专家报告 | 车伟涛分享《虚拟地理环境研究探索与数字孪生实践应用》

虚拟地理环境（VGE）是地理信息科学从“制图”向“建模”演进的重要方向。传统地理信息系统（GIS）侧重于地理编码、空间分析与可视化，而虚拟地理环境强调以地理数据与地理分析过程模型为双核心，旨在统一表达自然与人文要素及其时空演变，服务于对地理环境的展示、重建、预测与规划。

虚拟地理环境的认知与模拟可概括为“形似—神似—魂似”三个递进层次。“形似”层致力于实现地理环境静态、多维的形态复原；“神似”层侧重于模拟地理现象与过程的动态演变；而“魂似”层则旨在刻画人地关系的相互作用与人类行为。这共同构成了从静态镜像、到动态过程、再到智能交互的完整认知深化路径。

虚拟地理环境的早期探索在三维建模、过程模拟与人机交互方面已展现出前瞻性。相关研究在十多年前便实现了室内外一体化的三维场景构建、基于真实数据的环境污染与噪声模拟，以及支持多用户化身协同的虚拟会商等功能，为当前数字孪生技术在多模态表达与协同交互方面提供了早期实践基础。

数字孪生技术在城市灾害监测与治理中展现出集成应用价值。通过融合物联网监测数据、计算机视觉分析、地理信息与过程模型，可构建城市级的数字孪生平台，实现对内涝积水深度实时监测、山体滑坡风险模拟与综合管理，提升灾害预警与应急响应的能力。

数字孪生融合AI技术，推动智慧建造和楼宇管理向主动感知与实时预警方向发展。在智慧工地场景，利用多模态视觉语言模型可自动识别安全隐患（如未佩戴安全帽、危险行为），实现实时预警。在智慧楼宇场景，集成BIM、物联网及能耗数据，可支持舒适度管理、碳排放分析与ESG报告，实现运维管理的智能化。

推动产学研深度融合和青年科技人才培养，对技术落地与生态建设至关重要。通过汇聚高校科研人员、企业研发力量与青年科技人才，搭建交流平台，可有效促进科研成果向实际应用转化，助力企业技术升级与国际化拓展，并形成可持续的创新人才输送机制。

举办行业创新竞赛有助于激发技术应用潜能与构建产业生态。设立面向企业、高校的虚拟地理环境/数字孪生创新大赛，鼓励基于真实业务场景的解决方案、产品原型与应用构想，能够促进跨领域合作，孵化示范性应用，推动技术在实际产业中的融合创新与生态化发展。