随着大数据时代的来临,对于海量数据的提取分析以及预测,已成为城市应用的重点方向,态势感知掀起了新的浪潮。
态势感知(Situation Awareness,SA),在20世纪80年代被美国空军提出,覆盖态势觉察、态势理解和态势预测三个层次。早在2500年前,我国的《孙子兵法》中阐述的“知己知彼,百战不殆;不知彼不知己,每战必殆”其实就是最早的态势感知概念应用。
“态势”并不是“事件”:事件是必然性的结果,而态势是一种趋势,加上感知,则是对事件发生前的趋势的预测。
城市态势感知,是一种基于城市环境的、动态、整体地洞悉安全风险的能力。是通过汇聚城市中各数据源,并对所有数据进行时间+空间重构融合,从全局视角提升对安全威胁事件的发现识别、理解分析、响应处置能力的一种方式,实现对各态势主题的实时态势洞察分析、趋势预测以及态势仿真,对引起态势发生变化的要素进行获取、理解、显示以及最近发展趋势的顺延性预测,最终为城市管理提供决策与行动支撑。
北京智汇云舟科技有限公司,从城市大脑的视觉中枢角度,提出了城市时空态势感知应用平台。面向城市的点源、线源、面源等多源感知数据,打造了“天空地海廊”一体化城市立体综合承载,为城市态势感知应用提供基础支撑。具体应用为:
1、构建数字孪生城市
智汇云舟城市时空态势感知应用平台,以三维地理信息系统(3DGIS)为核心承载引擎,综合遥感影像、数字高程、电子地图和城市三维模型等多源数据,重构城市三维虚拟地理环境。在虚拟城市场景中,按经度、纬度、海拔等城市空间真实精准坐标位置,融合监控视频等非结构化大数据、智能分析数据和物联感知数据,把现实世界构建成虚拟的三维立体数字孪生城市,实现城市时空态势感知的第一阶段,视觉可视化态势觉察。数字孪生城市,即是城市大脑的视觉中枢显示部分。

城市视频实景三维融合应用

城市感知数据空间位置融合应用
2、基于空间位置的智能应用
地理坐标是我们地球的普遍组成部分,在数字化的世界里,建立一对“数字孪生兄弟”的唯一方法就是利用位置。传统智能分析应用,均是基于单个视频或单个场景的应用,没有整体和全局的概念,任何单一的情况或状态都不能称之为态势。在理解态势时,要特别强调环境性、动态性和整体性。智汇云舟城市时空态势感知应用平台,是以AI(人工智能)+LI(位置智能)为智能应用引擎,使得基于单个视频、单个场景的人工智能应用,结合空间位置,实现了更真实、更精准的挖掘和分析,才会更有意义。
LI(Location Intelligence)位置智能,从传统GIS应用发展衍生而来,不过其已经不仅仅局限在GIS 应用上。传统的GIS 是一种部门化的、小范围的应用,主要用于测绘、地质勘探等专门领域,其解决方案也大多是一些工具,以帮助客户实现局部的应用。而“位置智能”强调位置信息与数据信息的结合,从而帮助管理者做出正确的决策。
位置智能是对人工智能的一种扩展和补充,是利用其运营环境和外部因素中与位置相关的信息,把相关数据、业务服务与专业经验结合在一起,实现测量、比较、可视化、分析,并进行预测采取行动,为业务运作提供支撑。简单地说,位置智能就是把位置信息与数据信息叠加并结合在一起,使业务信息可视化,同时帮助管理人员快速做出正确的决策。
通过位置智能,使得现实城市中的多种感知数据,在孪生城市场景中实现了时间+空间方式的数据挖掘和分析,并实现可视化理解和表达,形成城市时空态势感知的第二个阶段,空间可视化态势理解。

城市大场景空间态势分析应用
3、城市业务可视化预测
城市业务可视化态势预测,是城市时空态势感知的第三个阶段,直接指导和支持决策分析和行动策略。在数字孪生城市建设中,位置智能的价值主要体现在定位、可视化、分析和规划四个方面。智汇云舟时空城市时空态势感知应用平台,在AI(人工智能)+LI(位置智能)的共同驱动下,首先定位城市数据,将数据与位置相关联,这是决策的基础;其次进行空间可视化,找到与位置相关的信息,将位置信息数据可视化,以执行更多、更复杂的基于位置的操作;再次进行基于位置的数据深度挖掘分析,并将应用提高到分析层次,如各种数据之间的关系以及在未来可能的发展趋势等,将这些数据加入到业务数据中,为城市管理和决策提供更丰富的数据支持;最后进行城市空间智能规划,即根据位置智能的分析,结合城市中人、车、地、物、组,如户籍、征信、社保、交通、人脸等多种数据库,实现城市大脑多种业务的感知、理解、预测分析及态势仿真应用,并通过数字孪生城市可视化直观表达,支撑城市管理部门的精准决策及业务应用规划。

城市时空态势感知空间拓扑神经网应用
城市态势感知是感知城市状态和运行情况的重要手段,智汇云舟城市时空态势感知应用平台,通过数字孪生城市立体可视化场景态势图,把看得见的现实世界和看不见的现实世界中的多种多样的时空拓扑关系,在虚拟世界中进行“全天候”、“全方位”、“全向量”实时动态感知,全面深入掌握城市运行的全貌。为了实现对城市态势的有效精确预测和预警,智汇云舟构建了自主研发的趋势预测算法,通过LI(位置智能)对多种态势主题各影响因素建模分析,并对AI(人工智能)不断调优,同时构建城市态势仿真系统,实现城市数据与城市场景时空统一,打破各系统信息孤岛,提升城市数据应用价值,最终实现城市时空态势的精准感知、理解和预测。