精品成果秀丨苍穹数码：KQGIS核心技术解析与多场景实践应用
2025-04-1551
近年来，地理信息技术和产品服务不断创新升级，应用领域越来越广泛深入，这离不开协会广大会员的积极探索和开拓发展。为更好地展示会员单位风采，分享发展成果和宝贵经验，助力会员品牌建设，进一步推动地理信息技术应用、提升地理信息产业影响力，协会公众号面向协会会员单位开设“精品成果秀”栏目，欢迎广大会员单位踊跃投稿！稿件内容主要为会员单位主营产品服务、特色业务、创新解决方案等。
同时，“企业家风采”“民企之光”“创新之声”“会员喜讯”“新品发布汇”“产学研合作”“国际市场”“专精特新”“科普”等栏目也欢迎会员单位踊跃投稿。
KQGIS核心技术解析与多场景实践应用
基于自主研发的跨平台GIS内核技术，KQGIS构建了全场景覆盖的GIS基础软件及应用生态，实现从国产操作系统、数据库到云环境的全链路兼容能力。KQGIS采用标准C++语言，构建了最关键的GIS内核（KQGIS Core），实现了底层算法、数据的统一。在桌面端，采用跨平台的QT进行界面开发，实现一套代码跨不同平台。在WEB端，采用JavaScript进行网页开发，不依赖于操作系统。此外，完成了与国产整机、云环境、CPU、GPU等硬件环境以及操作系统、数据库、中间件、办公软件等软件环境的全面适配。从而形成了基于KQGIS的跨平台解决方案（信创GIS替代/升级方案）。图 苍穹数码信创生态圈
用途：跨平台GIS开发技术主要用于信创GIS替代/升级类项目。由于国家在信创方面的政策与规划，我国信创已经从党政领域试点应用逐渐向国计民生领域加速渗透。因此，近年来关于信创GIS替代或升级类项目逐渐增多。特别是涉及地理信息安全及应用安全的用户单位，如国土、测绘、公安、军事等领域，均需国产自主安全的GIS产品。现有应用：基于跨平台GIS开发技术衍生出来的各项应用已经取得了较为广泛的应用。在自然资源领域，如不动产登记系统、实景三维数据管理系统等；在海洋水利领域，如电子海图生产系统、数字孪生水利系统等；在国防军事领域，如战场态势展现、作战辅助分析、信息化管理等应用。具体项目如：全国三调数据入库发布及应用管理项目、天津市第三次国土调查管理平台项目、中交通信国产化电子海图系统项目、江苏省自然资源厅建设用地审批二期等。图 国土三调类项目
图 电子海图类项目
图 数字孪生流域类项目未来应用：我国信创体系覆盖“2+8+N”个领域，即党、政等与金融、电力、电信、石油、交通、教育、医疗、航空航天8个重要行业等以及N个消费市场。其中，根据国资委在信创79号文中的明确要求，所有央企、国企要在2027年落实信创替代工作。因此，跨平台GIS开发技术及应用短期内在央企、国企等单位需求较大。长远来看，八大重要行业也将成为发力市场，特别是教育、交通等关联紧密的领域。随着空间数据获取技术的发展，新时期地理信息数据呈现出种类多、体量大、更新快的特性。为了满足用户对海量空间数据的统一存储和高效管理的需求，KQGIS研制出全空间数据管理引擎技术，包含空间数据管理引擎、空间数据渲染引擎、空间数据分析引擎等内容。KQGIS针对矢量数据、高程数据、影像数据、三维模型数据、点云数据等不同类型的数据，提供不同的存储方案，最终逻辑上实现统一管理；针对数据组成复杂、多源异构、多时空尺度的特点，KQGIS通过数据标准化处理、质量管理及元数据管理，实现了数据的全面治理；支持文件型数据库管理、关系性数据库管理、非关系型数据库管理等，能够兼容大部分国内外数据库；根据二三维数据特点，KQGIS研制出自适应多级索引机制、渲染索引技术和缓存优化技术等，实现二三维数据快速调度和建设数据请求和传输，实现数据复用。