可视化 让数字孪生照进现实

在万物互联的数字化时代，智能化感知、智慧化交互、可视化显示、全息式体验、全场景服务等需求，推动人们在现实世界之外构建出了一个数字化的孪生世界。原本，数字孪生世界隐藏在碎片化的时空大数据之中，可视化技术，使现实世界与数字世界不断链接、聚合，让时空数据的可视化镜头照进现实世界。 

谈及数据可视化，最常见的莫过于各类条形图、折线图、饼图、雷达图等可由软件直接生成的图像，然而这些图像局限于对特定数据类型的表达。在对地理空间数据、社会网络关系等多维数据进行可视化成像时，就需要更“高级”、“特定”的图表类型来展示数据所传达的“期望”。

现实世界如何被“可视”？

在信息化建设中，每时每刻都会产生海量数据，这些数据涵盖业务、系统、应用等各种维度，通过数据获取、数据处理、可视化模式、可视化应用进行全方位场景覆盖，建立起现实空间和数字孪生空间的可视化桥梁，并搭配与之配套的感知、聚合、分析、决策等一系列时空大数据处理技术，可以实现真正的数字孪生系统，解决多业务场景下的实际难题。

数据获取一个是主动式，它以明确数据类型为需求，通过内外业采集、数据转换等方式获得，如四维图新卫星影像、倾斜摄影、数字高程等；另一个是被动式，它以数据平台为基础，由数据平台的活动者产生，如电子商务系统等UGC平台。

数据获取后经由数据质量分析、预处理和数据计算等处理步骤以确保数据的准确性、可用性，再选择合适的数据可视化模式，形成初步可视化方案。

在最后一步的可视化应用上，主要根据用户的主观需求来对不同数据进行表达呈现。如高精度数据对交通行业至关重要，在全息路口和数字孪生隧道的应用场景中，对精细化地图的展示和车道级高频轨迹的数据呈现有更高要求；公共安全关注沙盘演练、行动推演，对真实环境的精准还原、以及对行动方案的动态模拟演练有较大需求。面对不同行业应用，以需求出发选择相应的可视化形式与展现类型，可辅助人们发现新知、得到新结论或者预测预警、规避风险。在这一步，在数字孪生世界，通过数据可视化将数据分析技术与图形技术高效结合，更清晰地为用户进行探索式分析，解读和传达信息，为智慧决策赋能。

数字可视化的内核

——三维可视化引擎

随着复杂应用场景的不断涌现，单纯的二维数据可视不再满足孪生世界的建构，基于地理环境信息的三维时空信息可视化场景及其真实感、实时性、动态交互一再被提及。至此，三维可视化引擎走入人们视野。

孪生场景的核心在于“真实与数字虚拟的交融、互动”，可视化引擎，作为一个封装了硬件操作和图形算法的简单易用、功能丰富的3D图形开发环境，其功能在于人们所熟知的“搭建” “渲染”。由于它处于逻辑实现与图形API（OpenGL或DirectX）的中间核心位置，可通过主控模块提供的渲染指令，调用图形API完成各种场景元素的绘制，能够基于现实地理环境构建对等的虚拟场景，显示较为真实的山体、水体、天空及城市实体；同时支持GPU编程，通过合理的组织渲染流程提高图形渲染速度。

在智慧城市的建设中，四维图新旗下的专业大数据生态服务公司世纪高通针对性的提出数字孪生引擎，基于WebGL的全自研三维地图渲染引擎MineMap，创建具有最佳性能、精度、视觉质量和易用性的世界级 3D 地球和地图。以零客户端、跨平台、GIS+视频、真实物理渲染等能力，为用户提供全业务场景的数字孪生支持：

支持加载大范围城市高清影像数据、1:2000数据、厘米级高精度道路数据、千万级别的车规级POI等地图数据；支持加载3DTiles、gltf、glb、BIM、DEM等三维规格的数据。实现了后处理（抗锯齿、BLOOM等）、粒子效果、logZ缓冲、矢量叠加、空间分析等高阶算法及效果，满足多领域复杂可视化场景搭建。

基于数字孪生的行业应用

数据可视化的本质是视觉对话，将物理世界以图像、数据传输到数字世界进行表达，并对海量数据逻辑进行分析、推演，增强数据结果的易读性和灵活性，辅助管理者发现数据背后的规律和价值。

在数字孪生的应用中，不同行业对可视化提出了不同需求。景点大屏可视化系统以线上预约系统、票务系统为基础，结合景点部署的人脸识别闸机设备和视频设备，提供景区监控、客流统计、多媒体分析、环境监测等。交通大屏可视化系统则基于地理信息系统，以实时路网数据为基础，融合卡口、摄像头、信号灯、交通诱导等数据，整合交通部门现有系统资源，已“一张图”实现多数据的可视化呈现与协同管理。

世纪高通在与运营商落地的数字孪生项目中，通过图形能力、数据可视化能力深度整合信息系统的数据资源，打通“资源可视化全流程”，解决市场生产要素看不清、渠道网络规划难的痛点，实现管理区域三大资源可视能力，同时通过数据可视化的统计分析锁定目标市场，合理配置网络、营销、政策和队伍等要素，将分散在各系统的B/O/M域关键资源进行充分整合、透明展示，辅助分析决策。

当前，互联网的加入增加了数据的更新频率和获取渠道，通过图形能力、数据可视化能力，四维图新旗下的专业大数据生态服务公司世纪高通旨在构建数字孪生城市感知基座，凭借先进的交互方式和多方协同管理机制，让数据释放更多价值。同时，在人机交互中建立清晰有效的传达与沟通机制，释放数据潜能，以创新驱动行业融入数字孪生时代。