元宇宙的由来-建设意义以及应用发展方向

元宇宙的由来、建设意义以及应用发展方向元宇宙建设导向精准性、高效性社会治理创新以科技为支撑，有效发挥信息化、大数据作用，努力提升社会治理的预见性、效、最透明的途径，它促推进改革创新信息化和智能化，为改革创新提供了最便捷、最高进了流程简化、政策落地，解重大风险的重要手推进了行政改革 段化解重大风险充分运用元宇宙是发现问题、科学研判的有效措施，是防范化引导产业发展AR、VR、云技术、物联网带动产业链形成通过数据采集设备制造产业，中游的终端制造业、软件开发、集成应用产业、下游的数据处理、信息管理产业的整体产业升级（数字经济）注重以人为本便民惠民，解决社会发展问题根本是要提升承载能力和服务效率，要把提升百姓的满意度和获得感作为元宇宙建设的出发点和落脚点建设导向建设元宇宙——政务、产业、民生核心动力兴业利民产业民生当今社会和经济在发展过程中面对诸多挑战，元宇宙是当今社会发展的新理念和新模式，是推动政府职能转变、推进社会创新管理的新手段和新方法。借助交互技术、云计算、区块链等信息技术，实现政府管理、经济发展、民众生活模式转变政府利用信息技术完善社会功能核心系统，优化管理模式，提升效率，建设服务政府善政提高GDP，促进数字产业转型发展，保持经济可持续性，增强企业竞争力构建和谐环境，引导创新应用，提升信息化生活品质，打造高效、便捷、幸福生活6.以人为本以人民为中心：让元宇宙建设成果惠及全民1.实时数据驱动基于天空地一体的传感网、物联网，实时接入各种基础数据，政府、企业专业数据，大众（众包）数据，驱动元宇宙发展，重塑数字经济新动能4.协调融合实现物质文明和精神文明、经济建设和社会建设等方面的协调融合发展深度共享进一步强化跨部门、跨行业的组织统筹力度，全面加快信息资源的有序汇聚、深度共享、关联分析、高效利用智能感知与交互对人、事、物、环境等智能感知、学习、判断、推理、预测、交互5.

持续创新对元宇宙的技术、机制体制、模式和应用等方面进行不断探索，引领数字经济发展方式转型升级7.安全可控保障信息基础设施、网络、数据、信息内容、隐私、行为、伦理、虚拟财产等方面安全可控，实现网络空间安全晴朗元宇宙的新理念元宇宙建设新要求数字原生

数字孪生元宇宙优化描述 学习全局优化、持续迭代更新的新城市空间推演预测决策塑造数字新空间引领数字经济转型发展释放数据新价值创新治理服务模式数据是决定治理成效的关键性战略要素元宇宙信息安全风险引起高度重视元宇宙正在成为国家数字化转型的新抓手全周期管理是元宇宙产业协同管理的新路子筑牢安全新底座保障元宇宙稳定高效运行全要素管控分层次治理跨系统协同全流程监督新技术赋能全周期管理打造治理新范式提升应急能力和治理效能平战结合 动态联动闭环优化组织制度管理技术丰富数据应用场景完善数据治理体系提升数据应用价值安全隐患多认知研判难 技术统筹难 产业协同难“三难一多”的元宇宙建设提出新要求主要内容一、元宇宙的概念二、元宇宙的由来三、元宇宙对社会的价值四、存在的问题与建议一、元宇宙的概念元宇宙是万物互联时代数字孪生和数字原生技术的集大成，它将极大地丰富人们的物质世界和精神世界，推动人类社会的可持续发展！一、元宇宙的概念中文名“元宇宙”英文对照名“metaverse”，释义为：人类运用数字技术构建的，由现实世界映射或超越现实世界，可与现实世界交互的虚拟世界一、元宇宙的概念中文名“化身”英文对照名“avatar”，释义为：用户在元宇宙的身份映射和虚拟替身，具备形象自定义、动作驱动等功能一、元宇宙的概念中文名“数字人”英文对照名为“digital

human，metahuman”，释义为：运用数字技术创造出来的、与人类形象接近的数字化人物形象（人形机器人）主要内容一、元宇宙的概念二、元宇宙的由来三、元宇宙对社会的价值四、存在的问题与建议二、元宇宙的由来（一）何谓“数字原生”（Digital

