1、构建可计算的数字地球中科星图股份有限公司Geovis Technology Co.,Ltd.邵宗有 副董事长/总裁/博士2022中国地理信息产业大会构建中国的数字地球对标谷歌地球，构建中国的数字地球，既是我们的愿景和初衷，也是当下的时代机遇。国家政策引领产业发展推动市场需求呼唤大力发展数字经济“十四五规划”指出，数字经济，已经成为世界的主要经济形态，也成为推动我国经济社会发展的核心动力。从十二五开始大量投资航空航天产业，加上商业航天的蓬勃发展，空天信息供给侧已日渐成熟，也亟需打通产业链下游应用。航空航天产业基础设施日臻完善新型智慧城市数字乡村建设实景三维中国空天信息领域产业互联网元宇宙等新兴应

2、用场景世界即将迈入下一代互联网，随着元宇宙等新场景的兴起，智能技术正在塑造人们的数字化生活方式。WEB 3.0元宇宙先进计算驱动的数字地球Google利用其基础设施，将超过5PB的在线卫星数据资源和数千个CPU算力资源融合在一起，建设了GEE，为全球科学家服务。存算一体，出成果快数据丰富，不需搬运已占领全球大量用户在 Omniverse 中以百万倍的速度运行系统创建的 AI 物理环境。结合 GPU 加速计算、神经网络和人工智能超级计算机，再加上大量可供学习的观测和模型数据，可以实现百万倍的加速构建一个全球环境信息资源网络，与生态合作伙伴共同开发数据集，并将其加载到行星计算机中Earth Sim

3、ulator曾经是世界上最快的超级计算机，该项目旨在模拟全球变暖对我们星球的影响；2009年推出“智慧的地球”战略；2016年推出“认知计算”战略数字经济时代的重要基础设施可计算的数字地球数字经济时代重要基础设施基于数字地球框架实现资源、能力、需求的连接共建、共创、共享地球科学的可计算问题黑盒子把地球装进计算机信息压缩基于限资源如何传递更多信息知识泛化基于已知信息如何推测未知信息如何去定义？地球科学的可计算问题信号采集与编码问题数字化上下文无关的IT资源优化问题并行化信息的泛化应用问题语义化黑盒子信源编码器信道译码器信宿可计算的数字地球总体结构北斗卫星导航系统高分辨率对地观测系统地球超级计算机

4、数字地球数字化：对地观测与定量计算对地观测科技树观测体系传感器体数据处理体系航空航天地基测绘其他手段基于视觉的基于主动式传感器的其他感知手段数据处理与解算多源数据融合数据优化与编码商业航天、无人机近景测量、车载、背负式平民测绘、众包采集多光谱、高光谱、红外激光、雷达AIS、ADS-B、物联网超分辨率、三维重建融合镶嵌、基准框架数据清洗、数据整编数字化：对地观测与定量计算地球大数据工程数据资源数据引擎数据产品智能数据工厂核心任务：构建一套全方位、多尺度、可持续的对地观测体系1.形成11大类，63个中类，105个小类，5000+数据项目；2.完成原始数据库、产品数据库、知识知识 库建设，形成知识库

5、清单；3.形成了“自研+商采+开源+代理”的数据获取渠道，形成“线上+线下”数据统筹生产流程。并行化：网格剖分与高性能计算超大规模复杂问题1、时空离散局部运算等效于全局运算2、线性降维指数级运算降维至线性级计算北斗时空网格CPU资源池存储资源池网络资源池GPU资源池资源池建设智算域超算域云计算域大数据域地球超级计算机地球超级计算机数据中心1数据中心2数据中心3解耦映射并行化：网格剖分与高性能计算北斗剖分理论：解决数字地球结构基础问题 时空统一化：统一的时空参考框架 数据组织空间编码+时间编码+对象ID+属性 上至地外52公里下至地心，数以兆亿个全球网格 大到全球、小到厘米级网格的32级网格体元

