低空空域数字孪生构建应用方案（47页PPT）

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低空空域数字孪生构建 应用新契机 GISTC 对低空空域的理解 空间智能赋能低空建设 低空空域数字孪生平台 低空空域应用产品 目录 对低空经济的理解 GISTC P3 01 02 03 载人 载物 特种作业 载人， 一般可以旅游观光、商 载 物 ，物流运输、快递配送。 特种作业：例如农林植保、高 务飞行、医疗急救。替代直升 定位 30 公里 -150 公里短途快 楼灭火、地理测绘、治安巡逻、 机及低空旅游市场区域出行服 务：郊区、景区等 速运输。 环保监测、电力巡检等。 120 米以下的是消费级无人机， 10 0-300 米的空间留给行业应用无人机 目前城市直升机飞在高度 300 米左右，重型直升机大概在 450 米 eVTOL 载人无人飞行器，会占据 300 米左右的高度，城市直升机会向上调整，在 600 米左右的 高度 低空经济：“天空更加繁忙的一天，不可避免地将要来临 GISTC P4 城市全空域、地域管理与运营 个 个 低空空域数字孪生 可视化呈现 GISTC 基站定位 卫星导航 雷达导航 视觉导航 惯导 . 低空空域数字孪生的概念 P5 物理城 物联感知 全要素表达 ADS-8 · 二次雷达 · 低 轨 卫 星 5G-A.. 道路 停机坪 空域感知 环境感知 规律规则映射 实体对象映射 同 生 共 长 虚 实 映 射 模拟仿真 空间计算 联感知 航道感知 航空数据 低空通信 地物高程 个 个 空间智能赋能低空空域建设 GISTC P6 SuperMap 空间智能支撑数据 + 平台层 全流程、全方面支撑应用系统能力 01 跨平台、多产品形态能力一为系统安全、易用保驾护航 02 新一代三维、大数据能力一规整多源异构数据，打好数据基础底座 03 X+GIS— 多重 IT 技术结合 GIS, 赋能低空空域应用全流程 SuperMap 空间智能支撑数据 + 平台层 全流程、全方面支撑应用系统能力 01 跨平台、多产品形态能力一为系统安全、易用保驾护航 Sup erMap SuperMap 桌面 GIS 软件平台 SuperMap iDesktopX SuperMap iMaritimeEditor SuperMap ImageX Pro 组件式 GIS 软件开发平 台 SuperMap iObjects C++ 云边端一体化—为系统安全、易用保驾护航 组件式 GIS 软件开发平台 SuperMap iObjects Java SuperMap iObjects Python SuperMap iObjects for Spark 无人机飞控 App SuperMap UAVSurvey GIS 运维管理软件平 台 SuperMap iManager 移动 GIS 软件开发平 台 SuperMap iMobile 服务器 GIS 软件平 台 SuperMap iServer GIS 门户软件平 台 SuperMap iPortal 标准 C++GIS 内 核 SuperMap UGC 边缘 GIS 服务 器 SuperMap iEdge GISTC □ 相 关 支 撑 产 品 C++ 内 核 端产品 服务 器 组 件 SDK P9 01 跨平台、多产品形态能力一为系统安全、易用保驾护航 02 新一代三维、大数据能力一整合多源异构数据，打好空域基础数据底座 空间智能支撑数据 + 平台层 全流程、全方面支撑应用系统能力 Sup erMap SuperMap 建筑精细模型 倾斜摄影数据 三维场景数据 Pf 将空域环境模型、物理基础设施模型、三维空间模型、渲染 / 演进引擎、飞行模型、信息基础设施模型等类 型接入平台中，实现低空要素数字化。 ≤20 ≤100 ~1,000 独立区域 如独立绿地建筑 交通枢红 例，与其他交通 物联数据 设施模型 低空空域要素数字化 大型停机场 · 加大版垂直停机站，集合其他运输 方式 航线数据 入 空域数据 GISTC 按空间释放 事训练 民航空地 高度： 0-4200 米 三维 GIS 分析赋能航线生 成 GISTC P12 二 维 地 图 P13 云服务器 Web 端 移动端 数字底座多端 / 不同维度可视化效 果 GISTC 云服务器 Web 端 桌面端 SuperMap 空间智能支撑平台 + 数据层 全流程、全方面支撑应用系统能力 01 跨平台、多产品形态能力一为系统安全、易用保驾护航 02 新一代三维、大数据能力一规整多源异构数据，打好数据基础底座 03 X+GIS— 多类型 IT 技术结合空间智能，赋能低空空域应用 SuperMap 技术体系 “ 十 . 五”计划 “ 十一 . 五”计划 “ 十二 . 五”计划 “ 十三 . 五”计划 “ 十四 . 五”计划 “ 十五 . 五”计划 2001 2002 20032004 2005 2006 2007 20082009 2010 2011 201220132014 2015 2016 201720182019 2020 20212022202320242 025 202620272028|2029| 2030 X+GIS 空间区块链、 XR 、机器视觉、沉浸式 地图、空间计算、元宇宙… 人工智能 GIS 自动机器学习 深度学习、强化 / 迁移学习、 SAM 大模 型 AI 大模型 大数据 GIS 空间大数据存储与处理 ( 含：流数据处理 / 实时 GIS) 地理统计分析、有限元 分析、元胞自动机模拟 数据科学 云原生 GIS 云使能 GIS 、云 GIS 云原生 GIS( 微服务、容器化、 自动化编排 ) 边缘计 算、 ServiceMesh Serverless 、 AIOps 新一代三维 GIS 二三维一体化 倾斜摄影模型、激光点云、 BIM 、 VR/AR 、场三维 CIM 、三维地理设计、游戏引 擎 基于 AI 的实景三维单体 建模 分布式 GIS WebGIS 服务集群 云 GIS 智能集群 GIS 分发服务器 分布式空间分析与处理技术 分布式空间数据存储与管理技术 跨平台 GIS 跨服务器 OS(863 项目支持 ) 跨 PC 端 OS 、跨移动端 OS 跨 CPU 指令集 技术体系 “ 十 . 五”计划 “十一 . 五”计划 “ 十二 . 五”计划 “ 十三 . 五”计划 “ 十四 . 五”计划 “ 十五 . 五”计划 2001200220032004 2005 2006 2007200820092010 20112012201320142 015 2016201720182019202020212022202320242025 202620272028| 20292030 初级阶段 光环曲线之：萌芽 - 过热 - 低谷期 SuperMap GIS 自主技术图 谱 成熟阶段 光环曲线之：成熟期 成长阶段 光环曲线之：复苏期 GISTC 图例 P15 低空空域数字孪生平台 GISTC P16 智能服务共享引擎 配套运行设备 信息基础模型 气象网 停机坪 数据存储系统 拓展应用 低空检测平台 通航飞行计划 低空情报服务 现代空管系统 区域信息管理 应用层 平台层 物联层 数据层 网络层 物理设 施层 仿真模拟使能引擎 水面无人船舶 飞行器模型 低空物联管理引擎 空域无人机 空域环境模型 大模型智能引擎 陆地无人交通 物理基础模型 低空空域数字孪生平台 - 总体架 构 三维场景模型 算力网 飞行器系统 通信网 无人机起降场地 低空管控系统 感知网 通信导航 气象检测系统 导航网 飞行服务站 监视系统 低空空域展示平台 立体交通管控 空域仿真模拟 平台能 力引擎 设备 数字化 低空 可视化 飞行冲突 电子围栏 风险管控 应急救援 计划审批 航路规划 起飞管理 航路释放 GISTC 低空空域孪生平台 数 字 空 域 数 标 准 规 范 环境选址模拟 航道模拟 实时轨迹 飞行轨迹 数据要素融合引擎 接泊管理 巡检管理 交通调度 预约游览 异常告警 气温气象 飞行模拟 空域模拟 低空空域管控 低空飞行管理 P17 空域服务标准 - 城市级 . 服务标准 用以规范低空服务的供 应 商和运营商，明确低 空服 务应达到的能力指 标，确 保整个低空经济 领域的运 行更加安全、 高效和可靠。 