VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、MR（混合现实）等多种扩展现实技术作为现实世界与虚拟世界的接口，为用户更好的提供了沉浸式和超现实的交互体验。1月8日，苹果公司官网公布消息称，首款混合现实（MR）头戴显示设备Vision Pro将于近期上市，是一款真正意义上实现了虚拟和现实融合的革命性设备。正如Apple CEO Tim Cook所说，Mac将我们带入个人计算时代，iPhone将我们带入移动计算时代，Apple Vision Pro将带我们进入空间计算时代。

  空间计算时代的底层逻辑是空间计算平台。广义空间计算平台是一种信息—环境耦合系统，以环境信息和用户意图为输入，以呈现给用户的虚拟信息和作用在真实空间物体的操作指令为输出，实现直接、复杂的反馈回路，形成人、环境、空间计算设备相互耦合的有机系统。

  空间计算解构和再造了空间，使得MR设备成为连接现实与虚拟的桥梁，也成为开启万物智能新世界的入口，并孕育出新的计算平台。搭载空间计算平台的MR设备解放了双手，将数字内容无缝融入用户的视野，提供了一种更自然、更舒适的交互方式。这也使得空间计算技术最大有可能成为未来3D空间互联网的入口，彻底改变人与机器、人与人、物与物之间的交互方式。

  随着GIS领域的智能化发展，地理智慧（Geospatial Intelligence）在2014年首次被提出，指从空间数据中提取信息和知识，并用于管理和设计世界的能力。近年来，GIS软件大范围的应用于IT领域和慢慢的变多的行业，在2023年这一表达变更为空间智能（GI）。

  空间智能可被具象化为一个金字塔结构，最低层是地理空间感知，再往上依次是地理空间可视化、地理空间决策、地理空间设计和地理空间控制。由下自上智能化程度慢慢的升高，成熟度越来越低。

  GIS将成为空间计算平台的基础支撑，空间智能金字塔的五层涵盖了GIS应用的方方面面，将为空间计算平台赋予更多空间智能。

  在地理空间感知层，通过定位、建图和识别，可以建立地理环境的几何和语义模型。地理空间感知能够在复杂的环境中实现定位，并提供与位置相关的服务，基于空间计算的应用如AR导航、AR多人协作等均离不开地理空间感知来作为信息输入。

  地理空间可视化层是将地理空间数据通过GIS平台做展示，涵盖的GIS技术如二三维一体化、三维重建技术等，地理空间可视化层是虚拟现实表达客观世界的关键技术，以此实现现实场景中精准定位以及无缝虚实融合的效果。

  基于GIS空间分析赋予空间计算平台智能决策能力，通过对地理空间数据的整合、分析和处理，以实现地理空间数据的智能化应用，如土地利用变化、湿地退化等问题。

  地理空间设计是在统一的GIS平台做三维空间分析计算，在基于空间计算的虚实结合场景中可提供天际线分析、坡度坡向分析等能力，可辅助城市规划设计、市政管理等应用。

  地理空间控制是在地理空间感知、地理空间可视化、地理空间决策和地理空间设计之上更高阶的应用。基于感知到的空间信息，参考地理空间数据分析结果，做出相应的响应，如农业无人机械生产，无人机控制，交通信号灯的控制等。

  空间计算和GIS相辅相成。GIS是管理和分析空间数据的有效工具，利用GIS强大的空间分析功能能提取更深层次的专题信息，全方面提升空间数据的利用价值。空间计算则赋予GIS更复杂的空间分析能力，更快速的数据处理能力及更直观、更动态空间数据展示方式。

  三维GIS助力构建虚拟世界，打造空间计算的时空信息底座。空间计算的商业化促进了基于空间计算的三维计算机生态的蓬勃发展，并渗透到三维GIS领域。近年来，三维GIS技术与IT技术的融合大幅度的提高了倾斜、点云、BIM等三维数据与传统的影像、矢量、地形数据、精细模型、地下管线、水面数据、场数据等多源数据融合，发展了三维实体数据模型，实现了三维全空间的建模与表达，增强了三维场景的真实感和精度。真三维分析、分布式空间计算，提升了三维场景的交互与可视化能力。大规模高精度城市空间智能建模技术的发展，助力室外室内一体化、宏观微观一体化、地上地下一体化的数字空间的构建，实现了对客观世界的虚拟重构和立体呈现。

  空间计算+GIS在多个领域落地开花。空间计算作为一种基于空间数据和模型去分析理解世界的方法，从技术本身而言，在城市更新、社区治理、环境整改治理、城市仿真、服务灾害预警防治方面与GIS技术结合将会有较大的潜力。

  基于GIS、三维实景建模、渲染技术构建的数字孪生城市是和现实世界对应的数字世界体系，以往的数字孪生侧重于“可视化”，而空间计算的应用为数字孪生赋予灵魂，让其变得可计算和可预测，更加智能化与动态化。基于空间计算的数字孪生也将具有空间感知、计算、解析和检索等能力，可应用与城市构建数字化空间智能管理，真正的完成从“看”到“用”。

  在智慧交通方面，依托实时孪生、交通大数据分析、AI算法等技术优势，融合动静态交通数据及高精地图，通过构建全域空间可计算的智慧交通数字孪生底座，可搭建搭建智慧交通的多种应用系统，实现交通事故预警与处理、公共交通调度与管理、 交通信息服务等多种应用。

  在智慧水利方面，通过接入数字孪生水利底层GIS与BIM数据、业务运行与物联感知等数据，借助模拟仿真和空间计算平台，完成水资源管理与调配等多种场景的智能化管理。

  在智慧校园方面，通过接入物联感知设备、地理空间数据、BIM数据、教学业务系统数据，结合模拟仿真技术与应急疏散算法，依托数字孪生建模与空间计算能力，实现校园的场景虚拟还原、安全安防管理、综合校情管理等多种应用专题场景。

  元宇宙概念七层架构中的“空间计算层”衍生出了3D引擎、VR/AR/MR设备、地理信息映射等概念，拓展了空间计算中GIS的业务场景。

  GIS结合AI扩展现实技术，将真实环境的图像和虚拟环境的三维模型进行叠加，为用户更好的提供更加真实和立体的地理空间体验，可实现地图可视化、测图、定位、智能分析等能力，结合GIS高精度定位，可应用于地下管线巡检、全息智能沙盘、城市公共设施管理、地图实景导航、展厅沉浸式导览等方面，来提升施工、管理、维修、检查效率，简化工作流程，助力智能化建设。

  在空间计算的加持下，GIS联合AI技术，在数据驱动、精准映射和智能分析与预测方面具有不容忽视的优势，实现了可预报、可预警、可预演、可预案等功能，借助VR/AR/MR设备，更是完成了“以虚仿实、以虚映实、以虚控实、以虚预实、以虚优实”的功能，拓宽了GIS应用领域。

  随着大模型为代表的新一轮AI浪潮正在掀起新的产业革命，而空间计算平台的发展，也将使虚拟与现实的融合产生更多新的交互关系和新交互范式，这将为GIS领域带来技术与工具的升级与变革，并在遥感影像分析、渲染建模、智能交互等方面带来各类创新的内容与应用，加速“用空间智能点亮世界每个角落”愿景的实现。

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