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KQGIS核心技術解析與多場景實踐應用

應用場景1：信創GIS替代/升級

核心技術：跨平臺GIS開發技術

基于自主研發的跨平臺GIS內核技術，KQGIS構建了全場景覆蓋的GIS基礎軟件及應用生態，實現從國產操作系統、數據庫到云環境的全鏈路兼容能力。KQGIS采用標準C++語言，構建了最關鍵的GIS內核（KQGIS Core），實現了底層算法、數據的統一。在桌面端，采用跨平臺的QT進行界面開發，實現一套代碼跨不同平臺。在WEB端，采用JavaScript進行網頁開發，不依賴于操作系統。此外，完成了與國產整機、云環境、CPU、GPU等硬件環境以及操作系統、數據庫、中間件、辦公軟件等軟件環境的全面適配。從而形成了基于KQGIS的跨平臺解決方案（信創GIS替代/升級方案）。

圖蒼穹數碼信創生態圈

用途：跨平臺GIS開發技術主要用于信創GIS替代/升級類項目。由于國家在信創方面的政策與規劃，我國信創已經從黨政領域試點應用逐漸向國計民生領域加速滲透。因此，近年來關于信創GIS替代或升級類項目逐漸增多。特別是涉及地理信息安全及應用安全的用戶單位，如國土、測繪、公安、軍事等領域，均需國產自主安全的GIS產品。

現有應用：基于跨平臺GIS開發技術衍生出來的各項應用已經取得了較為廣泛的應用。在自然資源領域，如不動產登記系統、實景三維數據管理系統等；在海洋水利領域，如電子海圖生產系統、數字孿生水利系統等；在國防軍事領域，如戰場態勢展現、作戰輔助分析、信息化管理等應用。具體項目如：全國三調數據入庫發布及應用管理項目、天津市第三次國土調查管理平臺項目、中交通信國產化電子海圖系統項目、江蘇省自然資源廳建設用地審批二期等。

圖國土三調類項目圖片

圖電子海圖類項目圖片

圖數字孿生流域類項目

未來應用：我國信創體系覆蓋“2+8+N”個領域，即黨、政等與金融、電力、電信、石油、交通、教育、醫療、航空航天8個重要行業等以及N個消費市場。其中，根據國資委在信創79號文中的明確要求，所有央企、國企要在2027年落實信創替代工作。因此，跨平臺GIS開發技術及應用短期內在央企、國企等單位需求較大。長遠來看，八大重要行業也將成為發力市場，特別是教育、交通等關聯緊密的領域。

應用場景2：海量空間數據管理

核心技術：全空間數據管理引擎

隨著空間數據獲取技術的發展，新時期地理信息數據呈現出種類多、體量大、更新快的特性。為了滿足用戶對海量空間數據的統一存儲和高效管理的需求，KQGIS研制出全空間數據管理引擎技術，包含空間數據管理引擎、空間數據渲染引擎、空間數據分析引擎等內容。

KQGIS針對矢量數據、高程數據、影像數據、三維模型數據、點云數據等不同類型的數據，提供不同的存儲方案，最終邏輯上實現統一管理；針對數據組成復雜、多源異構、多時空尺度的特點，KQGIS通過數據標準化處理、質量管理及元數據管理，實現了數據的全面治理；支持文件型數據庫管理、關系性數據庫管理、非關系型數據庫管理等，能夠兼容大部分國內外數據庫；根據二三維數據特點，KQGIS研制出自適應多級索引機制、渲染索引技術和緩存優化技術等，實現二三維數據快速調度和建設數據請求和傳輸，實現數據復用。全空間數據管理引擎技術能夠有效解決海量空間數據使用流程復雜、使用門檻高、應用效率低的問題。

