从实景三维看数字孪生是如何实现的!

2024-08-27 14:04

本文主要是介绍从实景三维看数字孪生是如何实现的!,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

实景三维:3DRS(即3DReal Scene),是对人类生产、生活和生态空间进行真实、立体、时序化反映和表达的数字虚拟空间。

实景三维建设是国家现代化治理体系和治理能力建设的重要基础。

在经济高质量发展过程中,规划建设、城市更新、综合应急、环境保护、自然资源管理、智慧城市建设等方面,均需要三维的基座和底版支撑。

之前给大家介绍过一些实景三维数字孪生的案例,今天分享的是“实景三维武汉试点”的整体思路和原理,从数据采集到最后的可视化呈现。

帮助大家更好地理解其运作方式,包括三维可视化GIS开发在其中的作用。

实景三维的分类

实景三维包括倾斜三维、仿真三维、视频三维、体块三维、激光LiDAR等多种表现方式,都是对现实世界进行建模、表达。

模型形态

城市模型三维与实景三维关系与对比

实景三维表现形式:

倾斜三维:

仿真三维:

视频三维:

实景三维地形级

面向宏观尺度,将数字高程模型(DEM)/数字表面模型(DSM)融合数字正射影像(DOM)/真正射影像(TDOM),或倾斜摄影三维模型,叠加以二维形式表达的基础地理实体,组装生成地形级实景三维产品。

实景三维城市级(框架级)

1、简模(白模)

面向中观尺度,以DEM+DOM为基础,结合房屋基底进行拉伸或者获取建筑物真实高度,生成框架级实景三维产品。成本低,技术简单,生产效率高,可以快速解决城市立体场景需求。

2、中低精度三维模型

面向中观尺度,生产倾斜摄影三维模型或仿真三维模型,并进行实体化、语义化处理。

仿真三维

倾斜三维

实体三维部件级(单体级)

1、激光LiDAR

基于高精度的激光LiDAR(机载、车载、架站、背包)数据,构建或转换生成单体级实景三维产品

2、倾斜实景三维

运用倾斜摄影测量技术,通过对多镜头采集的影像进行三维重建,生产倾斜三维,生成单体级实景三维产品。

3、仿真模型三维

采用3DMax、SketchUp等软件,多采用UE(UNREALENGINE)、UNITY等可视化平台,对精细化建模的三维进行可视化渲染和管理。

实景三维建设6个一体化

技术对比

实景三维关键技术

实景三维生产、管理、应用中存在的客观问题。

生产中的最大难题 :采集能力强,建模处理能力待提升。

1、采集:采集平台和倾斜摄影装备多样,采集速度快,效率高,分辨率和精度高,数据量大;

2、建模:建模软件能力、建模质量有待提升;实体化、单体化方法(重建单体?标签单体?);

3、存储:原始数据、过程数据、成果数据、临时空间(解压)以及处理软硬件对存储的需求,

4、管理:云化?分布式?多尺度多源异构三维数据融合(点云、倾斜、仿真模型)、平台系统调度

5、应用:可视化、真三维空间分析功能

倾斜三维(原片)

倾斜三维

模型形态(实景格网)

激光点云

白模生成

规模化实景三维生产的关键技术

1、算法技术:通过摄影测量、计算机视觉、人工智能等技术,以及面向融合传感器的一体化处理等技术的广泛应用,在三维重建、数据融合建模、实体提取识别处理等方面,提升生产效率。

2、算力能力:分布式集群、CPU与GPU高效混合计算、云调度能力

3、融合建模:多源异构数据融合建模、交互编辑建模

4、质量提升:纹理优化、构网优化

实体化处理与分析应用技术

1、单体化:

物理单体、逻辑单体

2、语义化:

基于人工智能的图元(实体)类别提取,属性挂接与编码、三维模型语义分解

3、实体化分析:

淹没分析、拆迁量统计、区域规划指标分析运算

4、实体化应用:

三维地理实体数据库建设、三维实体数据的业务化定制

实景三维应用实践

实景三维为自然资源管理、国土空间规划提供时空基底:

  • 多尺度、分辨率的DEM、DOM融合产品

  • 三维可视化表达

  • 双评价分析

  • 坡度、坡向、高度分析

  • 空间量算、空间统计分析

城市精细治理

实景三维在城市更新、社区治理、环境整治中发挥了积极作用,为城市治理能力和治理体系现代化建设、智慧城市建设提供了高效直观的数字基座、数据底盘。

城市精细治理

武汉市某小区改造项目

城市综合环境整治:

在城市安全、大型活动、建筑安全等工作中,运用实景三维,开展预案演练、态势分析、模拟仿真等等,大幅提高了公共安全保障的效率和质量。

军运会开闭幕式三维仿真系统:

地块周边信息:

(图为汉口饭店地块方案设计与审批管理)

不动产登记管理

(图为三维不动产登记)

看到这里,小伙伴们应该大致明白实景三维建设基本步骤和流程以及所需要的技术点等等。

不难看出,三维可视化以及实体化应用等方面和webgis以及三维前端开发结合紧密,像可视化图表、淹没分析等模块,以及如何通过建筑白模,加载三维城市模型等等,都在新中地GIS开发教学中有所体现。

已经从新中地毕业并参加工作的同学,直呼上班做的东西比新中地学到的简单,上手很快!

GIS开发学习资料分享icon-default.png?t=N7T8https://docs.qq.com/doc/DRmxxaVhpbGJXSGho?u=5295a88d71d8480d971da4e3334ee913

这篇关于从实景三维看数字孪生是如何实现的!的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1111877

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