導讀：GanosBase是李飛飛帶領的達摩院資料庫與儲存實驗室聯合阿里雲共同研發的新一代位置智慧引擎；本次重磅升級為V4。0版本，推出首個雲孿生時空資料庫。
隨著對地觀測技術、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）、時空移動物件為代表的多維空間資料呈爆發式增長，成為新基建和數字化框架的重要基礎。從數字孿生工廠、數字孿生城市到數字孿生地球，多維空間資料不斷疊加，為資料儲存、智慧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——資料庫將開啟一個嶄新時代。本次釋出的雲孿生時空資料庫是GanosBase V4。0針對高維、動態空間資料的儲存和處理進行的重大能力升級，底層支援阿里雲RDS PG、PolarDB PG、ADB PG、Lindorm和DLA等不同資料庫產品。
GanosBase支援與不同資料庫產品適配
一 什麼是雲孿生時空資料庫
雲原生指系統或應用原生基於雲而設計，充分利用和發揮雲平臺的彈性+分散式等優勢。數字孿生（Digital Twin）簡單說就是對物理世界“映象”數字化描述，形象而言就是把物理世界搬進計算機。而云孿生則是將數字孿生和雲緊密結合，將數字孿生系統植根於雲上，基於雲原生架構來設計。雲孿生是數字孿生系統與雲原生技術結合後的更高階形態，是萬物數字化技術承載的必然趨勢。
GanosBase是首個基於雲原生資料庫+數字孿生引擎技術構建的全新雲孿生時空資料庫，系統蘊含孿生強核心、融合大儲存和快速大計算三大設計理念。
孿生強核心 將數字孿生引擎植入雲原生資料庫系統核心，實現新型複雜場景資料與高維多模計算一體化。
融合大儲存 基於統一時空位置框架，採用由底向上全新構建的多維資料庫引擎，實現BIM+GIS+IoT資料超融合一站式管理。
快速大計算 以多維實體編碼和高效壓縮演算法為基礎，結合彈性多級平行計算框架，使多維資料人眼可讀、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 八大專業引擎實現多模超融合
單一模型已無法滿足當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維多模資料處理引擎；截至V4。0，系統已包含幾何、柵格、軌跡、三維、點雲、路徑、網格、快顯八大核心引擎能力，並透過持續升級完善，使資料庫原生支援10多大類多維多模資料的高效一體化儲存、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
建築、道路設施、機器裝置等各類物理實體的數字化精準對映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資料的儲存、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。系統採用了完全自研的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。空間幾何組織採用多層次結構表達，可巢狀組合基礎幾何元素實現複雜幾何模型。支援資料庫內建三維空間索引，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。
meshflex柔性網格幾何建模與高效三維計算
2 高階移動物件處理
人、車、船、飛行器等移動物件堪稱是構成物理世界流動的血液，是構建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）移動物件資料庫，具備對移動物件的時空資訊、專題屬性和行為事件的多模態儲存、索引和分析能力。V4。0提供了兩大功能升級：
移動物件冷熱多級儲存：支援將表中指定的移動物件資料offline透明儲存到諸如OSS（面向物件儲存）等的外部儲存介質中，並保持SQL查詢訪問透明。這一特效能保持所有資料線上的前提下，大幅降低儲存成本。以AIS船舶軌跡資料為例，可以節約90%以上的儲存空間。
軌跡分段索引：針對時空跨度較大的移動物件軌跡，GanosBase採用了內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軌跡查詢分析效能。
GanosBase移動物件資料庫支援無人機4D時空分析場景
3 多級空間並行查詢加速
分析、控制和模擬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物件完成即時、快速拓撲分析計算。GanosBase基於雲原生資料庫PolarDB，建立了多級空間並行查詢處理框架，支援intra-parallel （跨節點並行）、inter-parallel （節點內表級並行）以及obj-parallel （物件級並行）三種並行粒度，大規模多維空間資料分析處理效率提升至少一個數量級。
PolarDB+GanosBase多級空間並行查詢處理框架
基於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，多級空間平行計算加速較傳統方案效能提升上百倍。系統可應用於智慧城市/CIM/國土等資料體量大且高維複雜物件場景，提速時空大計算。
BIM大型建築複雜分析計算效率較傳統軟體提升100倍以上
4 分散式空天大計算
透過衛星拍攝地球成像，是未來數字孿生場景獲取資料最直接有效的方式之一。但由於拍攝衛星的感測器不同，拍攝時間不同等因素，往往造成不同時相不同區域影像相互疊蓋、色彩不連續，影響真實效果和機器智慧判讀。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、分散式遙感影像時空拼圖與勻色演算法服務，支援鑲嵌線和貢獻區域自動提取，支援業內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已與阿里巴巴達摩院AI Earth數知地球產品形成DB for AI聯合解決方案，在自然資源、環境監測、農業生產等多個領域獲得廣泛應用。
GanosBase空天柵格引擎全面服務於AI Earth數知地球
5 PB級軌跡大資料處理
結合多模資料庫Lindorm，GanosBase提供了百TB-PB級軌跡大資料儲存和處理能力，主要服務於車聯網、共享出行、航海航空、公共安全等新領域新場景。此次升級涵蓋以下三方面核心能力提升：
靈活的軌跡儲存模型：同時支援點模型、整軌跡線模型和分段軌跡線模型三種儲存模型，適用於不同的查詢分析場景。
低成本軌跡儲存：結合Lindorm原生二級索引，在保證查詢效率的同時，降低儲存成本至全量索引儲存模型的50%，適用於海量軌跡資料儲存。
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類常用軌跡查詢，可透過構建二級索引支援多維度查詢，可達到10ms級響應效率。
在此基礎上，透過與Lindorm整合，實現鍵值、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，為數字孿生系統構建提供更全面保障。
GanosBase支援與多模資料庫Lindorm一體化
GanosBase雲孿生時空資料庫的首發，將為大規模多維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，將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多維分析與處理能力，使多維資料不再是花架子。這好比製作一部電影，資料視覺化就像場面特效，而分析與處理能力就像電影的故事內涵，僅有火爆的場面而缺乏內涵，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。
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