物理基础设施标准 信息基础设施标准 空中基础设施标准 低空飞行环境服务标准 空中交通服务标准 安全评估标准 P18 用户标准 用以规范低空业务运营 用户，是低空用户的准 入标准，对低空运营者 提出能力上的各种基本 要求，以确保整个低空 生态系统的稳定和安全 飞行器标准 运营能力标准 驾驶员标准 GISTC 运行标准 作为低空业务运行的基 础，确保所有参与方能 在一个统一和安全的框 架下进行操作 业务监管信息交互标准 空域构型和航路规划设计标准 低空飞行规则 空中冲突解除规则 间隔规则与标准 航线使用规则 自主飞行规则 空中交通服务标准 安全评估标准 GISTC 通过 GIS 已建 成 通过 GIS 可建 成 服务网 数字化管服系统 建设基础设施层 低空基础设施框架 四张网 通信设施 导航设施 监视设施 气象设施 电磁设施 地表设施 人文设施 机载设施 空中交通 硬件 + 软件 ( 对 接 ) 目的：满足感知和 低空监管 / 管理系统 ( 连通军民航监管和政府管理服务 ) 低空飞行服务 / 管控系统 ( 连通飞行器、无人机管理企业，提供飞行 服务与管理 ) 增强设施 停机设施 检修设施 保 障 站 移动设施 基本设施 起降站 接驳设施 能 源 站 紧急备降 时空资源 三维地图 城市 CIM 知识库 规则库 空域管理 飞行管理 软件为主 目的：满足职能部门监管管理要求和企业飞行需求 硬件为主 ( 数字 化 ) 目的：满足企业商 务需求 航路网 数字空域及操作系统 智能软件 + 算力硬 件 目的：满足空域和飞行管理 需求 空联网 低空感知及通信 设施网 配套物理设施 智能服务共享引擎 配套运行设备 信息基础模型 气象网 停机坪 数据存储系统 展应用 低空检测平台 通航飞行计划 低空情报服务 现代空管系统 区域信息管理 应用层 平台层 物联层 数据层 网络层 物理设 施层 低空空域数字孪生平台 - 能力引擎的建 设 仿真推演使能引擎 水面无人船舶 飞行器模型 低空物联管理引擎 空域无人机 空域环境模型 大模型智能引擎 陆地无人交通 物理基础模型 三维场景模型 算力网 飞行器系统 通信网 无人机起降场地 低空管控系统 感知网 通信导航 气象检测系统 导航网 飞行服务站 监视系统 低空空域展示平台 立体交通管控 空域仿真模拟 平台能 力引擎 设备 数字化 低空 可视化 飞行冲突 电子围栏 风险管控 应急救援 计划审批 航路规划 起飞管理 航路释放 低空空域数字孪生平台 GISTC 数 字 空 域 数 标 准 规 范 环境选址模拟 航道模拟 数据要素融合引擎 实时轨迹 飞行轨迹 接泊管理 巡检管理 交通调度 预约游览 异常告警 气温气象 飞行模拟 空域模拟 低空空域管控 低空飞行管理 P20 GISTC 统一的标准与规范 统一基础层的设备，应用标准化的开发与接入， 达到迭代快，兼容好，适应性强。 孪生实体——映射 通过物理个体同 孪生实体 进行一对一映射绑点， 完成物理个体到孪生实体的物联管控。 统一数据资产管理 构建数据中心，将数据形成“资源化 - 资产化 - 资本化”的革新路径。 低空物联管理引擎 以终端设备和平台为基础，数据为驱动，服务应用为核 心 支持设备接入体系 ( 机场 / 无人人机 ) 大疆 应 用 层 平 台 层 终 端 层 P21 行业应用级能力 应用接入与开发 据 采集 程调试 星罗 复亚 平 台 ZT30 数据 出 仿真推演使能引擎 多人在线样本的深度学习分析能力，兼容多种深度学习网络。 模型训练 无人机智能解译样本集 样本管理系统 构建多时相、多尺度等多区域适应的飞行器智能解译样本集 飞行要素模拟样本集 航路规划样本集 多任务负载样本集 应急模拟样本集 GISTC P22 快速开始 视频影像地理配准 AI 大模型 - 智能算法引 擎 关键点匹配 智能航线规划引擎 虚 实地理 匹配引擎 目标检测识别引擎 GISTC 智能航线监测飞行 传统航线监测飞行 P23 配准结果 相机模型 LightGlue Sol ePn 搭建低空经济智能服务共享引擎，实现监测信息分类管理、专题数据实时分 析、数据成果安全共享等功能，服务多业务多场景构建无人机监测监管应用体系。 