伴隨數(shù)字孿生城市建設(shè)，空間信息產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了前所未有的機(jī)遇，也催生了一批具有技術(shù)創(chuàng)新能力的企業(yè)。武漢維方空間信息技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“武漢維方”）就是其一。

數(shù)字孿生已經(jīng)成為智慧城市建設(shè)的必選項(xiàng)。

隨著《關(guān)于開(kāi)展城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《關(guān)于全面推進(jìn)實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)的通知》《城市信息模型（CIM）基礎(chǔ)平臺(tái)技術(shù)導(dǎo)則》等政策的發(fā)布，數(shù)字孿生城市建設(shè)正在不斷提速。

據(jù)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，已有16個(gè)省市在“十四五”規(guī)劃綱要中提出要建設(shè)數(shù)字孿生城市。

三維空間信息作為數(shù)字孿生城市的底層支撐，技術(shù)需求迎來(lái)了新的迭代，需要在做好三維數(shù)據(jù)基底的同時(shí)，打通物聯(lián)網(wǎng)傳感器接口，支撐各類(lèi)結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的自動(dòng)兼容及高效解譯。這一切功能的背后，都離不開(kāi)高效、穩(wěn)定的算力環(huán)境支撐。

需求呼喚技術(shù)迭代

武漢維方，2012年成立于武漢市東湖高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，是測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室深圳研發(fā)中心產(chǎn)學(xué)研成果轉(zhuǎn)化孵化的高新技術(shù)企業(yè)。

武漢維方空間信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理

據(jù)武漢維方總經(jīng)理、測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室深圳研發(fā)中心主任助理岳皓向泰伯網(wǎng)介紹，在數(shù)字孿生建設(shè)的大潮中，空間信息企業(yè)在提供空間數(shù)據(jù)、打通物聯(lián)網(wǎng)傳感器的接口、支撐各類(lèi)結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化的信息數(shù)據(jù)等方面有大量的機(jī)會(huì)和商機(jī)。想要抓住機(jī)遇，企業(yè)需要具備核心研發(fā)能力、創(chuàng)新的應(yīng)用思路及與之匹配的軟硬件資源。

針對(duì)相關(guān)需求，武漢維方自主研發(fā)三維實(shí)景建模軟件和AI智能目標(biāo)識(shí)別硬件系統(tǒng)。前者可實(shí)現(xiàn)對(duì)超大數(shù)據(jù)的全自動(dòng)處理能力，自動(dòng)修復(fù)紋理，支持多源數(shù)據(jù)融合，高精度、高效率構(gòu)建實(shí)景三維模型。后者可對(duì)安防攝像頭、無(wú)人機(jī)、遙感衛(wèi)星等觀測(cè)目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別分類(lèi)，形成高度機(jī)構(gòu)化觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息高效回傳。

然而，相關(guān)產(chǎn)品雖然在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破，但仍存在一定局限性，最根本的問(wèn)題就在于算力的限制。

岳皓介紹，城市級(jí)實(shí)景三維建模的計(jì)算量將成幾何式增長(zhǎng)，因此必須有強(qiáng)大的計(jì)算能力做支撐。為解決這一難題，武漢維方選擇與華為鯤鵬合作，將軟件移植到對(duì)方的算力平臺(tái)上。

“之所以選擇鯤鵬，有兩大重要原因?！?/p>

岳皓表示：“首先，地理信息相關(guān)行業(yè)有各種規(guī)范和要求，測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室深圳研發(fā)中心也從底層開(kāi)始做了很多研發(fā)，這與鯤鵬一樣，都是高度的自主創(chuàng)新。”

“其次，與鯤鵬的交流和合作也讓我感受到這個(gè)團(tuán)隊(duì)的踏實(shí)和務(wù)實(shí)，從最初的需求溝通、代碼遷移到答疑解惑，鯤鵬團(tuán)隊(duì)都在非常認(rèn)真的解決用戶(hù)問(wèn)題，因此合作也比較愉快?！?/p>