全空间数据管理引擎技术能够有效解决海量空间数据使用流程复杂、使用门槛高、应用效率低的问题。用途：全空间数据管理引擎技术主要应用于进行海量空间数据管理或提供大量空间数据服务类的项目。如自然资源主管部门，负责基础地理信息数据的采集、更新和存储，建立地理信息公共服务平台；测绘地理信息机构，如省测绘地理信息局，承担基础测绘数据的生产与维护，并建设省级地理信息平台；应急管理部门，依托地理空间数据提供灾害预警、救援路径规划等服务，需实时调用基础地理信息数据。这些政府单位对全空间数据管理引擎技术有着天然的需求。现有应用：在国家发改委项目，KQGIS利用全空间数据管理引擎技术，将发改委原有的第三次全国国土调查数据成功迁移到国产化环境，并实现全国数亿条土地数据的快速加载显示和统计分析；在中国卫星资源应用中心，KQGIS利用全空间数据管理引擎技术，成功实现对超过30PB体量的卫星遥感数据进行管理，并将查询效率提升到秒级；在武汉城市仿真实验室，KQGIS利用全空间数据管理引擎技术，管理武汉市8000多平方公里的三维模型数据。除此之外，该技术在全国第三次土地调查、全国不动产统一登记、数字孪生城市等项目上得到了广泛的应用。图 国家发改委项目
图 中国卫星资源应用中心项目
图 武汉城市仿真实验室项目未来应用：随着数据采集技术的发展，地理空间数据的体量将会呈现爆炸式增长。不仅自然资源管理部门、应急管理部门等政府单位需要，而且城市规划部门、环境保护部门、农业林业部门等都将出现这方面的需求。城市规划部门需要对海量的土地利用、交通规划、建筑布局等数据进行分析；环境保护部门，需要接入海量实时数据，监测空气质量、水资源污染等。全空间数据管理引擎技术已经实现对海量视频数据、实时位置数据、传感器数据等支持，在未来具备更加广泛的应用空间。三维模型轻量化与渲染技术是提升大规模场景可视化效率的核心手段。其中，三维模型轻量化技术包括几何简化、纹理简化、压缩处理、细节层次（LOD）、层次渐进式传输、简化冗余细节等手段，降低模型存储与传输负担，提升加载和渲染效率，同时保持关键几何精度与视觉效果。该技术有效解决了传统三维模型因数据量庞大导致的性能瓶颈问题；三维模型渲染技术包括实时渲染优化、光照与材质模拟、高动态渲染技术、动态交互等手段，将轻量化后的模型转化为高保真视觉效果，实现复杂场景的高效交互。用途：三维模型轻量化与渲染技术在自然资源领域，可用于国土空间规划、土地利用监管、生态保护等，如结合三维GIS与数字孪生技术，辅助规划方案合规性评估；在应急管理领域，可用于台风、地震等灾害模拟与应急响应，如压缩数据量，支持灾害场景快速加载，实时模拟灾情扩散路径，结合HDR技术增强明暗对比，辅助灾情评估等；在国防军事领域，可用于作战计划制定、多兵种协同训练、海陆空天电多域联合作战等，如集成高精度三维GIS与虚幻引擎，构建全球米级地形模型，模拟爆炸粒子特效、多通道声音渲染，增强战场沉浸感等。现有应用：在黄山市自然资源和不动产三维立体调查登记试点项目中，借助KQGIS平台卓越的三维GIS渲染引擎，解决了海量三维数据加载的技术瓶颈，实现了黄山市中心城区191平方公里（0.02米分辨率）、风景区全域160平方公里（0.08米分辨率）三维倾斜摄影数据（总量超过10TB）的流畅加载与展示；在“数字黄岩”智慧城市基础设施提升工程项目中，KQGIS对黄岩988平方公里倾斜模型进行优化，数据总量由原来的3.8TB减小到2TB，模型加载效率由原来的12s提升至1.5s，解决了三维场景视觉效果和渲染效率的问题。