低空经济智能服务应用平台 Admin 空域展示 智能服务共享引擎 任务权限管理 服务任务下发 汇总统计 算实现白然资源用途和品 质变化的监测 . GISTC 航路管理服务 市县逐级审核 监测设备管理 ◆ 可行性报 告 数 据 调度接口 ◆ 空域分 析 数据共享 Cepynghto 版极所有：南户国图信愿产业有段公 司 影像自动解译 人机等设备等监测数据。 设备监测 指标的监 等。 测 各 监 二三维多源数据 飞行器模型 建筑精细模型 空域模型 地形数据 倾斜摄影模型 物联数据 矢量数据 P25 数据接入、 管理 数据处理、 融合、分 析 数据要素融合引擎 城市精细模型 激光点云 多端 应用 GISTC 服务 发布 倾斜摄影三维模型 地形 / 影 像 地下管线 矢量 白 模 BIM 低空空域数字孪生应用 GISTC P26 基于全域数字孪生底座，可以对 低空空域进行精细化规划，优化 飞行路径，避免冲突，确保空域 安全高效使用。 借助物联感知体系，实时获取 飞行器状态、气象条件、地面 障碍等信息，实现飞行全程可 视化监控与风险预警。 精准规划与管理 实时监控与预警 数据分析与优化 基于超图数字孪生平台的空域应用能力 通过对飞行数据的深度挖掘 与 分析，提升飞行效率，指 导业 务流程改进，支持决策 制定。 GISTC P27 低空空域展示平台 电子围栏 应急救援 低空飞行管理 低空空域管理 陆地无人交通 设备 数字化 三维场景模型 算力网 飞行器系统 物理基础模型 导航网 飞行服务站 监视系统 交通调度 预约游览 立体交通管控 空域仿真模拟 低空空域管控 接泊管理 飞行模拟 环境选址模拟 飞行冲突 巡检管理 空域模拟 航道模拟 风险管控 拓展应用 应用层 平台层 数据层 网络层 物理设 施层 低空检测平台 通航飞行计划 低空情报服务 现代空管系统 区域信息管理 气象网 停机坪 数据存储系统 低空空域管理平台建设 无人机起降场地 低空管控系统 通信导航 气象检测系统 实时轨迹 异常告警 飞行轨迹 气温气象 计划审批 航路规划 起飞管理 航路释放 GISTC 数 字 空 域 数 标 准 规 范 信息基础模型 水面无人船舶 配套运行设备 空域环境模型 低空 数字化 空域无人机 飞行器模型 通信网 感知网 P28 GISTC SuperMap 项目开发能力支撑应用层 低空 空 域管 控 飞行冲突 电子围栏 风险管 控 应急救援 立体交通管控 交通调度 接泊管理 预约游览 巡检管理 低空飞行管理 计划审批 航路规划 起飞管理 航路释放 空域仿真模拟 飞行模拟 环境选址模拟 空域模拟 航道模拟 低空空域数字化平台 实时轨迹 异常告警 飞 行轨迹 气温气象 P29 通过对接飞行器传输的定位信息到系统中，利用移动互联网、大数据等现代信息技术，融合各 类 通用航空器监控平台，实现飞行动态实时监视。 驾驶舱模拟： VR 沉浸式飞行体验，机上、地面实时的联动，可以实时体验在飞机上的感觉。 低空空域数字化平台 - 飞行动态监 视 驾驶舱模拟视图切 换 无人机视频实时对 接 P30 低空空域数字化平台 - 飞行动态监 视 GISTC P3n 对不同 空域的边 界和性质变化感知、态势感知、环境变化感知和预警等任务，确保整个低空 空域的所有数据都是实时的、最新的、最真实的数据。 低空空域展现平台 - 天气预警与影响评 估 天气预警三维展示，时空分布情 况 GISTC 数 字 化 展 现 P32 飞行轨迹记录：对低空飞行器的飞行轨迹进行全周期记录，事后可通过历史轨迹进行回溯查看。 智 需 品 园 X P33 飞行安全分析 飞行员培训和技能提升 飞行品质监控 空中交通管理优化 低空空域展现平台 - 飞行轨迹记 录 GISTC SuperMap 项目开发能力支撑应用 层 低空空域 展示 平台 实时轨迹 异常告警 飞行轨迹 气温气象 空域仿真模拟 飞行模拟 环境选址模拟 空域模拟 航道模拟 低空飞行管理 计划审批 航路规划 起飞管理 航路释放 低空空 域 管 控 飞行冲突 电子围栏 风险管控 应急救援 交通调度 接泊管理 预约游览 巡检管理 立体交通管控 水上船舶 配套设施 空天地海一体化 湾区立体交通 高效协同 与 资源整合 全面监控与精准管理 应急响