Native）数字原生就是由物理世界为重心向往数字世界为中心迁移的思考方式，代表人类思维想象出来的人或事，能够对现实世界产生一定的影响二、元宇宙的由来：数字孪生（二）何谓“数字孪生”（DigitalTwin）数字孪生作为实现虚实之间双向映射、动态交互、实时连接的关键途径，可将物理实体和系统的属性、结构、状态、性能、功能和行为映射到虚拟世界，形成高保真的动态多维/多尺度/多物理量模型，为观察物理世界、认识物理世界、理解物理世界、控制物理世界、改造物理世界提供了一种有效手段主要内容一、元宇宙的概念二、元宇宙的由来三、元宇宙对社会的价值四、存在的问题与建议三、元宇宙对社会的价值随着数字化浪潮进入新的提质增效阶段，虚拟现实、5G、人工智能等新一代信息技术快速迭代突破，“元宇宙”正成长为引发新技术融合应用的新风口。元宇宙为智慧地球、智慧城市、智慧交通等应用场景提供了新的技术支持，有利于社会的发展和数字经济的转型，同时可以高效赋能工业、文旅、教育、医疗等垂直行业的发展。元宇宙对社会的价值，需从“数字孪生”和“数字原生”两个方面考虑三、元宇宙对社会的价值（一）数字孪生的智慧城市在数字孪生城市中，基础设施（水、电、气、交通等）的运行状态，市政资源（警力、医疗、消防、建筑等）的调配情况，城市建设过程以及人流、物流、车流的安全运控，都会通过传感器、摄像头、数字化子系统采集上来，并通过包括5G、北斗在内的物联网技术传递到云端和城市的管理者。基于这些数据以及城市模型可以构建数字孪生体，从而更高效地管理城市积极推进“数字孪生”建设相比于工业制造的“产品生命周期”，城市的“生命周期”更长，效益将更大（一）数字孪生的智慧城市（一）数字孪生的智慧城市数字孪生城市的构建，将引发城市智能化管理和服务的颠覆性创新从而实现：信息可见，轨迹可循，状态可查，

虚实同步运转，情景交融过去可追溯，未来可预期，

当下知冷暖，见微知著，睹始知终全市一盘棋尽在掌握，一切可管可控管理扁平化，服务一站式，信息多跑路，群众少跑腿虚拟服务现实，模拟仿真决策（一）数字孪生的智慧城市上图为数字孪生的智慧城市架构，数字孪生城市是智慧城市建设的新高度（一）数字孪生的智慧城市（二）基于数字孪生的智慧城市特点数字孪生的实现和落地所需的五大关键前沿技术数字孪生的实现和落地应用离不开New

IT和AI的支持:物理实体的真实全面感知多维多尺度模型的精准构建全要素/全流程/全业务数据的深度融合智能化/人性化/个性化服务的按需使用全面/动态/实时的交互数字孪生五维模型与New

I和AIT的关系1、精准映射数字孪生城市通过空中、地面、地下、河道等各层面的传感器布设，实现对城市道路、桥梁、井盖、灯盖、建筑等基础设施的全面数字化建模，以及对城市运行状态的实时感知、动态监测，形成虚拟城市在信息维度上对实体城市的精准信息表达和映射（二）基于数字孪生的智慧城市特点2、虚实交互城市基础设施、各类部件建设即有痕迹，城市居民、来访人员上网联系即有信息。数字孪生城市中，在城市实体空间可观察各类痕迹，在城市虚拟空间可搜索各类信息，城市规划、建设以及民众的各类活动，不仅在实体空间，而且在虚拟空间得到极大扩充，虚实融合、虚实协同将定义城市未来发展新模式（二）基于数字孪生的智慧城市特点3、软件定义孪生城市针对物理城市建立相对应的虚拟模型，并以软件的方式模拟城市人、事、物在真实环境下的行为，通过云端和边缘计算，软性指引和操控城市的交通信号控制、电热能源调度、重大项目周期管理、基础设施选址建设（二）基于数字孪生的智慧城市特点4、智能反馈通过在“数字孪生城市”上规划设计、模拟仿真和实时分析等，将城市可能产生的不良影响、矛盾冲突、潜在危险进行智能预警，并提供合理可行的实时反馈和对策建议，以科学视角智能干预城市原有发展轨迹和运行，进而指引和优化实体城市的规划、管理、改善市民服务供给，赋予城市运行管理和生活服务更多的“智慧”，支持实体城市的升级改造（二）基于数字孪生的智慧城市特点1、智慧城市运营大脑2、智能电网数字孪生服务3、智慧城市交通大脑（三）数字孪生的智慧城市应用1、智慧城市运营大脑软件开发及运行平

