GIS与元宇宙能擦出怎样的火花？

元宇宙的前世今生

1992年，美国著名赛博朋克流科幻作家尼尔·斯蒂芬森在他的小说《雪崩》中对未来技术进行了探索，《雪崩》中将现实世界与虚拟世界进行了串联，向外界描绘出未来世界的样子，并提出了一个关键的概念——“Metaverse”。2018年，一部名为《头号玩家》的电影上映，虚拟世界与现实世界的交织，给人们带来了无限想象。2020年12月，由CD Projekt RED开发的动作类开放世界角色扮演游戏《赛博朋克2077》向无数玩家构建了未来虚拟世界的场景。至此，“元宇宙”概念已经在人们脑中刻下了深深的印象。

2021年，Facebook更名Meta（元），彻底将元宇宙这一概念引爆。据IT橘子统计显示，2021年间出现了24家与元宇宙有关的公司，涉及文娱传媒、教育、游戏、智能硬件、先进制造等多个行业，其中超过一半的公司都获得了资本的青睐。

随着元宇宙从1.0阶段过渡到目前的3.0阶段，市场规模持续扩大。据彭博行业研究预计，元宇宙市场规模将在2024年达到8000亿美元，普华永道也曾预计元宇宙相关经济有望在2030年增至15000亿美元。2022年上半年，全球范围内与元宇宙相关的投融资事件共205起，总计金额约322亿美元。据Sensor Tower报告显示，2021年11月至2022年1月，约522个APP与元宇宙产生联系。

据中商产业研究院的预测，预计2022年-2027年中国元宇宙市场规模将保持持续增长趋势，预计2027年市场规模将达1263.5亿元，年复合增长率达32.98%作为数字经济的组成部分，国家层面及各省市“十四五”规划纲要多次提到相关行业，促进了元宇宙相关产业的发展。

作为新概念、新技术、新业态的元宇宙与GIS之间又能产生何种化学反应？本篇，我们将探讨GIS与元宇宙的结合。

元宇宙，改变世界走向

有业界专家认为，元宇宙作为新兴业态，不仅将成为全新的生产力工具，也将推动数字经济的发展。在9月落幕的服贸会期间，首钢园展区近一万平方米的元宇宙体验馆让人们领略到了元宇宙所代表的虚拟与现实融合的科技魅力；国家会议中心也开展了关于元宇宙的会议论坛，其中由易智瑞信息技术有限公司作为承办之一的“元宇宙与数字经济论坛”召开，围绕“大数据、孪生城市与元宇宙”展开了讨论。

元宇宙是孪生的数字世界，其三维数字底座包含了地形、地貌、地下空间（地质、管廊、管线等）以及地上的各种构造物等各种体模型数据；现实世界的动态感知系统（物联网）捕获的实时信息与数字世界中的点、线、面、体等各种GIS数据进行关联，实现数字世界与现实世界的同步；GIS提供了强大的空间分析能力、大数据处理能力，能够快速挖掘数字世界中历史数据、实时数据背后的价值，为元宇宙贡献空间的智慧，并反作用现实世界辅助更加科学、合理的决策。

据清华新闻学院元宇宙文化实验室推出3.0版本元宇宙报告显示，元宇宙基于静态和动态空间拓展建立拟真孪生体，可随时“进入”、“在场”和“体验”。包括静态空间拓展和动态空间拓展。进行微观、介观、宏观、巨观的空间拓展；元宇宙构成了一种全新的时间存在形式，虚拟世界中的时间与现实世界的时间，既存在同构性、孪生性，也存在异质性、原生性。基于多重时间线的并构与拼接构建新型数字虫洞，可随时“跳转”、“回溯”和“联结”，既可以时间倒流，也能够走向未来。通过以上两点可以发现，元宇宙其实是数据在另一时空的全新体现，兼具了时间和空间特性，这与GIS的特性极为吻合。

GIS，元宇宙的地图底座

GIS作为提供地理位置的科学，可对复杂多样化的模型和数据进行分析，最适合成为元宇宙所构建的虚拟世界中的“操作系统”，也催生了新一代的三维GIS技术的发展。在三维GIS的技术支持下，可将海量多源异构数据统一汇聚管理，让虚拟世界中空、地、海表达得更立体、更快捷、更真实、更精细。同时，在与VR/AR/MR技术的结合下，可带来沉浸式的三维交互方式，提高人机交互性，赋予人机交互丰富的视觉感和体验感。

GIS在技术上赋能了元宇宙的发展，为元宇宙提供了技术、数据和模型，以及虚拟地址空间和地理资源信息。同样，元宇宙也加速了GIS的技术变革，推动了三维GIS的发展。不仅拉动了地理设计设备的创新，诸如让地理从业者可快速制作地理效果图；利用GIS模拟洋流变化等。

目前，GIS领域的参与者纷纷加入到与元宇宙的融合发展中。易智瑞信息技术有限公司的新一代自主可控国产地理信息平台GeoScene在技术上创新突破，GeoScene 3.1针对三维数据中的倾斜摄影数据、BIM数据等，以及各种存储形态的时空矢量大数据，提供针对性的治理方案。面对三维数据类型多、精度高、范围广、数据量特别大的特点，提出容量治理、效率与效果的双效治理策略，推出数十种即拿即用的数据工具，满足多源数据接入、轻量化、高保真还原和高效率加载的应用需求。

