作為一座快速發展中的城市管理者,我和我的團隊每天都在面對海量的信息:交通擁堵、突發事件、環境監測、設施運維……過去,這些數據分散在不同的系統裏,是一張張報表、一條條曲線和一個個孤立的監控畫面。我們迫切需要一個能將這些信息“聚起來”、“活起來”的“城市大腦”,不僅要看得見全局,更要看得懂正在發生什麼,甚至預見到可能發生什麼。
直到我們開始嘗試通過“圖觀”流渲染開發工具來構建城市的數字孿生體,這一願景才真正變得清晰可觸。今天,我想分享我們在這條探索之路上的真實體驗,或許能為您帶來一些啓發。
一、 基石:構建一個“生長”在真實世界座標上的數字城市
數字孿生的第一步,是創造一個與真實城市1:1對應的虛擬空間。這聽起來工程浩大,但關鍵在於選對工具。我們採用的“圖觀”流渲染平台,其核心是一個深度集成在虛幻引擎(Unreal Engine)中的場景編輯器。
這意味着我們的技術團隊可以在一個擁有頂級電影級渲染能力的熟悉環境中工作。他們不僅能利用海量的高質量素材庫快速搭建地標建築,更能借助平台提供的數字孿生專屬功能,輕鬆完成過去難以想象的任務:
從宏觀到微觀的無縫融合:我們可以將全市的GIS地理信息數據(衞星圖、地形、行政區劃)作為基底,再精準地導入重點區域的精細化BIM模型或傾斜攝影模型。從萬米高空俯瞰全城概貌,到“走進”一座重點橋樑查看其內部結構,整個過程流暢無割裂。這為我們疊加各類業務數據提供了精準、統一的空間“底圖”。
讓靜態模型“活”起來:紅綠燈的閃爍週期、水庫閘門的開合角度、風力發電機的葉片轉速……這些動態過程不再需要複雜的定製開發。通過編輯器內置的數據驅動邏輯配置,我們可以將模型的動畫、狀態與後台的實時數據流綁定,讓設施設備的運行狀態一目瞭然。
二、 突破:讓超大規模場景在任何電腦上“秒開”運行
構建出精美、逼真的三維城市只是開始。更大的挑戰在於:如何讓市領導、各委辦局的同事,甚至是在一線巡邏的工作人員,都能在普通的辦公電腦、移動終端或指揮中心大屏上,流暢地訪問和使用這個龐大的數字孿生體?
傳統方式需要客户端安裝重型軟件或插件,對硬件要求極高,根本無法推廣。我們採用的方案是 “流渲染”技術。
簡單來説,複雜的圖形計算和渲染全部在雲端的高性能服務器上完成,最終將渲染好的畫面像網絡視頻一樣,實時推送到用户的網頁瀏覽器中。對我們而言,這帶來了革命性的改變:
1.訪問零門檻:任何有網絡和瀏覽器的設備(電腦、平板、大屏)都能直接訪問,無需安裝任何插件。彙報演示、協同會商變得無比便捷。
2.性能無上限:無論城市模型多麼精細、數據圖層多麼複雜,硬件的壓力都在雲端。我們甚至可以同時為上百個併發用户提供流暢的服務,保障了在應急指揮等高併發場景下的穩定可用。
3.體驗極致化:藉助場景預熱駐留功能,常用重點區域可以常駐在服務器內存中,實現真正的“秒級”調取,決策效率大幅提升。
三、 賦能:業務人員也能親手打造“智慧應用”
擁有了一個鮮活、易用的數字孿生城市底座後,如何讓它與具體的城市治理業務結合?我們不可能為交通、水務、應急每個部門都組建一個龐大的開發團隊。
這時,平台提供的 “零代碼應用開發”能力 發揮了巨大作用。
我們的業務骨幹——那些最懂交通規律、最熟悉管網布局的專家——經過簡單培訓,就能自己動手搭建專業應用。他們可以:
1.直觀組合:從已發佈的數字孿生場景中,拖入需要的三維視圖;從數據倉庫中,選擇需要的圖表類型(柱狀圖、熱力圖、軌跡圖等)。
2.智能聯動:設置“圖圖聯動”。例如,點擊三維場景中的某個行政區,右側的各類經濟、人口、事件統計圖表就自動篩選並刷新為該區域的數據;在地圖上框選一段道路,相關的車流量、卡口視頻、警力分佈信息即刻聯動呈現。這種交互式分析,讓數據挖掘變得直觀高效。
3.配置交互:通過可視化的邏輯配置,定義複雜的操作序列。例如,可以配置一個“防汛演練”按鈕,點擊後自動執行一系列操作:調取重點水庫和河道三維場景,疊加實時水位、雨量數據圖層,模擬未來24小時降雨後的淹沒範圍,並一鍵通知相關責任人。這一切,無需編寫一行代碼。
對於需要深度定製和系統集成的複雜需求,平台也提供了統一的低代碼開發API。我們的開發工程師反饋,最大的好處是 “一套代碼,多端適配” 。他們用同一套JavaScript腳本,既能控制流渲染的大屏場景,也能控制嵌入到日常辦公系統內的輕量級端渲染場景,極大地減少了開發和維護的工作量。
四、 價值:從“項目”到“能力”的轉變
回顧這段實踐,數字孿生帶給我們的遠不止幾個酷炫的可視化大屏。它更是一種可持續運營的城市治理新能力:
1.決策從“經驗驅動”轉向“數據+仿真驅動”:在規劃新的交通幹線前,我們可以在孿生環境中模擬車流,評估影響;在台風來臨前,可以基於實時氣象數據模擬內澇風險,精準部署搶險力量。
2.協同從“會議協調”轉向“一圖共覽”:應急、公安、交通、城管等部門可以在同一張三維實景地圖上共享信息、標註態勢、同步指令,打破了信息壁壘和溝通歧義。
3.管理從“被動響應”轉向“主動預警”:通過對歷史數據和實時數據的融合分析,在孿生體中設定規則,可以對城市運行中的異常模式(如區域性擁堵萌芽、管網壓力異常)進行智能識別和預警。
技術最終要服務於人,服務於城市的健康發展。我們選擇的這套數字孿生工具鏈,其價值在於它不是一個孤立的“黑科技”產品,而是一個協同、靈活、可擴展的工作台。它尊重專業(讓UE美術和GIS專家發揮所長),也擁抱普及(讓業務人員參與創新);它追求極致的視覺與性能,也兼顧了實際的落地成本與運維複雜度。
這座城市數字孿生體,如今已像一棵樹,將根系(數據)深扎於現實土壤,枝幹(平台)穩健生長,並不斷開出新的應用之花。它正讓我們每一天的城市治理工作,變得更清晰、更高效、也更從容。