高性能計(jì)算開(kāi)啟新時(shí)代

雖然雙方都具備充分開(kāi)放的合作態(tài)度，但在軟件移植的過(guò)程中，難免遇到困難。

第一，武漢維方的軟件最初搭建是基于X86平臺(tái)，要移植到ARM平臺(tái)上是一種跨操作系統(tǒng)、跨CPU平臺(tái)的工作量，工作量計(jì)算量大。第二，軟件中大約用了45個(gè)第三方開(kāi)源組件，這些開(kāi)源組件在ARM平臺(tái)上的表現(xiàn)能力，以及是否具有可移植性均有待于確認(rèn)。第三個(gè)，軟件中的代碼雖然沒(méi)有使用X86的編匯語(yǔ)言，但是有大量的與windows平臺(tái)相關(guān)的API的接口。

針對(duì)這些難點(diǎn)，鯤鵬團(tuán)隊(duì)采用鯤鵬開(kāi)發(fā)套件DevKit對(duì)項(xiàng)目代碼及開(kāi)源三方組件代碼進(jìn)行源代碼遷移與親和分析評(píng)估，得到詳細(xì)的代碼遷移報(bào)告，評(píng)估準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)與工作量；項(xiàng)目代碼采用CMake進(jìn)行跨平臺(tái)組織，同時(shí)采用VSCode作為開(kāi)發(fā)IDE，采用鯤鵬代碼遷移套件，對(duì)代碼模塊進(jìn)行編譯，調(diào)試，分析一站式的服務(wù)，有效提高代碼移植工作效率；通過(guò)鯤鵬BoostKit工具對(duì)軟件運(yùn)行性能進(jìn)行分析調(diào)優(yōu)，充分挖掘鯤鵬平臺(tái)的計(jì)算性能。

借助華為先進(jìn)的代碼移植工具，鯤鵬團(tuán)隊(duì)極大的提升了代碼編譯排錯(cuò)、調(diào)試的效率。目前，武漢維方軟件的核心組件及基礎(chǔ)功能已經(jīng)完成在鯤鵬ARM架構(gòu)上的適配，200萬(wàn)行代碼被成功搬到鯤鵬硬件上，基于此，未來(lái)鯤鵬高性能計(jì)算可為武漢維方提供大量的GPU及CPU資源。

“和華為的合作大大提高了空間數(shù)據(jù)處理、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)向結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、目標(biāo)分類(lèi)識(shí)別等工作的整體效率。同時(shí)，也為以往在數(shù)字孿生領(lǐng)域中面對(duì)的一些問(wèn)題找到了解決的路徑?！?/p>

岳皓介紹，傳統(tǒng)空間數(shù)據(jù)多為二維數(shù)據(jù)，在三維世界中表達(dá)不夠。同時(shí)，各類(lèi)傳感器的位置多為語(yǔ)義表達(dá)，缺乏空間坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)也不夠統(tǒng)一，對(duì)接需要開(kāi)發(fā)各類(lèi)接口。

但是，通過(guò)和華為公司的物聯(lián)感知體系結(jié)合，能夠大大降低工作量和工作難度。華為方面負(fù)責(zé)對(duì)接硬件的各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，武漢維方負(fù)責(zé)空間信息的表達(dá)及對(duì)接，雙方能力優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同健全數(shù)字孿生城市的空間智慧感知網(wǎng)。

“對(duì)于空間信息企業(yè)而言，高性能的計(jì)算能力意味著一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)啟。”

岳皓感嘆：“聽(tīng)李德仁院士講，當(dāng)年他從事遙感攝影測(cè)量學(xué)科時(shí)，受制于計(jì)算能力，許多設(shè)想難以實(shí)現(xiàn)。但現(xiàn)在，高性能計(jì)算相較普通計(jì)算的效率已經(jīng)提高了4倍左右，這讓城市級(jí)自動(dòng)化重建的時(shí)間大大縮短，也為空天地海多傳感器數(shù)據(jù)源應(yīng)用提供了條件。”

“這次和鯤鵬的合作給了我們很大的信心，未來(lái)，雙方合作還有望延伸到應(yīng)急、監(jiān)測(cè)、交通等各個(gè)領(lǐng)域?！?/p>