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01、數(shù)字孿生基本概念
數(shù)字孿生指將物理實(shí)體鏡像映射到虛擬空間，生成一個(gè)“數(shù)字雙胞胎”（digital twin）。
在虛擬空間中的克隆體可以通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)雙向互聯(lián)互通，反映對(duì)應(yīng)物理實(shí)體的全生命周期過程，在整合底層數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)，為優(yōu)化決策賦能。
數(shù)字孿生受益于數(shù)字經(jīng)濟(jì)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展、政策落地、技術(shù)突破、下游需求增長(zhǎng)，當(dāng)前行業(yè)步入快速增長(zhǎng)期；數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)包括建模、渲染、仿真及物聯(lián)網(wǎng)。
02、數(shù)字孿生市場(chǎng)概覽
2022年中國數(shù)字孿生市場(chǎng)規(guī)模超100億元，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)375億元。
當(dāng)前全球?qū)W術(shù)領(lǐng)域?qū)?shù)字孿生研究熱度活躍，中國論文發(fā)布數(shù)量領(lǐng)先。
03、數(shù)字孿生行業(yè)架構(gòu)
行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)是投融資方面，目前數(shù)字孿生行業(yè)融資熱度逐步回暖，城市賽道景氣度最高。數(shù)字孿生行業(yè)玩家可分為：
技術(shù)服務(wù)商（如CIM、BIM、可視化平臺(tái)廠商等）
集成方案廠商（如運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)大廠等）
技術(shù)、業(yè)務(wù)、資源三方面筑造數(shù)字孿生廠商競(jìng)爭(zhēng)壁壘。
04、數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景：
數(shù)字孿生與各行業(yè)融合加深，本文主要介紹數(shù)字孿生技術(shù)在城市管理（智慧交通、零碳園區(qū)以及城市應(yīng)急）、智慧工業(yè)（流程型工業(yè)、離散型工業(yè)）、自動(dòng)駕駛測(cè)試以及醫(yī)療場(chǎng)景（智慧醫(yī)院、精準(zhǔn)醫(yī)療及藥物研發(fā)）的應(yīng)用，通過數(shù)字孿生技術(shù)賦能各行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。
05、數(shù)字孿生技術(shù)框架
數(shù)字孿生通過構(gòu)建數(shù)字孿生體并對(duì)其全生命周期進(jìn)行模擬分析，為優(yōu)化決策提供依據(jù)，這需要數(shù)據(jù)能力與建模能力作為底層支持。數(shù)字孿生通過傳感器等媒介，采集人、物等物理實(shí)體的數(shù)據(jù)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，最終在內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)記與管理，構(gòu)成底層數(shù)據(jù)池。具有底層數(shù)據(jù)做支撐后，數(shù)字孿生將基于現(xiàn)實(shí)世界建模，構(gòu)建一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界基本一致的數(shù)字世界，再通過仿真等技術(shù)模擬物理世界的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)預(yù)測(cè)、問題診斷等功能，反饋現(xiàn)實(shí)世界決策。
06、數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)字孿生過程中涉及多種技術(shù)，可大體分為前端設(shè)備層及技術(shù)層，本頁所談?wù)摰暮诵募夹g(shù)并不涉及傳感器等前端設(shè)備。建模、渲染、仿真是數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)。他們分別負(fù)責(zé)構(gòu)建模型，讓模型更貼近現(xiàn)實(shí)，讓模型適用現(xiàn)實(shí)世界物理法則。
除此，數(shù)字孿生體需要和物理實(shí)體保持全生命周期狀態(tài)的同步更新，要求數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，因此大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及網(wǎng)絡(luò)成為必不可少的底層技術(shù)支持，保證數(shù)據(jù)流通、實(shí)時(shí)交互。
在數(shù)字孿生建設(shè)中，實(shí)景三維技術(shù)提供的三維建模和渲染功能以及webgis提供的交互功能很關(guān)鍵。
實(shí)景三維是通過激光掃描、攝影測(cè)量等技術(shù)手段獲取現(xiàn)實(shí)世界物體的三維幾何信息，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的三維模型。
建模、渲染、仿真是數(shù)字孿生的關(guān)鍵技術(shù)，因此實(shí)景三維技術(shù)是建設(shè)數(shù)字政府、數(shù)字經(jīng)濟(jì)重要的戰(zhàn)略性數(shù)據(jù)資源和生產(chǎn)要素。
而如果要實(shí)現(xiàn)管理和交互，則需要WebGIS開發(fā)通過Web端技術(shù)實(shí)現(xiàn)的地圖空間可視化，將地理信息與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，并且允許用戶通過瀏覽器等方式訪問地理空間數(shù)據(jù)并進(jìn)行空間分析。
三維GIS開發(fā)可以與實(shí)景三維和數(shù)字孿生相結(jié)合，通過在線地圖、模型展示和數(shù)據(jù)集成等方式，為用戶提供更直觀、交互式的地理信息服務(wù)。