同时，GeoScene支持OGC I3S标准，体元、BIM、倾斜模型、精细模型、点云等三维数据可发布为基于I3S标准的三维服务，而场景浏览器则是实现大汇聚的容器，DEM、DOM、三维服务、要素服务、流服务等均在场景浏览器中融合加载。

随着用户对三维表达形式有着更高、更多样的需求，三维GIS服务更具开放性，I3S服务与Cesium、游戏引擎的结全也备受关注，Cesium能够读取GeoScene发布的三维服务进一步提升数据对外服务能力，实现更多业务场景下的应用。GeoScene深度拓展了与游戏引擎的集成，全新推出基于UE 5的游戏引擎插件，具备UI界面、蓝图、C++三种开发模式。GeoScene原生三维引擎，外加与游戏引擎的结合，助力地理空间升维，让用户在元宇宙世界中感受真实世界。

未来GIS新蓝图

目前，在三维GIS方面，谷歌的Google Earth、美国NASA的World Wind、美国SkyLine的Skyline Globe、微软的Virtual Earth等均有着强大的功能优势。中国测绘地理信息产业链中，除了易智瑞公司外，也有不少企业有所建树，包括武大吉奥、图灵软件、海澄华图、武汉地大、中地数码等。此外，包括阿里巴巴、腾讯、华为、字节跳动等头部互联网大厂也纷纷剑指元宇宙。

虽然元宇宙起于游戏，面向的时广大的TOC用户，但随着元宇宙技术的不断成熟，未来应用领域将涉及TOB和TOG的方方面面。目前，GIS与元宇宙的结合仅仅体现在三维GIS方面，仅依靠目前的技术，还不足以在元宇宙中充分体现GIS的能力。不过，我们可以尝试着让三维GIS与VR/AR/MR进一步融合，逐步增强三维GIS沉浸感；另外，可与前沿的游戏引擎技术结合，强化三维GIS的渲染效果；最后，可以通过WebGL实现三维GIS与各种设备的链接。很显然，GIS作为元宇宙的基础底座，已经准备好迎接元宇宙大潮的到来。

不过，值得注意的是，GIS与元宇宙的结合不可避免地面临不少现实问题，其中包括地理信息数据的安全性和保密性；地理信息数据获取合法性；地理信息数据获取的成本；地理信息数据从获取到应用的操作流程；地理信息数据如何高效管理等问题。

此外，就元宇宙自身来看，其缺少相关监管措施，涉及了不少风险。2022年两会期间，多位政协委员指出要对元宇宙进行冷思考，提出要警惕元宇宙“避实就虚”，尽量避免出现利用元宇宙炒作现象。同时，元宇宙的商业化模式尚不清晰，应该将发力重心回归技术本身。

不可否认的是，随着数字经济蓬勃发展，云计算、虚拟现实、人工智能等产业发展迅速，在核心技术愈加成熟的条件下，元宇宙已经能够从概念走向台前。2022年服贸会Web3.0发展趋势高峰论坛上发布的《中国元宇宙发展报告（2022）》显示，我国元宇宙上下游产业目前产值超过4000亿元。在元宇宙技术的催生下，GIS 迎来更多发展机遇和创新，产生更多新的业态。未来，GIS在未来元宇宙发展的整个链条中将发挥重要的作用。

GeoScene三维能力一览

最后，小易将分享GeoScene在三维方面的能力，希望可以在实际的工作中给到大家帮助。

GeoScene 3.1继续锻造GeoScene 3D引擎，在三维数据模型支持、三维数据治理、三维数据高效加载显示等方面均有较大增强。

数据支持方面，新增支持体元。体元模型广泛应用于温度、风场、地质体等要素的三维可视化。在3.1版本中，GeoScene Pro可将体元模型发布成三维场景或输出成场景图层包（SLPK），同时支持对体素SLPK进行剖切、生成等值面等操作，方便用户进行科学分析。还可以将体素场景图层发布到GeoScene Enterprise中，并使用JavaScript API和GeoScene Pro进行浏览、查看与分析。

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三维数据治理方面，GeoScene 3.1推出了功能更为完善的三维数据治理模块，大大提升数据处理效率。三维数据治理模块针对国内三维数据的复杂性和多样性，开发了一套覆盖三维数据转换、入库、服务发布到优化全流程的实用工具集。GeoScene 3.1中全面增强了三维数据治理模块，新增9个呼声颇高的工具，如二维管点管线转三维、3D Tiles与SLPK互转、B3GF格式BIM模型入库、优化离散I3S服务等，并根据应用情况对原有工具进一步的升级，工作效率和易用性大大提高。

此外，GeoScene继续深度拓展与游戏引擎的集成，全新推出基于UE 5的游戏引擎插件，具备UI界面、蓝图、C++三种开发模式。UI界面开启编辑器模式时，虚幻引擎在不运行的状态下可以实时加载和渲染位于GeoScene Online和Enterprise上的数据服务。便于开发者掌控场景信息和操作模型数据。SDK具有全球和局部两种场景模式，支持全空间坐标参考（全球场景支持任何地理坐标系，局部场景支持任何投影坐标系）。

小易有话说

关于GIS与元宇宙的讲解就到此为止了，如果你有不同的见解与看法，欢迎留言讨论。

敬请期待下一期：GIS与IT融合趋势与挑战之双碳！