7.朱慶-從實景三維建模到數字孿生建模.pdf

《7.朱慶-從實景三維建模到數字孿生建模.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《7.朱慶-從實景三維建模到數字孿生建模.pdf（45頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、從實景三維建模到數字孿生建模 2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告 2023年2月27日，中共中央、國務院印發數字中國建設整體布局規劃建設數字中國是數字時代推進中國式現代化的重要引擎，是構筑國家競爭新優勢的有力支撐運用數字技術推動山水林田湖草沙一體化保護和系統治理，完善自然資源三維立體“一張圖”構建以數字孿生流域為核心的智慧水利體系數字中國建設整體框架數字技術創新體系數字中國建設“兩個環境”國內：數字治理生態國際：數字領域國際合作數字中國建設“兩大能力數字技術與“五位一體”深度融合數字經濟數字政務數字文化數字社會數字生態文明數字中國建設“兩大基礎數字安全屏障數字基礎設施數字資源體系

2、數字中國長期存在的痛點多專業分散!多階段分離!2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告根據中國測繪學會智慧城市工作委員會2022年面向全國政府機關、企事業單位開展的實景三維中國建設及應用現狀線上調研（收到340份有效問卷）結果（智慧城市系列叢書之實景三維應用與發展，中國電力出版社，2023）根據對實景三維建設與應用的主要業務分析，當前的首要應用目標是可視化，占比高達90%！2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告全社會的數字化需求升級實景三維數字孿生表達對象現實世界中的自然與人造實體人機物三元空間中的實體及其行為表達模型以三維表面模型表達為主，例如三角形網格模型，并且通常按一定

3、時序方式進行更新以三維立體結構實體化表達為主，例如體素模型，并保持實時動態更新數據源以空天地多源測繪技術手段獲取的點云和影像等數據為主以勘察、設計、建設和運維全生命周期持續更新的數據為主，包括物聯網傳感網實時感知的數據，以及機理模型和經驗知識等建模技術三維幾何與外觀（紋理、材質）建模三維幾何結構與外觀（紋理、材質）建模+動態行為（物理、化學）建模從2D到3D和4D從點線面獨立表達到生命共同體一體化表達2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告從分散的4D產品到融為一體的實景三維模型多模態、多尺度、多語義數據按需組裝重構消除多源異質地理數據的幾何不一致、紋理輻射差異，構建全域多尺度高精度實

4、景三維地理場景模型泊松融合框架構建多模態影像數據融合(DOM)基于語義特征點的多點云數據無標靶配準基于壓縮感知的多尺度TIN與Grid無縫融合多尺度異構地形數據融合(DEM)二維矢量數據（多分辨率紋理化處理，三維表面映射）三維表面模型無縫融合多維幾何模型真實感融合智能三維模型：數據豐富的構件以及與其他構件之間的關系2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告實景三維中國建設需求與應用賦能框架一體多態多細節層次適時更新按需組裝實體重構非空間數據空間化時空關聯2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告3大類標準化基礎產品：地理空間實體模型、地形景觀模型和城市景觀模型1大類可定制的專題產品

5、：地理場景模型產品類型精度比例尺分辨率模態語義屬性時效性地理空間實體模型1/5百-1/5萬厘米級到10米級2D/3D矢量、點云、體素、BIM外觀、功能、行為按需更新地形景觀模型1/5百-1/5萬亞米級到10米TIN、Grid、點云、2D/3D矢量紋理、地形特征、地物分布適時更新城市景觀模型1/5百-1/1萬厘米級到米級TIN、Grid、點云、BIM、體素、2D/3D矢量地上下室內外立體結構、相互關系動態更新地理場景模型1/5百-1/2千厘米級到米級TIN、Grid、點云、BIM、體素、視頻、2D/3D矢量IOT動態接入、增強現實持續更新實景三維中國產品體系：3+12 0 2 3 跨界融合創新應

6、用合作發展大會報告堅持系統觀念，強化頂層設計，構建技術體系、創新管理機制，形成統一設計和分級建設相結合、國家和省市縣協同實施的“全國一盤棋”格局。堅持“只測一次，多級復用”的原則，在高精度實景三維數據覆蓋區域，只基于已有成果整合、不重復生產，在非覆蓋區域進行新測生產。2023年1月4日實景三維成都技術方案評審2023年5月6日實景三維四川建設實施方案專家論證“實景三維成都”建設項目市級工作經費測算共計9441萬元，按經費來源，其中3354.13萬元納入智慧蓉城建設專項資金保障，6086.87萬元納入市本級部門預算保障?！皩嵕叭S成都”建設項目區（市）縣（不含五城區）工作經費測算共計6639.5