圖全空間數據管理引擎

用途：全空間數據管理引擎技術主要應用于進行海量空間數據管理或提供大量空間數據服務類的項目。如自然資源主管部門，負責基礎地理信息數據的采集、更新和存儲，建立地理信息公共服務平臺；測繪地理信息機構，如省測繪地理信息局，承擔基礎測繪數據的生產與維護，并建設省級地理信息平臺；應急管理部門，依托地理空間數據提供災害預警、救援路徑規劃等服務，需實時調用基礎地理信息數據。這些政府單位對全空間數據管理引擎技術有著天然的需求。

現有應用：在國家發改委項目，KQGIS利用全空間數據管理引擎技術，將發改委原有的第三次全國國土調查數據成功遷移到國產化環境，并實現全國數億條土地數據的快速加載顯示和統計分析；在中國衛星資源應用中心，KQGIS利用全空間數據管理引擎技術，成功實現對超過30PB體量的衛星遙感數據進行管理，并將查詢效率提升到秒級；在武漢城市仿真實驗室，KQGIS利用全空間數據管理引擎技術，管理武漢市8000多平方公里的三維模型數據。除此之外，該技術在全國第三次土地調查、全國不動產統一登記、數字孿生城市等項目上得到了廣泛的應用。

圖國家發改委項目圖片

圖中國衛星資源應用中心項目圖片

圖武漢城市仿真實驗室項目

未來應用：隨著數據采集技術的發展，地理空間數據的體量將會呈現爆炸式增長。不僅自然資源管理部門、應急管理部門等政府單位需要，而且城市規劃部門、環境保護部門、農業林業部門等都將出現這方面的需求。城市規劃部門需要對海量的土地利用、交通規劃、建筑布局等數據進行分析；環境保護部門，需要接入海量實時數據，監測空氣質量、水資源污染等。全空間數據管理引擎技術已經實現對海量視頻數據、實時位置數據、傳感器數據等支持，在未來具備更加廣泛的應用空間。

應用場景3：三維場景高效渲染

核心技術：三維模型輕量化與渲染技術

三維模型輕量化與渲染技術是提升大規模場景可視化效率的核心手段。其中，三維模型輕量化技術包括幾何簡化、紋理簡化、壓縮處理、細節層次（LOD）、層次漸進式傳輸、簡化冗余細節等手段，降低模型存儲與傳輸負擔，提升加載和渲染效率，同時保持關鍵幾何精度與視覺效果。該技術有效解決了傳統三維模型因數據量龐大導致的性能瓶頸問題；三維模型渲染技術包括實時渲染優化、光照與材質模擬、高動態渲染技術、動態交互等手段，將輕量化后的模型轉化為高保真視覺效果，實現復雜場景的高效交互。

用途：三維模型輕量化與渲染技術在自然資源領域，可用于國土空間規劃、土地利用監管、生態保護等，如結合三維GIS與數字孿生技術，輔助規劃方案合規性評估；在應急管理領域，可用于臺風、地震等災害模擬與應急響應，如壓縮數據量，支持災害場景快速加載，實時模擬災情擴散路徑，結合HDR技術增強明暗對比，輔助災情評估等；在國防軍事領域，可用于作戰計劃制定、多兵種協同訓練、海陸空天電多域聯合作戰等，如集成高精度三維GIS與虛幻引擎，構建全球米級地形模型，模擬爆炸粒子特效、多通道聲音渲染，增強戰場沉浸感等。

現有應用：在黃山市自然資源和不動產三維立體調查登記試點項目中，借助KQGIS平臺卓越的三維GIS渲染引擎，解決了海量三維數據加載的技術瓶頸，實現了黃山市中心城區191平方公里（0.02米分辨率）、風景區全域160平方公里（0.08米分辨率）三維傾斜攝影數據（總量超過10TB）的流暢加載與展示；在“數字黃巖”智慧城市基礎設施提升工程項目中，KQGIS對黃巖988平方公里傾斜模型進行優化，數據總量由原來的3.8TB減小到2TB，模型加載效率由原來的12s提升至1.5s，解決了三維場景視覺效果和渲染效率的問題。