6、 有限元化：指数级计算压缩为线性级计算 用一个整型数代表一个区域位置 基于网格的时空大数据组织、计算、展现、服务 整型编码具有二进制高效计算能力并行化：网格剖分与高性能计算时空元细胞引擎：数字孪生的最小语义单元元细胞通过一组数学方程来表达，可通过数学方法控制其形态的变化，从而满足科学计算、空间表达、控制更新、渲染显示的要求，进而作为构成数字孪生地球的基本语义单元格网映射均衡化简将巨量复杂问题肢解为单个元细胞计算问题，再映射为大规模并行运算问题元细胞引擎不通过瓦片传递数据，而是只传递元细胞的参数，通过原位计算（In Suit）实现建模和计算 元细胞（Meta Cells）一阶、二阶、三阶形函数语

7、义化：遥感解译与智能计算以人工智能为核心的地球科学计算植被产品反演温度产品反演农情定量产品定量遥感。碳排放产品反演水体产品反演地表不透水层铲平矿产资源产品地物分类遥感解译目标跟踪场景分类空间插值目标识别变化检测短临天气预测生态分布趋势风场反演气象模式优化密度分析空间统计知识可视化知识搜索知识分析知识构建时序预测空间分析立体重建知识图谱知识挖掘交通流预测激光点云三维构建倾斜摄影模型重建游戏引章三维渲染神经辐射场三维渲染缓冲分析距离分析单/多目建筑物白膜叠加分析语义化：遥感解译与智能计算即时即时 准确准确 鲜活鲜活 全面全面“全地理解译”构建大范围、立体、全要素、语义化的数字地球语义化：遥感解译与

8、智能计算突破基于单/双目混合计算的大规模城市建筑群三维重建技术1.5 小时完成100平方公里城市建筑物三维建模 效率：合肥市1600平方公里大规模建筑群三维模型建设，平均每百平方公里耗时 1.5 小时 精度：单目DSM预测均方误差小于25%，建筑物提取精度mAP达到81%，双目计算mAP可 达到90%语义化：遥感解译与智能计算基于神经辐射场的高精度三维重建与高保真场景渲染场景参数照片神经网络渲染器渲染结果800张照片 1小时训练1个园区中安创谷高保真任意漫游三维场景=loss计算机视觉计算机图形学空天基础设施如何触达广大消费者创造的社会总价值=M V即得 实用 泛在足够低的门槛，足够高的价值，

9、足够广的应用像用水电一样使用空天基础设施N即得：足够低的门槛核心能力Saas应用基础设施Paas算力基础设施Daas数据基础设施云化服务实用：足够高的价值Paas算力基础设施技术赋能平台支撑能力Saas应用基础设施Daas数据基础设施数据赋能数据供给能力应用赋能在线服务能力DatacloudDtabox云原生时空分析服务泛时空数据库遥感智能处理引擎北斗时空引擎星图地球开发者平台GEOVIS Earth Dev星图地球工作室GEOVIS Earth StudioGEOVIS Earth泛在：足够广的应用可计算的数字地球平台算法数据算力应用生态应用生态行业应用科学研究大众体验自然资源公共健康碳排放

10、生物多样性粮食安全生态环保国土监测气象预测金融保险土地退化地球漫游地球百科地球故事地球直播能力泛化，共创共享，服务千行百业构建构建“平台平台内容内容应用应用”循环服务体系，盘活地球数据内生价值循环服务体系，盘活地球数据内生价值 数字地球海量时空内容衍生时空应用生态泛在：足够广的应用 定量遥感 环保监测 气候分析 仿真推演 流场分析 生物测量科学研究行业应用气象预报农业估产低空通航大众体验 地表要素分类 三维渲染 地球百科游戏化地球Socialize 地理拼图 模拟飞行 地球AR冒险社交化地球Socialize 短视频 直播地球 旅游共享内容化地球Contextualization风格化地球Stylization 国画水墨风格 卡通风格 梵高风格发展路径第三阶段元地球 推理引擎 泛在智能 仿真平台第二阶段数字孪生地球 分析引擎 机器视觉 虚拟现实 开发平台第一阶段可计算的数字地球 算力底座 数据底座 渲染平台知识的构建与推理3信息的提取与分析2数据的编码与重视1