三維空間資訊共構平台 ： 應用多元打造數位孿生

貢獻撰文研究成員：施奕良、李明龍、蔡坤龍、常若愚

三維數位資訊向來是模擬空間狀態的重要技術，近年來地方與中央政府也致力投入相關建置，期持續強化數位治理能力。然而三維空間數位平台對運算能力的需求甚高，各單位自行建置成本過大，因此由擁有強大運算和網路能力的國網中心打造三維空間資訊共構圖台，不僅可減少各單位分別建構自有圖台的成本，也藉由平台的整合共用，提升資訊的可用價值。

此外，為增強展示效果，國網中心並於圖台上開發一系列共用工具(Widget)，包含底圖自換、時間軸等功能，讓圖台的資料展示更流暢且具備互動性。以利因應各項不同場景，直觀且詳細呈現數位孿生的三維空間資訊，協助提升數位政府的資訊掌握度、及提供決策輔助，為國家發展帶來各項優勢。

由於三維空間資訊的多元應用，各場域對平台的需求不一，是以此平台開發集結國網中心內部空間資訊、流體力學、視算團隊等眾多領域專家，在平台中結合模擬空間物理現象及視覺化展現，讓數位孿生空間更直觀生動，並進一步與各縣市合作進行案例建構與示範。過往合作局處包含南投計畫處、台南工務局、基隆地政局、台中水利局及高雄農業局等，2023年則與澎湖港務局、文化部文資局與台中市政府消防局展開合作。

國網中心與澎湖縣政府攜手合作建置的「三維漁港數位孿生智慧管理平台」，是透過三維地理資訊系統結合船舶自動識別系統（Automatic Identification System，簡稱AIS即時資訊），及CCTV影像監視系統導入三維AI影像辨識模組，能夠即時監控澎湖海域內船隻分布狀況，並統計進出港船舶流量，有效提升港區船隻進出管理與提供更便利的停泊環境，以智慧水務管理主題獲得2024年第11屆智慧城市創新應用獎。
運用三維空間資訊共構平台打造之數位港灣三維船舶動態資訊系統

文化部文資局則是將三維技術應用於龍山寺古蹟監測與修復意象，國網中心將溫度、濕度、風向和風速等環境因子的資訊與古蹟的損毀程度結合，此系統可將上述感測數據呈現為空間點位，每一點位都有代表不同溫濕度值的對應顏色，管理者可直觀看到廟宇內每一位置的溫濕度情況。除了空間，這套系統也納入時間因素，由於溫濕度會受日照與空間影響，因此需透過時間的推移觀察數值變化，藉此將古蹟從以往的外觀修復，進一步深入到內部溫濕度資訊、風速數據掌握，以精準判斷古蹟內的微氣候條件，降低損壞機率，提升古蹟養護工作的完善程度。


古蹟建物養護三維空間視覺化展示系統-龍山寺為例

台中市政府消防局的應用場景為光復新村、921紀念館以及搜救犬訓練中心，國網中心將上述地形三維化，讓導覽更為栩栩如生與直觀。舉例來說，臺灣搜救犬經常參與國際重大搜救任務，但大部分民眾對犬隻的訓練過程和搜救任務危險性的了解並不多。國網中心建立的三維資訊圖台，展示搜救犬中心的全方位景觀。民眾透過360度影像建置，可清楚看到犬舍、訓練場地、犬隻住宿點與運動場地，同時還可從搜救犬視角看到穿越涵洞或匍匐前進等動作與訓練場景，了解搜救犬辛苦的訓練過程與救災工作。


建置搜救犬、場地及訓練基地數位模型

展望未來，國網中心在協助國內各公部門強化三維空間資訊應用的同時，也持續探索新技術，近期目標是結合AR/VR技術，提供沉浸式體驗，此技術目前已有初步成果，使用者只須戴上VR頭盔，就可用昆蟲飛翔視角優遊俯瞰新竹市容，感受不一樣的城市氛圍。相較於以往需要複雜程序才能建構出虛擬實境的做法，國網中心此套系統只需透過瀏覽器投放圖材，並搭配少數程式碼即可建構場景，過程更為簡單，除了城市導覽外，這套系統還可用於飛行器的飛航軌跡、衛星展示、海底地形等。
綜觀產業發展，Less code、No code逐漸成為市場趨勢，因此國網中心將致力開發更友善的使用介面，協助不具程式專業者能輕鬆使用平台，專業人員可靈活、高效的利用國網中心提供的共用工具優化開發效率，讓三維空間資訊基礎環境落實在生活與工作周遭，提升國家的政策執行品質。