圖黃山項目

圖黃巖項目

未來應用：三維模型輕量化與渲染技術的應用前景廣泛，比如三維政務平臺，通過集成輕量化三維模型，支持城市規劃、交通管理、應急指揮等多部門協同。開發元宇宙政務大廳，支持企業遠程辦理土地審批、規劃許可等業務，降低行政成本。再比如軍事元宇宙與智能訓練，通過整合空中、陸地、海洋數據，構建多領域虛擬戰場，支持高頻次戰術演練。還可以通過輕量化模型加載歷史戰場數據，結合AI算法模擬敵方行動，優化作戰計劃。

應用場景4：地理空間智能應用

核心技術：地理空間人工智能技術

地理空間人工智能（GeoAI）技術是GIS和AI技術融合的新技術。其核心是通過機器學習、深度學習、自然語言處理等AI技術，結合地理信息技術、遙感技術、物聯網技術等，實現對復雜地理現象的智能感知、推理、知識發現及決策支持。KQGIS經典機器學習技術，實現AI矢量分析和AI柵格分析等能力，包括回歸分析、聚類分析、主成分分析等；蒼穹數碼結合傳統深度學習，實現AI遙感影像解譯，包括目標檢測、變化檢測、語義分割、視頻檢測等；KQGIS結合AI大模型，構建AI遙感視覺大模型、AI-GIS大語言模型、AI-GIS多模態模型、GeoAI Agent System（地理空間智能體系統）等，實現圖文解譯、知識問答、智能體應用等。

用途：地理空間人工智能（GeoAI）技術應用廣泛。例如，在城市規劃布局方面，KQGIS可以通過分析多期歷史數據，利用決策樹、人工神經網絡、支持向量機等方法挖掘土地利用類型轉換的規則，并結合元胞自動機實現地理模擬預測。在城市發展研究方面，KQGIS可以對以下設施進行較為準確的識別檢測：一些道路交通設施（如橋梁、公共交通、汽車、輪渡等）、一些通信設施（如電線桿、電線塔、廣播塔等）以及一些大型的港口、機場（包括船舶、飛機等）。在土地資源調查方面，KQGIS可以利用遙感解譯大模型對未訓練的國土調查數據進行解譯，對比傳統分割模型，性能更快，解譯精度更高。

現有應用：我們聯合中國水利水電科學研究院研制出水利遙感應急監測系統，打造了從氣象降水預報、衛星軌道預報、多源衛星數據接入、自動化預處理、淹沒范圍智能遙感解譯、成果數據發布、數據應用共享全鏈條服務體系，為應急救災提供支撐。我們在測繪生產方面，通過在車載終端部署輕量化道路線檢測程序，能夠做到實時駕駛實時生成道路線，以及道路兩邊的標志物。我們在云享烏鎮項目，利用三維GIS+AI+視頻融合技術，實現連續接人15路攝像頭和城市傾斜攝影模型融合，追蹤到同一輛車在街道上完整的運行軌跡。當然，地理空間人工智能技術在農業、環保等領域也有很多不錯的應用。

圖水利應急遙感監測系統圖片

圖道路線實時生產系統圖片

圖視頻智能識別追蹤系統

未來應用：地理空間人工智能（GeoAI）技術未來更多的是AI大模型和GSI技術的結合應用。例如在自然資源領域，基于自然語言交互的政務助手可自動核驗土地權屬信息、生成規劃報告，審查準確率達99%以上，效率提升超10倍；通過AI識別規劃沖突，基本可以自動處理80%及以上的國土空間規劃數據沖突項目。在智慧城市領域，基于深度學習的交通流量預測模型，結合GIS實時路況數據，可動態調整信號燈配時和公交線路，降低30%及以上的擁堵率。在數字鄉村領域，大模型構建的“村秘”智能體可處理戶籍管理、政策解答等事務，降低行政成本。結合AR/VR技術生成鄉村文化解說內容，定制旅游路線（如美食探索、文化體驗），提升游客吸引力。

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