51WORLD COS5.0数字孪生城市操作系统正式发布，在产品功能、体验性能、综合能力以及系统开放性方面较上一代产品都有了质的飞跃，为用户提供了更快、更强、更高效的使用体验。
“十四五”规划纲要明确提出，加快数字化发展建设数字中国，并提到推进城市数据大脑建设，探索建设数字孪生城市。在智慧城市管理精准化、智能化的趋势下，国内数字孪生建设由概念培育期驶入建设实施快车道。
依据含有数字孪生城市、数字孪生交通、CIM、新型基础测绘、实景三维等关键词的各类标准、部委政策、地方指引，如《城市信息模型（CIM）基础平台技术导则》、《实景三维中国建设技术大纲（2021版）》、《数字化城市管理信息系统 GB/T 30428》、《数字孪生城市白皮书》等超过150份文件，结合2020年以来与城市、交通有关的320余招标信息，51WORLD梳理出以下数字孪生城市操作系统应该囊括的九大特性：超高性能、多种精度、丰富数据、多样应用、场景编辑、应用调整、数据管理、服务共享、多方参与。
近期51WORLD正式发布数字孪生城市操作系统（51City OS V5.0，下称COS5.0），结合以上述九大特性为设计理念，依托数字孪生全要素场景、三维空间、定量分析、语义信息关联、运行数据叠加、数据资产管理，实现功能、性能、能力、开放融合的提升，助力城市规划、建设、运营一体化服务，赋予开发者和用户更大的开发自由。
▲COS5.0设计架构图
下面，让我们一睹为快，get COS5.0的重磅亮点～
产品功能集锦
51WORLD最新研发的COS5.0具备智慧规划、智慧建设、智慧管理三大功能，是解决数字孪生城市建设的利器。通过COS5.0用户可以更高效的对大量城市数据进行分析处理，提高城市运营管理效率保障城市安全。
- 智慧规划
COS5.0结合城市三维空间与城市现状、设计方案、指标审查、规划成果等空间数据实现城市规划融合性分析，行业应用人员可更简便、更高效率的完成城市规划相关事项。实现海量项目设计方案在更智慧化的平台中高效放入和全时空数据等应用。智慧规划一张图涵盖：城市数据总体概况、地质条件分析、水质状况分析、气象状况分析、人口规划、城市用地规划、基础资源用量。
- 智慧建设
COS5.0在建设阶段围绕着工地“人员、安全、进度、协同、环境”几个重要因素，提供各类信息化应用系统。可做到项目施工信息、工程进度、重大事件实时更新，并通过系统同步配置用户的组织结构、智能权限，结合各类子系统应用实现信息有效触达、问题及时跟进、工地有序管理，打造安全可靠、绿色环保的智慧工地。
- 智慧管理
COS5.0实时联动城市运行状态，实现城市管理一张图。通过城市安全指数、资源消耗、交通环境等日常管理以及对区域工作人员进行实时调度和工作协同，使区域实现网格化管理、应急管理的三维可视化。可针对消防、应急、重大展会等场景进行虚拟推演，对城市突发事件、交通流量做预处理，通过民众日常管理、交通态势感知、应急预案编制等的可视化管控，实现事前通知，范围调度及统一控制，提高处理效率，最大化保障城市的稳定安全。
高效性能体验
不止有强大的功能，COS5.0具有更极致的性能体验。不仅能高精度、多粒度还原场景，还能加强硬件性能的适配，为用户提供“云+边+端”一体化的极速云服务。
- 城市级场景流畅加载
高精度、多粒度场景还原：支持七亿个三角面基于ChunkLOD地形动态加载，接入2000平方公里高精卫星图，中精度还原2000平方公里L2，高精度还原50平方公里L3，高拟真还原7平方公里L4。高精度模型可以支持约100m近距离观察，模型贴图精度支持1K-4K，每厘米2-5像素，颜色准确，几何纹理一致。模型材质符合真实世界物体材质的物理特性。
▲L2中精度还原
▲L3高精度还原
▲L4高拟真还原
动态场景加载与渲染：支持实时加载上千级区域网格轮廓、上万个POI点，支持点聚合，并按视角范围分级显示。基于物理的全局照明效果，精确的环境反射，高平滑物体需要实时反射。基于物理的边缘柔和的阴影与高级AO效果，具有体积感的大气雾化效果。
- 硬件性能适配
针对不同的硬件，有全要素和高性能两种自由切换模式，可依据需求自主控制场景资源加载量。全要素模式，适用于三维场景的漫游导览，如L4级别建筑、地面、围栏、车辆、路灯等城市部件。高性能模式，适用于城市规、建、管各类功能的展示，如L4级别建筑和地面。系统对于性能要求考虑到通用的配置，RTX1070显卡稳定运行帧率在30fps左右，RTX3070显卡稳定运行帧率达40fps以上，方便不同用户、不同电脑配置稳定流畅运行。
- 极速云服务
构建“云+边+端”的一体化算力协同机制，51Cloud利用云平台提供的算力，在云端实现分布式渲染，并将渲染结果实时推送到各终端，实现不同终端统一的高画质渲染效果。算力模式包含公有云、私有云、边缘计算和本地计算，用户可根据自身需求选择算力模式。
