开放地球引擎OGE驱动的能源时空信息服务新模式

背景

• 全球能源决策需要数字地球支撑，煤、电、化、运等能源领域涉及以时空位置和时空环境为核心的时空信息。
• 时空信息应用广泛，涵盖全球气候变化模拟、智慧城市、三维应急响应、灾害监测预警、海洋与气象资源监测、自动驾驶高精地图等。
• 时空信息服务成为国家重要新型基础设施，北斗、时空数据、时空计算、时空AI等基础设施亟待完善。
• 传统地理信息系统（GIS）正向数据-算法-算力耦合的智能时空基础设施服务发展。
• 国际发展态势下，需自主创新，研发国产的数字地球引擎，实现自主时空基础设施掌控。

开放地球引擎OGE新型时空信息基础设施

• OGE作为新型地理服务引擎，突破系列关键技术，提供多层就绪服务，构建数字地球引擎，形成时空信息智能底座。
• OGE融合自创的数字地球时空立方体GeoCube理论模型，实现全球大规模对地观测数据管理，提供高效的分析就绪型数据访问、处理和计算服务。
• OGE平台架构包含数据中心、模型中心、开发中心，实现全球互操作开放服务，支持用户交互式计算。
• OGE关键技术包括：时空立方组织、时空计算架构、时空嵌入表达、时空AI推理、时空智能体问答。
  • 时空立方组织：构建多级可变网格，实现向量、栅格和专题数据的一体化融合管理共享。
  • 时空计算架构：基于开放计算架构构建标准化、可扩展、高性能的开放时空算子体系，内置云原生时空算子集。
  • 时空嵌入表达：整合多源时空数据，实现语义对齐，有效整合多任务场景全局建模。
  • 时空AI推理：从DataCube发展为AlCube，提供样本数据就绪、Al模型就绪、Al推理就绪。
  • 时空智能体问答：基于LLMs的时空知识图谱推理方法（STRKG），扩展LLMs的时空能力边界，实现时空数据检索和时空任务的自主求解。

时空服务标准

• 国际地理信息标准化组织ISO和OGC致力于地理信息领域的标准化工作，制定了一系列地理信息服务相关标准。
• OGC标准体系涵盖数据模型和编码、服务和APIs、数据存储、信息交换模式和上下文等方面。
• OGC驱动新标准，包括GeoAl地理人工智能标准（TrainingDML-AI）、新一代OGCAPI、新的服务体系等。
• OGC支撑各类应用场景，如国际减灾、气候变化、数字孪生等。

能源行业时空服务赋能

• 能源时空信息服务转型面临五大困境：信息孤岛、深度分析需求、业务大数据割裂、服务能力不足、标准鸿沟。
• 打造统一时空信息服务体系，建设目标为培育时空信息与能源产业融合发展新优势，发展目标为实现时空信息服务内外一体化，融入全国能源统一大市场。
• 能源时空能力建设：武汉大学和国能数智成立时空智能联合创新实验室，打造能源时空信息服务新模式。
• 国能时空信息平台采用“4+1+N架构体系，构建面向能源领域的国能时空数据、时空计算、时空AI基础设施，服务于N个能源场景下的业务系统应用。
• 国能时空信息平台集成基础地理数据和生产经营数据，提供地图、位置、短报文、气象遥感与时频6大类时空服务。
• 能源时空信息服务应用包括生态遥感监测、灾害预警与应急、多式联运交通网络服务、新能源场站建设等。

结论与展望

• OGE作为全栈自主时空信息基础设施，助力“数字中国”战略，为能源等领域提供安全可控的时空信息。
• 结合能源行业应用，形成从“北斗+”到“时空+”的跨越升级，依托能源时空1.0一国能时空信息平台，以精准时空智能驱动煤电化运、一体化运营场景的智能应用赋能能源行业应用。