隨著對地觀測技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生技術(shù)的快速發(fā)展，以BIM（建筑信息模型）、GIS（地理信息系統(tǒng)）、時空移動對象為代表的多維空間數(shù)據(jù)呈爆發(fā)式增長，成為新基建和數(shù)字化框架的重要基礎(chǔ)。從數(shù)字孿生工廠、數(shù)字孿生城市到數(shù)字孿生地球，多維空間數(shù)據(jù)不斷疊加，為數(shù)據(jù)存儲、智能處理與分析計算帶來極大挑戰(zhàn)。
云計算推動數(shù)據(jù)庫向云原生快速演進，也為數(shù)據(jù)庫技術(shù)與數(shù)字孿生技術(shù)的結(jié)合提供了強大算力。從云原生(Cloud-Native)到云孿生（Cloud-Twin），作為數(shù)據(jù)處理的最核心系統(tǒng)——數(shù)據(jù)庫將開啟一個嶄新時代。本次發(fā)布的云孿生時空數(shù)據(jù)庫是GanosBase V4.0針對高維、動態(tài)空間數(shù)據(jù)的存儲和處理進行的重大能力升級，底層支持阿里云RDS PG、PolarDB PG、ADB PG、Lindorm和DLA等不同數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。
GanosBase支持與不同數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品適配
一什么是云孿生時空數(shù)據(jù)庫
云原生指系統(tǒng)或應(yīng)用原生基于云而設(shè)計,充分利用和發(fā)揮云平臺的彈性+分布式等優(yōu)勢。數(shù)字孿生(Digital Twin)簡單說就是對物理世界“鏡像”數(shù)字化描述，形象而言就是把物理世界搬進計算機。而云孿生則是將數(shù)字孿生和云緊密結(jié)合，將數(shù)字孿生系統(tǒng)植根于云上，基于云原生架構(gòu)來設(shè)計。云孿生是數(shù)字孿生系統(tǒng)與云原生技術(shù)結(jié)合后的更高級形態(tài)，是萬物數(shù)字化技術(shù)承載的必然趨勢。
GanosBase是首個基于云原生數(shù)據(jù)庫+數(shù)字孿生引擎技術(shù)構(gòu)建的全新云孿生時空數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)蘊含孿生強內(nèi)核、融合大存儲和快速大計算三大設(shè)計理念。
孿生強內(nèi)核將數(shù)字孿生引擎植入云原生數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)核，實現(xiàn)新型復(fù)雜場景數(shù)據(jù)與高維多模計算一體化。
融合大存儲基于統(tǒng)一時空位置框架，采用由底向上全新構(gòu)建的多維數(shù)據(jù)庫引擎，實現(xiàn)BIM+GIS+IoT數(shù)據(jù)超融合一站式管理。
快速大計算以多維實體編碼和高效壓縮算法為基礎(chǔ)，結(jié)合彈性多級并行計算框架，使多維數(shù)據(jù)人眼可讀、機器能懂，大規(guī)模3D/4D分析計算效率較傳統(tǒng)軟件提升百倍以上。
二八大專業(yè)引擎實現(xiàn)多模超融合
單一模型已無法滿足當前數(shù)字孿生新場景新應(yīng)用，GanosBase結(jié)合云原生數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，從內(nèi)核底層從零開發(fā)多維多模數(shù)據(jù)處理引擎；截至V4.0，系統(tǒng)已包含幾何、柵格、軌跡、三維、點云、路徑、網(wǎng)格、快顯八大核心引擎能力，并通過持續(xù)升級完善，使數(shù)據(jù)庫原生支持10多大類多維多模數(shù)據(jù)的高效一體化存儲、查詢和分析計算。
GanosBase之八大核心引擎
三五大重磅特性解讀
1重新定義三維空間計算
建筑、道路設(shè)施、機器設(shè)備等各類物理實體的數(shù)字化精準映射離不開三維空間建模。GanosBase V4.0全新加入了三維引擎，已將BIM、實景三維等多維空間數(shù)據(jù)的存儲、索引、查詢和分析處理能力納入云原生數(shù)據(jù)庫，達到復(fù)雜場景百倍分析計算效率提升。系統(tǒng)采用了完全自研的meshflex“柔性網(wǎng)格”幾何構(gòu)型技術(shù)，蘊含靈活的三維幾何與場景表達方法?？臻g幾何組織采用多層次結(jié)構(gòu)表達，可嵌套組合基礎(chǔ)幾何元素實現(xiàn)復(fù)雜幾何模型。支持數(shù)據(jù)庫內(nèi)置三維空間索引，千萬級三維實體索引效率達到毫秒級。支持三維空間量測、空間分析，二/三/四維一體化分析計算，千萬多邊形圖元組合分析效率相比傳統(tǒng)軟件加速100倍以上。
2高級移動對象處理
