導讀：GanosBase是李飛飛帶領的達摩院資料庫與存儲實驗室聯合阿裡雲共同研發的新一代位置智能引擎；本次重磅更新為V4.0版本，推出首個雲孿生時空資料庫。
随着對地觀測技術、物聯網和數字孿生技術的快速發展，以BIM（建築資訊模型）、GIS（地理資訊系統）、時空移動對象為代表的多元空間資料呈爆發式增長，成為新基建和數字化架構的重要基礎。從數字孿生工廠、數字孿生城市到數字孿生地球，多元空間資料不斷疊加，為資料存儲、智能處理與分析計算帶來極大挑戰。
雲計算推動資料庫向雲原生快速演進，也為資料庫技術與數字孿生技術的結合提供了強大算力。從雲原生(Cloud-Native)到雲孿生（Cloud-Twin），作為資料處理的最核心系統——資料庫将開啟一個嶄新時代。本次釋出的雲孿生時空資料庫是GanosBase V4.0針對高維、動态空間資料的存儲和處理進行的重大能力更新，底層支援阿裡雲RDS PG、PolarDB PG、ADB PG、Lindorm和DLA等不同資料庫産品。
一 什麼是雲孿生時空資料庫
雲原生指系統或應用原生基于雲而設計,充分利用和發揮雲平台的彈性+分布式等優勢。數字孿生(Digital Twin)簡單說就是對實體世界“鏡像”數字化描述，形象而言就是把實體世界搬進計算機。而雲孿生則是将數字孿生和雲緊密結合，将數字孿生系統植根于雲上，基于雲原生架構來設計。雲孿生是數字孿生系統與雲原生技術結合後的更進階形态，是萬物數字化技術承載的必然趨勢。
GanosBase是首個基于雲原生資料庫+數字孿生引擎技術建構的全新雲孿生時空資料庫，系統蘊含孿生強核心、融合大存儲和快速大計算三大設計理念。
孿生強核心 将數字孿生引擎植入雲原生資料庫系統核心，實作新型複雜場景資料與高維多模計算一體化。
融合大存儲 基于統一時空位置架構，采用由底向上全新建構的多元資料庫引擎，實作BIM+GIS+IoT資料超融合一站式管理。
快速大計算 以多元實體編碼和高效壓縮算法為基礎，結合彈性多級并行計算架構，使多元資料人眼可讀、機器能懂，大規模3D/4D分析計算效率較傳統軟體提升百倍以上。
二 八大專業引擎實作多模超融合
單一模型已無法滿足目前數字孿生新場景新應用，GanosBase結合雲原生資料庫系統，從核心底層從零開發多元多模資料處理引擎；截至V4.0，系統已包含幾何、栅格、軌迹、三維、點雲、路徑、網格、快顯八大核心引擎能力，并通過持續更新完善，使資料庫原生支援10多大類多元多模資料的高效一體化存儲、查詢和分析計算。
三 五大重磅特性解讀
1 重新定義三維空間計算
建築、道路設施、機器裝置等各類實體實體的數字化精準映射離不開三維空間模組化。GanosBase V4.0全新加入了三維引擎，已将BIM、實景三維等多元空間資料的存儲、索引、查詢和分析處理能力納入雲原生資料庫，達到複雜場景百倍分析計算效率提升。系統采用了完全自研的meshflex“柔性網格”幾何構型技術，蘊含靈活的三維幾何與場景表達方法。空間幾何組織采用多層次結構表達，可嵌套組合基礎幾何元素實作複雜幾何模型。支援資料庫内置三維空間索引，千萬級三維實體索引效率達到毫秒級。支援三維空間量測、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軟體加速100倍以上。
2 進階移動對象處理
人、車、船、飛行器等移動對象堪稱是構成實體世界流動的血液，是建構數字孿生系統的重要一環。GanosBase是首個雲原生4D（三維空間+時間）移動對象資料庫，具備對移動對象的時空資訊、專題屬性和行為事件的多模态存儲、索引和分析能力。V4.0提供了兩大功能更新：
移動對象冷熱多級存儲：支援将表中指定的移動對象資料offline透明存儲到諸如OSS（面向對象存儲）等的外部存儲媒體中，并保持SQL查詢通路透明。這一特性能保持所有資料線上的前提下，大幅降低存儲成本。以AIS船舶軌迹資料為例，可以節約90%以上的存儲空間。
軌迹分段索引：針對時空跨度較大的移動對象軌迹，GanosBase采用了内部軌迹分段索引政策；實測表明，索引過濾效率提升5倍以上，有效提升4D軌迹查詢分析性能。
3 多級空間并行查詢加速
分析、控制和模拟是數字孿生系統的關鍵要素。傳統系統很難針對大型建築或大規模三維實體對象完成即時、快速拓撲分析計算。GanosBase基于雲原生資料庫PolarDB，建立了多級空間并行查詢處理架構，支援intra-parallel （跨節點并行）、inter-parallel （節點内表級并行）以及obj-parallel （對象級并行）三種并行粒度，大規模多元空間資料分析處理效率提升至少一個數量級。
基于某國家級新區數字規劃系統實測資料表明，在複雜大型建築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方案性能提升上百倍。系統可應用于智慧城市/CIM/國土等資料體量大且高維複雜對象場景，提速時空大計算。
4 分布式空天大計算
通過衛星拍攝地球成像，是未來數字孿生場景擷取資料最直接有效的方式之一。但由于拍攝衛星的傳感器不同，拍攝時間不同等因素，往往造成不同時相不同區域影像互相疊蓋、色彩不連續，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、大範圍、分布式遙感影像時空拼圖與勻色算法服務，支援鑲嵌線和貢獻區域自動提取，支援業内領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已與阿裡巴巴達摩院AI Earth數知地球産品形成DB for AI聯合解決方案，在自然資源、環境監測、農業生産等多個領域獲得廣泛應用。
5 PB級軌迹大資料處理
結合多模資料庫Lindorm，GanosBase提供了百TB-PB級軌迹大資料存儲和處理能力，主要服務于車聯網、共享出行、航海航空、公共安全等新領域新場景。此次更新涵蓋以下三方面核心能力提升：
靈活的軌迹存儲模型：同時支援點模型、整軌迹線模型和分段軌迹線模型三種存儲模型，适用于不同的查詢分析場景。
低成本軌迹存儲：結合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%，适用于海量軌迹資料存儲。
高效率時空查詢：支援ID+時間查詢、屬性查詢、空間範圍查詢和時空範圍查詢4類常用軌迹查詢，可通過建構二級索引支援多元度查詢，可達到10ms級響應效率。
在此基礎上，通過與Lindorm內建，實作鍵值、寬表、時序、搜尋、檔案等多模資料與時空資料的一體化管理和處理，為數字孿生系統建構提供更全面保障。
GanosBase雲孿生時空資料庫的首發，将為大規模多元複雜場景分析和多模融合資料處理提供全新解決方案。GanosBase技術研發負責人謝炯指出，将空間三維真實場景資料處理能力下沉到雲原生資料庫，最核心要解決的是資料“可存可管，從看到算”的問題。這裡的“算”是指3D/4D多元分析與處理能力，使多元資料不再是花架子。這好比制作一部電影，資料可視化就像場面特效，而分析與處理能力就像電影的故事内涵，僅有火爆的場面而缺乏内涵，不能算是一部真正的好電影。GanosBase V4.0就此拉開序幕，雲原生與雲孿生結合，為數字孿生應用拍出一部真正的“好電影”踐行。