未来应用：三维模型轻量化与渲染技术的应用前景广泛，比如三维政务平台，通过集成轻量化三维模型，支持城市规划、交通管理、应急指挥等多部门协同。开发元宇宙政务大厅，支持企业远程办理土地审批、规划许可等业务，降低行政成本。再比如军事元宇宙与智能训练，通过整合空中、陆地、海洋数据，构建多领域虚拟战场，支持高频次战术演练。还可以通过轻量化模型加载历史战场数据，结合AI算法模拟敌方行动，优化作战计划。地理空间人工智能（GeoAI）技术是GIS和AI技术融合的新技术。其核心是通过机器学习、深度学习、自然语言处理等AI技术，结合地理信息技术、遥感技术、物联网技术等，实现对复杂地理现象的智能感知、推理、知识发现及决策支持。KQGIS经典机器学习技术，实现AI矢量分析和AI栅格分析等能力，包括回归分析、聚类分析、主成分分析等；苍穹数码结合传统深度学习，实现AI遥感影像解译，包括目标检测、变化检测、语义分割、视频检测等；KQGIS结合AI大模型，构建AI遥感视觉大模型、AI-GIS大语言模型、AI-GIS多模态模型、GeoAI Agent System（地理空间智能体系统）等，实现图文解译、知识问答、智能体应用等。用途：地理空间人工智能（GeoAI）技术应用广泛。例如，在城市规划布局方面，KQGIS可以通过分析多期历史数据，利用决策树、人工神经网络、支持向量机等方法挖掘土地利用类型转换的规则，并结合元胞自动机实现地理模拟预测。在城市发展研究方面，KQGIS可以对以下设施进行较为准确的识别检测：一些道路交通设施（如桥梁、公共交通、汽车、轮渡等）、一些通信设施（如电线杆、电线塔、广播塔等）以及一些大型的港口、机场（包括船舶、飞机等）。在土地资源调查方面，KQGIS可以利用遥感解译大模型对未训练的国土调查数据进行解译，对比传统分割模型，性能更快，解译精度更高。现有应用：我们联合中国水利水电科学研究院研制出水利遥感应急监测系统，打造了从气象降水预报、卫星轨道预报、多源卫星数据接入、自动化预处理、淹没范围智能遥感解译、成果数据发布、数据应用共享全链条服务体系，为应急救灾提供支撑。我们在测绘生产方面，通过在车载终端部署轻量化道路线检测程序，能够做到实时驾驶实时生成道路线，以及道路两边的标志物。我们在云享乌镇项目，利用三维GIS+AI+视频融合技术，实现连续接人15路摄像头和城市倾斜摄影模型融合，追踪到同一辆车在街道上完整的运行轨迹。当然，地理空间人工智能技术在农业、环保等领域也有很多不错的应用。
图 水利应急遥感监测系统
图 道路线实时生产系统
图 视频智能识别追踪系统未来应用：地理空间人工智能（GeoAI）技术未来更多的是AI大模型和GSI技术的结合应用。例如在自然资源领域，基于自然语言交互的政务助手可自动核验土地权属信息、生成规划报告，审查准确率达99%以上，效率提升超10倍；通过AI识别规划冲突，基本可以自动处理80%及以上的国土空间规划数据冲突项目。在智慧城市领域，基于深度学习的交通流量预测模型，结合GIS实时路况数据，可动态调整信号灯配时和公交线路，降低30%及以上的拥堵率。在数字乡村领域，大模型构建的“村秘”智能体可处理户籍管理、政策解答等事务，降低行政成本。结合AR/VR技术生成乡村文化解说内容，定制旅游路线（如美食探索、文化体验），提升游客吸引力。
点我访问原文链接