7、5萬元。到2025年，建成覆蓋全省的地形級實景三維，初步完成全省21個市（州）城市城鎮開發邊界內和重點區域的城市級實景三維建設，初步構建數字四川的三維空間基底，豐富省級自然資源和空間地理基礎數據庫。涼山、阿壩和甘孜3州地區如何覆蓋?全省基礎地理實體數據如何保證現勢性？2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告需求牽引，體制機制創新，確保7個一體化室內外，地上下，陸海，2D+3D，空間+屬性，時間+空間，宏觀+微觀2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告高速公路數字孿生李升甫，2022，西南交通大學第一個工程博士，高速公路改擴建多源激光掃描數據集成處理與應用關鍵技術改擴建、信息化與

8、智能化運維養護重大需求2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告地面模型與地物模型無縫套合的多尺度表示2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告頂層設計要滿足多樣化需求：從國家到地方的泛在應用2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告實景三維中國建設：應用導向與需求牽引實際上，并不是所有地理場景要素都要事無巨細的建模不同管理層級和不同專業通常需要不同粒度不同模態的模型這些模型要能反映事物的本質特征，而把那些在分析計算中并無積極作用的細節和機制隔離出來從普適性產品向按需定制的個性化與精細化產品轉變2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告“三區三線”劃定需求坡度計算的依據

9、是DEM，而目前全國乃至省域范圍使用的DEM最好分辨率只有10米左右，在西南山區，許多坡耕地和自留地圖斑都不大，很難精準辨識。不僅要更高精度、更高分辨率，還要更豐富的語義信息！高坎梯田2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告 城區DEM蘊含豐富的語義信息才能滿足精準分析需求激光掃描+傾斜攝影測量+城建數據（不透水面、排水等）2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告數據驅動+交互驅動對于 LOD0 模型，點擊一個邊緣點后自動提取范圍多邊形（以等高線作為范圍初值+顯著性分割提取精確邊界），根據多邊形的包含關系自動分割Mesh面片，得到建筑物邏輯單體化模型2 0 2 3 跨界融合創新

10、應用合作發展大會報告數據驅動+交互驅動對于 LOD-3 模型，僅需將立面的窗戶、陽臺等結構編組，即可實現一個對象類型所有目標的識別和三維模型參數的自動估計立面重復部件自動重建胡翰等,Semi-supervised adversarial recognition of refined window structures for inverse procedural faade modelling,ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing,192(2022):215-231 2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告自主可控的精細化

11、單體建模軟件OSketchLOD1LOD2LOD3 二維邊界 屋頂高度 無疊置結構 屋頂主要結構（人字形、梯形等）屋頂細節信息（墻面、屋檐等）附屬于LOD2模型之上 細節復雜 多為重復結構2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告DTScope平臺的數據優化與性能測試綜合管網自動建模系統，與競品對比，效率為對方的3-7倍自動化建模成果性能數據優化測試原始大小簡化率輕量化后大小輕量化率887M0.7357M40.24%3.25GB0.71.96 GB60.12%95.1GB0.755.1 GB57.58%通過平臺對傾斜攝影測量三維模型（osgb）進行組織結構優化，幾何和紋理輕量化處理后輸出

12、為osgb格式數據，輕量化率在50%左右u 本測試由四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院用其業務數據實測一般的數據成果可視化幀率10幀左右DTScope數據成果可視化幀率50幀左右昆山市：90平方公里，150G傾斜攝影測量實景三維模型數據(osgb)u 保證場景完整性的高性能實景三維場景調度u 保證場景高感知度的色彩均勻化處理平臺可視化性能DTScope一般三維GIS平臺2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告深圳市數字三維城市演示系統（2001-2003）模型驅動的航空攝影測量三維建模+交互式立面紋理映射 一個房屋被分解為“盒狀”房屋主體和人字型屋頂兩部分分別進行數據采集 根據他們統一

13、的特征編碼進行整體建模 建筑物實景三維建模2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告三維數字武漢（2006-2009）綜合一張圖：基礎地理、規劃編制、管理審批、調查評價圖-房-地址-人動態關聯全市社會信息資源整合第一個市域級三維城市模型強整合能力，由內而外2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告智慧樞紐-杭州東站警民分用實景三維系統2022年7月23日，數字中國建設峰會大會推薦案例：可快速感知杭州東站復雜的室內立體空間環境及其變化態勢，系統整合現有人臉、卡口、視頻資源，形成全息三維地圖，實現精準定位應用服務。通過實景三維模型的“一模多用”，為各管理部門信息平臺的精細化應用擴展提供

14、基礎，形成了“一套模型、一個系統、兩端應用、警民共享”的新模式，既是服務于警務的指揮調度系統，也是民用的位置服務支撐系統“大型交通樞紐協同智治應用”入選2022年“數字法治”系統最佳應用，由政法委牽頭，全省貫通推廣2021年1月28日，春運首日2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要提出要“探索建設數字孿生城市”，旨在通過數字孿生賦能城市大腦，加速提升城市整體性和系統性治理的智能化水平。2021年6月24日，袁家軍書記在浙江省數字化改革專題會議上提出：探索數字孿生機制，推進城市大腦建設。以數字孿生的理念和方法，夯實

