础地理数据要素关联融合推动城市虚实共生意义深远。面向智慧城市，推广应用数字孪生、信息化、智能化等之类的新兴技术，搭建起个性化、智能化的平台，可以实现对地质环境基础地理数据要素的关联性、智慧化应用，并以此来提高基础测绘工程领域的服务保障能力，进而提供给智慧城市的建设强有力的技术支撑与源源的创新动力。

参考文献

[1]刘映,王寒梅.基于机器学习的区域工程地质分层思路与方法研究[J].上海国土资源,2023,44(4):16-20,31.

[2]林金鑫,杨天亮,张欢.上海市地质环境一体化监测预警体系设计研究[J].安徽地质,2022,32(S1):66-70.

[3]严学新,杨天亮.新形势下上海地面沉降防治策略的思考与建议[J].上海国土资源,2020,41(3):1-2.

[4]陈宝权.从数字城市到数字孪生城市[J].中国计算机学会通讯,2021,17(7):22-29.

[5]程曦文,李天斌,马春驰,等.一种多属性三维地质模型的快速建模方法及在高地应力隧道中的应用[J].工程地质学报,2023,31(1):959-967.