IaaS台层基础设施层机房服务器网络

存储传感设备应用层智慧旅游

公共信息平台……SaaSPaaSDaaS核心：公共信息云服务平台智慧城管 智慧公安（三）数字孪生的智慧城市应用形成智慧城市中的大数据生态智慧城市时代IT的合作是围绕大数据的合作：数据采集、加工、存储、清洗、挖掘、决策、控制与利用服务1、智慧城市运营大脑基于大数据共同实现城市运行监控与指挥调度1、智慧城市运营大脑2、智能电网数字孪生服务智能电网数字孪生：充分利用电力系统物理模型、先进计量基础设施的在线量测数据、电力系统历史运行数据，并集成电气、计算机、通信、气候、经济等多学科知识，进行的多物理量、多时空尺度、多概率的仿真过程，通过在虚拟空间中完成对智能电网的映射，反映智能电网的全生命周期过程（三）数字孪生的智慧城市应用建立了电力走廊多要素的精准定位、识别与建模以及3D空间关系计算模型一体化的软硬件系统，解决了电力走廊安全风险的定位和预警2、智能电网数字孪生服务电力巡检机器人能够实现对变电、输电、配电设备进行全天时、全方位、全自主智能巡检和安全防护，包括自动巡逻、智能读表、图像识别、红外测温、实时视频回传等功能，以人工智能先进化手段代替传统人工完成电站巡检及设备查明工作，降低人员安全风险，保障电网本质安全，提升电网智能化巡检技术水平。2、智能电网数字孪生服务PNS“路霸”机器定位导航系统机器人的“眼睛”和“耳朵”，可适配于轮式、履带、人形等任何形态的机器人并在任意环境下自主行进。机器人产品-定位导航系统开放技术接口，可与机器人行业进行产品集成合作，实现各种无人驾驶场景应用。赋能应用场景，实现自动驾驶一键视频核查综合研判分析重大活动安保实时调度导航拥堵、事故、122警情、警力、应急救援、警保联动、视频、信号灯、诱导屏等构建应急全息图灵活配置图层动态可视化展示实时推送刷新图层自动聚合一键自动调度周边视频视频云台控制核查范围动态配置关联周边各类警力资源动态路径规划计算最优路径快速到达现场预设活动路线警力动态部署目标位置跟踪视频跟随监控拥堵事故原因分析、拥堵程度指数分析、拥堵事故路段分析、拥堵事故时段分析、122报警排名分析一图动态展示应急资源接入3、智慧城市交通大脑武汉交警数据大脑-智慧应急应用依托全息感知、时空分析、数据挖掘技术打造道路交通智慧应急系统（三）数字孪生的智慧城市应用010203通过楼宇自控系统传输数据实时监控各风机、水阀等重要构件出入口摄像头对进出场司机，进行人脸自动识别确保一人一车，行驶安全人员进出人脸识别并记录统计分析数据，掌控站内人员分布情况，以便实应对紧急情况调动亮点一：人脸识别大数据管控3、智慧城市交通大脑1.车辆全生命周期管理车辆录入系统后，有关车辆每次维修的部位、保养使用材料、行驶路线、车牌号、从录入系统直至报废等相关信息就会被系统记录保存全全生生命命周周期管理管理亮点二：车辆、设备全生命周期管理2.设备全生命周期管理通过二维码管理，实现实物与BIM模型的交互，对全场设施进行从采购、维修、直至报销的全生命周期管理3、智慧城市交通大脑可视化：在模型中就可了解感应设备、消防设备、通风设备等重要设备以及一些隐藏构件具体分布情况和具体位置，并可以在模型中直接定位模型参数化：每个BIM构件都可以点击,并显示长、宽、高、材质、生产日期等基础信息，并且有系统录入的相关维修纪录亮点三：采用BIM技术管理车场3、智慧城市交通大脑亮点四：室内精准导航1反向寻车，快速找到车辆从一层到入口到每次坡道口都有到屏幕进行导航，到了该停楼层屏幕会显示精确到米的停车路线司机快速寻车、停车，事故发生时可以根据诱导提示快速到达安全位置，避免受损2室内层层诱导，精确到米3提高安全效益手机端、一体查询机、管控系统都可以通过车牌号快速查询到车辆所停的位置3、智慧城市交通大脑配置应急人员和应急物资进智能联动实时通话亮点五：应急预案联动管控责任明确 入相应的应急预案，确保安全责任落实到个人一键启动应急预案实现场内广播、显示屏、手机推送等智能联动应急人员之间的实时多方视频通话，能更快的应对突发事故，以减低其带来的损失，并提高安全效益一键启动3、智慧城市交通大脑根据直线折旧法，百分比折旧法计算设备折旧率，以便更好的处理设备的折旧设施绑定位置区域可以自由划分，快速定位和BIM模型可进行交互通过编码集中管理设备和办公家具信息，以便更好的和财务对接资产可控亮点六：资产管理搬迁管理全程跟踪，实现资产完全可控3、智慧城市交通大脑方法：空天地观测平台的协同管理宜昌段重庆段南京段武汉段航标1734套水位30套航标429套水位19套航标1160套水位46套航标1711套水位37套32种上万个传感器亿条观测记录4、基于天地传感网的长江流域生态环境与灾害智能管理汛情动态监测汛情知识图谱汛情服务应用城市发展空间环境数据城市社会活动信息气象水文水情数据城市经济活动信息……舆情信息洪涝汛情知识建模知识存储信息融合信息抽取知识推理灾前预测灾中监测灾后评估城市洪涝汛情实时模拟及智库研判……2020年洪涝监测与汛情服务4、基于天地传感网的长江流域生态环境与灾害智能管理元

