【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及建筑工程，具體涉及長距離輸水工程的管理和維護，特別涉及基于建筑工程的數字孿生模型演化方法及系統。
技術介紹
1、在長距離輸水工程的管理和維護中，傳統技術主要依賴于二維圖紙和地理信息系統(gis)數據。這些技術形式提供了基本的空間信息和工程設施的布局，但在數據的實時性、交互性和精細化程度上存在明顯局限。例如，二維圖紙雖然能夠展示工程設施的基本布局和結構，但無法直觀地展示三維空間關系和復雜設施的詳細信息。gis數據雖然能夠提供地理位置信息和空間分析功能，但在處理復雜的水工設施結構和設備編碼方面顯得力不從心。
2、隨著信息技術的發展，三維建模技術逐漸成為水利工程領域的重要工具。其中，建筑信息模型(bim)技術通過數字化手段構建工程設施的三維模型，能夠精確地展示設施的結構和細節，為工程設計和施工提供了有力支持。傾斜攝影技術則通過無人機搭載的高清相機從多個角度拍攝地面影像，結合先進的圖像處理和三維重建技術，快速生成真實世界的三維模型。這兩種技術的結合，使得水利工程領域能夠構建更加精細和真實的三維場景模型，為工程的智慧化管理提供了可能。
3、盡管bim和傾斜攝影技術為水利工程領域帶來了顯著的提升，但它們各自存在一定的局限性，并且在數據融合和編碼管理方面存在不足。包括：
4、(1)數據融合問題：bim模型和傾斜攝影模型在數據來源、格式和處理方式上存在差異，導致兩者在融合過程中面臨技術難題。例如，bim模型通常基于設計圖紙構建，注重設施的結構和屬性信息；而傾斜攝影模型則基于真實世界的影像數據生成
5、(2)編碼體系不完善：在水利工程領域，設施設備的編碼管理對于工程信息的整合和共享至關重要。然而，現有的編碼體系往往不夠健全，標準化建設不足，導致不同設施和設備之間的編碼存在不一致和混亂。這不僅增加了數據管理的難度，也影響了工程信息的共享和利用效率。
6、為此，本專利技術提出基于建筑工程的數字孿生模型演化方法及系統。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術希望提供基于建筑工程的數字孿生模型演化方法及系統，以解決或緩解現有技術中存在的技術問題，即數據融合問題和編碼體系不完善，并對此至少提供一種有益的選擇；本專利技術的技術方案是這樣實現的：
2、第一方面，基于建筑工程的數字孿生模型演化方法：
3、(一)概述：
4、本專利技術旨在通過綜合運用bim技術、傾斜攝影技術和gis技術，解決長距離輸水工程在數字孿生模型構建過程中面臨的多源數據融合及編碼體系不完善的問題。方案首先利用autodesk?revit軟件構建精確的三維bim模型，并結合傾斜攝影技術生成真實的三維場景模型。隨后，通過cesium三維地圖引擎實現bim模型與傾斜攝影模型的高效融合，構建精細化的三維場景。在此基礎上，采用kks編碼規則對模型中的設施和設備進行統一編碼，并建立編碼數據庫，便于信息管理。最后，利用dynamo可視化工具實現模型構件的自動編碼與參數錄入，提升數字化與智能化管理水平。通過數字孿生平臺實現數據的共享和演化，為長距離輸水工程的智慧化管控提供有力支持。
5、(二)技術方案：
6、為實現上述技術目標，本專利技術選擇執行如下操作步驟。
7、2.1步驟s1，數據收集與預處理：
8、收集長距離輸水工程的相關數據，包括bim模型數據、傾斜攝影三維模型數據和gis數據。同時，對數據進行預處理，包括格式轉換、坐標統一和去噪，確保數據的質量和一致性。
9、2.2步驟s2，bim模型構建與編碼：
10、基于autodesk?revit根據設計圖紙和收集到的數據而構建出的工程設施的三維bim模型，根據kks編碼規則對bim模型中的設施和設備進行編碼，更新出編碼數據庫。
11、2.2.1步驟s200，bim模型構建：
12、基于autodesk?revit軟件，根據設計圖紙創建工程設施的三維bim模型。建模過程中建構件的尺寸、位置和材質信息。通過鏈接或合并的方式，將各bim模型進行整合形成完整的工程bim模型。
13、2.2.2步驟s201，設施與設備編碼：
14、根據工程設計圖紙和bim模型，對設施和設備進行分類，使每個設施或設備在kks編碼體系中的位置；
15、按照kks編碼規則為設施和設備分配唯一編碼，并在bim模型中記錄這些編碼。
16、將分配好的編碼信息更新到編碼數據庫中；同時，建立編碼數據庫與bim模型保持同步更新的鏈接關系。
17、2.3步驟s3，數據融合：