人、車、船、飛行器等移動對象堪稱是構(gòu)成物理世界流動的血液，是構(gòu)建數(shù)字孿生系統(tǒng)的重要一環(huán)。GanosBase是首個云原生4D（三維空間+時間）移動對象數(shù)據(jù)庫，具備對移動對象的時空信息、專題屬性和行為事件的多模態(tài)存儲、索引和分析能力。V4.0提供了兩大功能升級：
移動對象冷熱多級存儲：支持將表中指定的移動對象數(shù)據(jù)offline透明存儲到諸如OSS（面向?qū)ο蟠鎯Γ┑鹊耐獠看鎯橘|(zhì)中，并保持SQL查詢訪問透明。這一特性能保持所有數(shù)據(jù)在線的前提下，大幅降低存儲成本。以AIS船舶軌跡數(shù)據(jù)為例，可以節(jié)約90%以上的存儲空間。
軌跡分段索引：針對時空跨度較大的移動對象軌跡，GanosBase采用了內(nèi)部軌跡分段索引策略；實測表明，索引過濾效率提升5倍以上，有效提升4D軌跡查詢分析性能。
3多級空間并行查詢加速
分析、控制和模擬是數(shù)字孿生系統(tǒng)的關(guān)鍵要素。傳統(tǒng)系統(tǒng)很難針對大型建筑或大規(guī)模三維實體對象完成即時、快速拓撲分析計算。GanosBase基于云原生數(shù)據(jù)庫PolarDB，建立了多級空間并行查詢處理框架，支持intra-parallel（跨節(jié)點并行）、inter-parallel（節(jié)點內(nèi)表級并行）以及obj-parallel（對象級并行）三種并行粒度，大規(guī)模多維空間數(shù)據(jù)分析處理效率提升至少一個數(shù)量級。
基于某國家級新區(qū)數(shù)字規(guī)劃系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)表明，在復(fù)雜大型建筑千萬級圖元分析計算場景下，多級空間并行計算加速較傳統(tǒng)方案性能提升上百倍。系統(tǒng)可應(yīng)用于智慧城市/CIM/國土等數(shù)據(jù)體量大且高維復(fù)雜對象場景，提速時空大計算。
4分布式空天大計算
通過衛(wèi)星拍攝地球成像，是未來數(shù)字孿生場景獲取數(shù)據(jù)最直接有效的方式之一。但由于拍攝衛(wèi)星的傳感器不同，拍攝時間不同等因素，往往造成不同時相不同區(qū)域影像相互疊蓋、色彩不連續(xù)，影響真實效果和機器智能判讀。GanosBase有效整合了PolarDB的空天索引能力和DLA Spark的空天計算能力，在V4.0中提供了自動化、大范圍、分布式遙感影像時空拼圖與勻色算法服務(wù)，支持鑲嵌線和貢獻區(qū)域自動提取，支持業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的多種自動化勻色方案，可全自動拼圖生成全球勻色一張圖。GanosBase已與阿里巴巴達摩院AI Earth數(shù)知地球產(chǎn)品形成DB for AI聯(lián)合解決方案，在自然資源、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
5 PB級軌跡大數(shù)據(jù)處理
結(jié)合多模數(shù)據(jù)庫Lindorm，GanosBase提供了百TB-PB級軌跡大數(shù)據(jù)存儲和處理能力，主要服務(wù)于車聯(lián)網(wǎng)、共享出行、航海航空、公共安全等新領(lǐng)域新場景。此次升級涵蓋以下三方面核心能力提升：
靈活的軌跡存儲模型：同時支持點模型、整軌跡線模型和分段軌跡線模型三種存儲模型，適用于不同的查詢分析場景。
低成本軌跡存儲：結(jié)合Lindorm原生二級索引，在保證查詢效率的同時，降低存儲成本至全量索引存儲模型的50%，適用于海量軌跡數(shù)據(jù)存儲。
高效率時空查詢：支持ID+時間查詢、屬性查詢、空間范圍查詢和時空范圍查詢4類常用軌跡查詢，可通過構(gòu)建二級索引支持多維度查詢，可達到10ms級響應(yīng)效率。
在此基礎(chǔ)上，通過與Lindorm集成，實現(xiàn)鍵值、寬表、時序、搜索、文件等多模數(shù)據(jù)與時空數(shù)據(jù)的一體化管理和處理，為數(shù)字孿生系統(tǒng)構(gòu)建提供更全面保障。
GanosBase云孿生時空數(shù)據(jù)庫的首發(fā)，將為大規(guī)模多維復(fù)雜場景分析和多模融合數(shù)據(jù)處理提供全新解決方案。GanosBase技術(shù)研發(fā)負責人謝炯指出，將空間三維真實場景數(shù)據(jù)處理能力下沉到云原生數(shù)據(jù)庫，最核心要解決的是數(shù)據(jù)“可存可管，從看到算”的問題。這里的“算”是指3D/4D多維分析與處理能力，使多維數(shù)據(jù)不再是花架子。這好比制作一部電影，數(shù)據(jù)可視化就像場面特效，而分析與處理能力就像電影的故事內(nèi)涵，僅有火爆的場面而缺乏內(nèi)涵，不能算是一部真正的好電影。GanosBase V4.0就此拉開序幕，云原生與云孿生結(jié)合，為數(shù)字孿生應(yīng)用拍出一部真正的“好電影”踐行。
