新加坡第一个国家级的数字孪生模型，向智慧国家转型

全国范围开源三维测绘计划

新加坡是世界上人口密度第二大的土地稀缺国家，为解决水平空间不足的问题，新加坡大力发展了纵向建筑和基础设施，以有效利用对国家发展至关重要的土地空间。为优化土地资源并促进经济和社会发展，新加坡土地管理局于 2012 年启动了第一个全国性三维测绘计划，利用快速数据采集技术绘制整个国家的地图。他们进行了空中和街道移动测绘，并于 2014/2015 年交付了首张新加坡全国范围的三维地图。这个三维地图已被政府机构用于政策制定、规划、运营和风险管理。然而，作为一个发展迅速、土地利用复杂的国家，2014/2015 年的地图已不足以满足政府和利益相关方的需求。

2019 年，新加坡土地管理局启动了第二次测绘，以了解土地利用变化，并以更高的精度来更新原始地图，从而反映国家的动态城市发展。工作范围包括进行地籍调查、管理和确保国家基础设施的精确定位，以及创建当前的国家三维数字地图。该项目需要对整个国家进行航空测绘，并对新加坡所有公共道路进行移动街道测绘。除了采集数据和生成更新的地图外，新加坡土地管理局还设定了“一次采集，多次使用”的目标，以最大限度地提高地图的可访问性，使其成为政府机构、主管部门和顾问协作开发项目的开源三维国家地图。新加坡土地管理局的高级首席勘测员 Hui Ying Teo 表示：“我们很乐意采用开放标准交换格式和‘一次开发，多次使用’的最终数据。”

数据处理、数据互用性、安全性和可持续性

作为一项大规模的城市数字数据采集和实景建模计划，该项目存在测绘和数据处理的挑战，而且，在使用不同遗留系统的众多机构之间实现数据互用也存在困难。此外，在国家安全至上的原则下，整个项目必须在安全的处理设施内进行管理，然后在基于云的环境中提供，以便与政府机构和基础设施项目共享并提供支持。基于长期可持续的愿景，新加坡土地管理局试图生成现有状况的实景模型，并通过本地离线处理来整合航空图像和点云数据，从而提供准确可靠的三维地图供开源平台访问，并随着时间的推移不断更新。

作为政府测绘机构，新加坡土地管理局不断面临着生成、管理和共享国家大规模数据集的挑战，这需要对高级 IT 基础设施进行投资和维护，以适应测绘、建模和协作工作流。Teo 表示：“我们尝试了其他非 Bentley 应用程序，但没有一个能够处理该规模的项目。”新加坡土地管理局意识到，他们需要集成的实景建模和移动测绘技术，安全地将多个来源的大量数据处理成可持续的全国性动态三维数字孪生模型，以供政府和利益相关方在可管控的、基于云的环境中访问。

 利用 Bentley 的三维实景建模和测绘技术

新加坡土地管理局在 41 天内采集了超过 160,000 张高分辨率航拍图像，并选择 ContextCapture 将它们处理成 0.1 米精度的全国范围三维实景模型。使用 Orbit 3DM 整合了超过 25 TB 的本地街道数据，将点云集成到模型中，并基于该模型生成了可通过安全的开源平台使用的可持续的全国范围数字孪生模型。Bentley 应用程序的强大处理能力、数据互用性和灵活性助力生成第一个国家级三维实景模型，新加坡土地管理局能够以用户友好的格式成功提供可管控的访问，以满足不同用户的需求。Teo 补充道：“Bentley 在数据互用性方面具有优势，能够生成优化的三维模型，便于利用三维软件、三维 GIS 或 Web 应用程序实现可视化或进行分析。”

ContextCapture 具有在本地或云端工作的灵活性，同时多引擎处理能够高效处理大量数据。新加坡土地管理局集成 Orbit 3DM 建立了互连数据环境，推动了新加坡的国家级三维实景测绘，其准确、可靠和一致的唯一数据源，让不同机构都能使用数字化环境和数字化工作流。Teo 表示：“Bentley Orbit 3DM 能够管理大量点云和图像，并通过可扩展的云资源与其他用户共享数据，以支持新加坡土地管理局设想的长期可持续测绘计划。”

借助 Bentley 的应用程序，新加坡土地管理局提供了准确的三维实景模型，可通过三维建筑和交通模型、机器学习及人工智能不断得到增强，实现了国家级测绘的突破，并为数字孪生模型的开发提供了框架。

数字孪生技术驱动智慧国家的发展

与传统的地形勘测相比，全国范围的航空和街道移动测绘节省了大量资金。新加坡土地管理局估计通过传统方法绘制全国地图的一次性成本为 3,500 万新加坡元，需要两年时间，通过使用 Bentley 应用程序，他们在短短八个月内节省了 2,900 万新加坡元，生成了全国范围的三维实景模型。根据每三年一次的更新周期，实施“一次采集，多次使用”的数字化战略可为政府每年节省至少 1,300 万新加坡元。Teo 表示：“数字化环境，例如全国范围的实景模型，从事同一项目的机构都能够访问三维信息，共同规划和审查彼此输入的信息。”开源数字测绘解决方案简化了新的协作工作流，并将国家级地图的可用性提高了 60%，从而能够在更短的时间内、以更低的成本进行早期规划。

新加坡土地管理局的国家级三维测绘是新加坡数字化转型和发展成为具有恢复力、可持续的智慧国家的推动力。实景模型与建筑和交通模型的属性互补，该模型的智能性可以成为新加坡数字孪生模型，以支持针对分析、自动化和可视化的核心三维功能。新加坡数字孪生的愿景是可持续发展的，其坚定的使命是采集和更新城市资产，释放数字化的无限以及无形的收益，并推动智慧型国家发展。Teo 总结道：“Bentley 的综合软件套件提供了有效处理、管理、编辑和共享数字地理数据的方法，为新加坡土地管理局的数字化转型提供了支持，并释放了无限想象力。”