18、將bim模型和三維模型進行融合。首先通過坐標轉換和高程調整，統一兩者的坐標基準。然后，利用cesium三維地圖引擎將bim模型和傾斜攝影模型加載到同一場景中，實現三維場景模型的精細化構建。
19、2.3.1步驟s300，坐標基準統一：
20、執行地理坐標系(如wgs84)到工程坐標系(如局部坐標系)的轉換，實現對bim模型和傾斜攝影模型的坐標系統進行轉換，即兩者采用相同的坐標基準。
21、2.3.2步驟s301，高程調整：
22、考慮到地形起伏和測量誤差，對bim模型和傾斜攝影模型的高程信息進行微調至兩者在垂直方向上的對齊。
23、2.3.3步驟s302，模型加載與對齊：
24、將bim模型導出為cesium格式或其他三維地圖引擎支持的格式(如gltf、glb等)，并確保傾斜攝影模型也轉換為兼容的格式。
25、利用cesium三維地圖引擎，將轉換后的bim模型和傾斜攝影模型加載到同一場景中。
26、在cesium場景中，利用特征點匹配算法，調整bim模型和傾斜攝影模型的位置和姿態，使兩者在水平方向和垂直方向上的精確對齊。
27、2.3.4步驟s303，精細化構建：
28、在cesium場景中，對bim模型和傾斜攝影模型進行紋理貼圖、光照處理和陰影生成。
29、2.4步驟s4，模型編碼與參數錄入
30、利用dynamo可視化工具根據編碼數據庫，自動將kks編碼錄入到bim模型和傾斜攝影三維模型的構件中，使每個構件都有唯一的編碼和完整的屬性信息。
31、將融合后的三維場景模型集成到數字孿生平臺中。通過平臺提供的數據接口和服務，實現數據的共享和演化。
32、2.4.1步驟s400，自動編碼與參數錄入
33、在autodesk?revit中啟動dynamo插件，配置好必要的環境和參數設置，以便進行可視化編程；利用dynamo的可視化編程界面，基于預先編寫的腳本以讀取編碼數據庫中的kks編碼和相關屬性信息。
34、2.4.2步驟s401，自動編碼與本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于建筑工程的數字孿生模型演化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的演化方法，其特征在于：在所述S1中，所述收集長距離輸水工程數據包括BIM模型數據、傾斜攝影三維模型數據和GIS數據。
3.根據權利要求1所述的演化方法，其特征在于：在所述S2中，基于Autodesk?Revit根據設計圖紙和收集到的數據而構建出的工程設施的三維BIM模型，根據KKS編碼規則對BIM模型中的設施和設備進行編碼，更新出編碼數據庫。
4.根據權利要求3所述的演化方法，其特征在于：所述S2的執行流程包括：
5.根據權利要求1所述的演化方法，其特征在于：在所述S3中，通過坐標轉換和高程調整，統一兩者的坐標基準；然后，利用Cesium三維地圖引擎將BIM模型和傾斜攝影模型加載到同一場景中。
6.根據權利要求5所述的演化方法，其特征在于：所述S3的執行流程包括：
7.根據權利要求1所述的演化方法，其特征在于：在所述S4中，利用Dynamo可視化工具根據編碼數據庫，自動將KKS編碼錄入到BIM模型和傾斜攝影三維模型的構件中，使
8.根據權利要求7所述的演化方法，其特征在于：所述S4的執行流程包括：
9.用于實現如權利要求1～8任意一項所述的演化方法的系統，其特征在于，所述系統包括：
10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于：所述數字孿生平臺集成模塊包括：
...【技術特征摘要】
1.基于建筑工程的數字孿生模型演化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的演化方法，其特征在于：在所述s1中，所述收集長距離輸水工程數據包括bim模型數據、傾斜攝影三維模型數據和gis數據。
3.根據權利要求1所述的演化方法，其特征在于：在所述s2中，基于autodesk?revit根據設計圖紙和收集到的數據而構建出的工程設施的三維bim模型，根據kks編碼規則對bim模型中的設施和設備進行編碼，更新出編碼數據庫。
4.根據權利要求3所述的演化方法，其特征在于：所述s2的執行流程包括：
5.根據權利要求1所述的演化方法，其特征在于：在所述s3中，通過坐標轉換和高程調整，統一兩者的坐標基準...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張艷敏，
申請(專利權)人：廣州科技職業技術大學，
類型：發明
國別省市：
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