宇

宙

是

众

多

新

技

术

的

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大

成

者

，

其中

包

括

：

5G/6G

、

区

块

链（Blockchain）、人机交互（Interactivity）、电子游戏（Game）、人工智能（Artificialintelligence）、大数据（Big

data）等技术区块链（Blockchain）：是利用块链式数据结构验证与存储数据、利用分布式节点共识算法生成和更新数据、利用密码学方式访问和传输数据、利用智能合约编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式（四）支持元宇宙的技术5G/6G:

5G是第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术。5G下载速率理论值将达到20Gb/s,是4G的20倍。：5G/6G支持万物互联物理空间网络空间至2023年2月底：我国5G机站238.4万个，5G终端手机5.92亿户。（四）支持元宇宙的技术人机交互（Interactivity）：指通过计算机将现实与虚拟相结合，打造一个人机交互的虚拟环境，

是

VR

（

Virtual Reality

，

虚拟现实）

、

AR（Augmented Reality，增强现实）、MR（Mixed Reality，混合现实）等多种技术的统称VRARMR（四）支持元宇宙的技术电子游戏（Game）：其核心是游戏引擎，包含渲染引擎（即“渲染器”，含二维图像引擎和三维图像引擎）、物理系统、碰撞探测系统、光影、动画、粒子特效、音效、脚本引擎、文件管理、网络特性、编辑工具、插件等（四）支持元宇宙的技术人工智能（Artificial intelligence）：是研究、开发用于模拟和扩展人类智慧的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，涉及到信息论、控制论、计算机科学、自动化、仿生学、生物学和数理逻辑等自然和社会科学（四）支持元宇宙的技术大数据（Big data）：是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力来适应海量、高增长率和多样化的信息资产（四）支持元宇宙的技术对地观测与导航（EOS&GNSS）：提供海量、高精度和多样化的实时的时空大数据，实现物理空间万物到网络空间的数字孪生（四）支持元宇宙的技术深度融合处理基于位置大数据的云定位平台5GBLEGNSS高精度云处理平台范围/载波/多普勒/增强...范围/磁场强度/信号强度/室内地标...角速度/加速/信号强度智能开关智能开关GNSS地磁仪气压计室外室内多源协作模式建设云端协作质量控制室内地图多维度

位置展示MEMS卫星定位斗北Galileo传感器射频信号WLANCellular

network&Digital

TVBT/BLERFID/NFC多源融合定位92光源相GP机SGLONASS音频蓝牙技术突破声、光、电、场高精度室内定位室内外一体化高精度位置服务手机多源融合室内定位技术路线高精基准控制，紧耦多源融合音频定位系统包括：信号发射基站

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