能力日趋完善
随着数字孪生与新一代信息技术的不断融合，COS5.0的能力也日趋完善，多源数据融合能力、高效自动生成算法能力、空间分析能力、仿真推演能力等，助力城市治理数字化不断向纵深推进。
- 多源时空数据融合
汇聚城市非结构、半结构化的海量多源数据：基于标准ETL（抽取、转换、加载）流程，进行数据梳理、数据清理、数据转换、数据组合等，整合成结构化的数据集，解决数据混乱冲突、一数多源、数据质量参差不齐、数据冗余、数据缺值等问题。
多源模型数据构建统一三维模型底座：如GIS（.shp）数据、影像数据、高程模型数据、GeoTiff、BIM（.rvt、.dgn）模型、OSGB、3Dtiles等基础时空数据。支持OGC标准服务（WMS服务、WFS服务等），实现空间数据互操作；基于AI算法，实现OSGB、BIM等数据轻量化，提升性能为系统减负。
▲BIM加载
▲OGC加载
多源业务数据，打通业务系统数据孤岛：如交通与气象实时监测数据、工程建设项目数据、人口数据、宏观经济数据、招商数据、民生数据、视频数据等。系统可支持单机数百路1080P视频融合显示能力，支持静态、动态视频融合。
- 自动生成算法
自动生成助力底板构建：基于5类GIS数据，建筑（.shp）、道路（.shp）、水域（.shp）、DOM（.tif）、DEM（.tif），以自研的自动生成算法为技术支撑，借助语义信息，将矢量和栅格数据转化成渲染效果逼真的三维模型。同时自动生成的结果可以支持在实时渲染环境下的二次编辑，融合其他多源异构数据，形成统一城市三维模型底座，完成物理城市到数字城市的精准映射。
- 空间分析
空间分析优化要素空间布局：结合时空网格技术、北斗定位服务，实现空间数据计算、分析、查看等功能。系统支持日照分析、天际线分析、开敞度分析、街景语义分析、可视域分析、空间测量、空间路径规划、空间搜索与统计分析等多种功能，支持用户自定义观察点（如：路口、广场等）和方位，辅助城市规划设计。
- 仿真推演
仿真推演实现精细化治理：以多源数据为基础，基于算法内核，构建多场景仿真推演模型，对城市运行进行预判，并将仿真结果反馈到城市源头进行干预，对症下药精准施策，更好地把影响城市生命体健康的风险隐患察觉于酝酿之中、发现在萌芽之时、化解于成灾之前，实现引导城市规划建设，达到精准化治理效果。
在一个数字化的世界里进行数字化的内容创造，形成一个全新的、改造后的数字世界，需要不断的开放融合创新。
开放创新融合
围绕城市数字孪生建设，跨行业协作生态共融已成为必然趋势。COS5.0具备多源数据灵活接入、场景交互自由搭建、三维场景开放更新、数字资产管理运营等开放融合创新机制，推动产业链上下游的多元主体生态共融，共同搭建开放合作平台。
- 多源数据灵活接入
支持GIS数据、OSGB倾斜摄影数据在线导入，FBX、RVT、DGN等模型数据批量导入，第三方业务数据、业务专题场景接入功能。最大程度完成跨协议、跨接口、跨平台的数据接入，为数字孪生应用注入“血液”，让城市永葆鲜活。
- 场景交互自由搭建
支持城市场景编辑、业务面板自由搭建、交互方式自定义等功能，系统提供120+API标准接口，涵盖事件监听、场景控制、覆盖物编辑、场景特效等实现场景可视化调度。用户可通过导入模型编辑场景进行方案比选，自由摆放建筑、植被、小品等模型完成场景搭建，支持图层编辑，自由新增点、线、面、块状体、POI点等。多种特效样式供选择，点击效果样式即可切换，所见即所得。
- 三维场景开放更新
一张蓝图用到底：支持多方协作式的三维场景迭代升级、自身演进演化，改善传统管理部门各有各的底图，多个底图因坐标、数据格式不统一，导致叠加冲突、“万图奔腾”的现象,真正意义上实现城市规划一张图。
- 数据资产管理运营
释放数据要素价值：由于城市涉及利益相关者之间的大量数据和信息交流，因此，构建数据“采、存、算、管、用”全生命周期管理机制，系统以场景为牵引，对数据进行分级分类、权限梳理，支持用户自导入资产及公共资产库的调用，利用区块链技术，确保数据安全与用户隐私，解决城市孪生数据“不愿共享、不敢共享、不能共享”的难题，最大程度激发数据要素价值，赋能城市数字化发展，实现数据的互联、互通、互操作。
未来，随着数据共享、技术支撑、制度供给的不断加强，数字生态将不断完善，全社会数字化转型将不断推进，数字孪生将无处不在。
目前，COS5.0已在多个项目中落地实施，而其与51WORLD数字孪生PaaS平台的融合也将为用户带来更多产品功能和使用体验上的提升。现在，只要下载WDP4.1数字孪生PaaS平台，就可以体验更多COS5.0的最新升级能力。
WDP4.1
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