“北斗+高分”融合或可推动数字孪生地球从理念到实践

科技日报记者 操秀英

什么是数字孪生地球，数字孪生地球的内在逻辑是什么，如何构建数字孪生地球，从数字孪生地球理念到产品落地和实践需要突破哪些关键性技术……在近日召开的第十一届中国卫星导航年会（CSNC2020）上，与会专家就此进行了讨论。

据了解，数字地球概念最早由美国于1988年提出，它是大数据、云计算和人工智能等新一代信息技术、地理信息技术与航空航天产业深度融合构建的数字化的地球，是真实地球的镜像，体现为虚实之间的精准映射，需要借助卫星的对地观测数据和导航定位参数。对地观测分辨率的高低和导航定位的精确度会直接影响数字地球的呈现和应用效果。谷歌地球（Google Earth）由于借助美国在遥感对地观测和全球卫星定位导航等领域的先发优势，成为发展最早和迄今最为成熟的数字地球产品。

“用高分数据构建数字地球，再将北斗实时位置信息引入。”这是中科星图股份有限公司副董事长、总裁邵宗有构建数字孪生地球的基本思路，也是核心思想，概括为一个词就是“融合”，即融合“北斗+高分”的空间基础设施能力。

今年北斗三号全球卫星导航系统正式建成开通，大大提升了我国的卫星导航定位和通信数传能力，加之我国高分辨率对地观测系统重大专项（高分专项）历经十年建设，高分卫星的对地观测能力也迈上新台阶，这些积极的发展变化为以此为平台支撑的国内数字地球行业带来新的发展机遇，也注入新的发展动能。

“北斗+高分”融合，将推动数字地球向更高层级进化，邵宗有将这一进化的最终形态称之为“数字孪生地球”。简而言之，就是将高分卫星的对地观测数据和北斗卫星的定位、授时、导航等功能结合起来，将这些地球信息全部数字化。

据邵宗有介绍，通过高分卫星获得高时空分辨率，通过北斗卫星获得实时动态高精度，用高分数据构建数字地球“象参考框架集”，作为多源遥感产品的参考基准，同时用北斗系统提升数字地球时空基准服务能力，而这就是构建数字孪生地球的内在逻辑。他把数字地球借助“北斗+高分”融合进化，形象地比喻为给数字地球构建了强壮的“骨骼”和细腻的“皮肤”，能够为用户提供更加精准、更加鲜活的时空信息应用体验。

构建“北斗为体、高分为象”的数字孪生地球，实现产品落地和应用推广，邵宗有认为需要突破多项关键技术，包括统一时空框架融合技术、高分卫星遥感智能处理与解译技术、虚实结合的全场景大数据可视化技术等，它们关乎数字孪生地球底层架构的稳定性、产品体系的完整性、应用生态的可靠性。