15、城市大腦的數據底座，提升城市治理“一網通管”水平，推動實現城市治理體系和治理能力現代化。2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告數字孿生促進城市大腦持續升級信息化 減人更高效智能化 少人更低碳自動化 無人更安全以人為本挑戰新型智慧城市未來社區以虛控實先知先覺虛實互動精準映射 從局部最優到全局最優 從部分認知到整體認知 從顯性特征到隱性規律2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告 數字孿生城市的概念內涵場景更新看得全：實時感知數據關聯融合看得清：數字孿生場景智能構建看得遠：動態仿真與智能預測管得準：全過程智能管理物理空間信息空間數據感知數據驅動信息感知場景支撐模型驅動信息空間支撐

16、智能預測虛實映射優化控制數字孿生城市是城市人機物三元世界全系要素實體及其全生命周期行為的數字化表達，通過數據-模型-知識有機集成，具備對過去問題診斷、當前狀態評估以及未來趨勢預測的能力。采用系統論方法，將城市場景的所有組成部分作為一個生命共同體，突出形成一個可持續發展的數字生態2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告數字志蓮凈苑（1996-2007）仿唐木構建筑群現代工程監理與真三維數字建筑信息系統典型的部件級精細化建模，支撐木構建筑工藝工法的表達與建造過程同步構建的真三維數字建筑信息系統也就是今天我們所說的數字孿生，而且是最徹底最完整的數字孿生2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展

17、大會報告 基于現代科學技術,跟蹤施工過程、檢查工程質量、預測工作結果，對大型木構建筑群的施工過程進行全方位的監理，確保工程質量和進度 利用計算機再現木構件加工、建筑物安裝過程，同時建立構件數據庫，為管理、維護、研究、教學和旅游等提供基礎性數據和資料技術路線取決于實際需求和當時的技術水平2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告鐵路本體與地理地質環境耦合孿生特點數據模型知識軸面協同2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告 與實際一致的高精度數字孿生環境2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告基于多層級體素的地理地質環境信息動態集成表達模型數字孿生多源數據集成表達支撐多尺度多

18、模態時空信息的動態集成與融合分析多尺度異構模型的體素化與多層級表達多源異質數據的高效融合與動態更新多源異質數據融合分析 多場耦合作用下復雜場景的智能分析 動態數據在線接入的模型實時更新2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告隧道施工環境動態演進模擬工程與環境耦合的高陡邊坡地質災害綜合風險分析針對不確定性突發地震災害事件，基于橋梁工程與高陡邊坡環境高精度數字孿生模型（含實時監測數據），提升滾石、崩塌等風險評估的精準性與可靠性，以及防控預案的適用性數據模型知識集成的綜合風險分析2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告鐵路隧道鉆爆法施工智能管理的“安全-質量-進度”知識圖譜厘清“人-

19、機-料-法-環”關鍵要素之間的語義關聯、時空耦合以及鏈式影響關系朱慶等.鐵路隧道鉆爆法施工智能管理的安全質量進度知識圖譜構建方法.武漢大學學報信息科學版,2022,47(8):1155-11642 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告監測數據與施工機械數據自動接入，數字孿生模型動態構建與更新施工安全質量進度智能管控：虛實互動、以虛控實安全風險與質量風險在線評估，工序工藝工期實時跟蹤、診斷、預測，進度推演與計劃動態優化調整2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告復雜環境橋梁建造全過程智能化精準管理梁場預制構件構件運輸虛擬拼裝虛擬吊裝2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告

20、數字孿生驅動的鉆爆法智能建造地質風險預測進度質量安全斷面掃描超欠挖判斷開挖輪廓預判鉆孔位置決策隨鉆參數采傳支護參數方案支護參數優選圍巖級別判識地質預報整理風險源判識 風險源預測風險源評估 資源供應情況 進度匹配分析 資源配置預演 資源統籌安排 循環工序優化工程計劃調整資源統籌安排變形監控變形分析變形趨勢支護調整描述診斷預測決策孿生應用施工進度對比分析工期計劃調整措施用時監控效率分析工效預測銜接優化圍巖判識率高于75%百米超挖量降低5%不良地質風險段落預測位置偏差小于 1 米斷面輪廓控制圍巖塌方預測洞身主動支護2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告鉆爆法隧道不良地質風險預測與動態設計面

21、向隧道施工動態設計與綜合風險防控需求，基于高精度隧道圍巖環境數字孿生模型（融合動態超前地質預報數據），提升長-中-短距離高地應力、富水帶、破碎帶等不良地質風險預測的精準性與可靠性，支撐動態設計圍巖與支護動態耦合作用分析2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告數字孿生驅動的復雜環境超長超大深埋隧道TBM智能建造機-隧-地協同：掘進工序多目標協同-多工序協同-環境協同2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告2023年4月25日2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告智慧城市之未來社區“城市管理應該像繡花一樣精細”基于數字孿生模型：跨行業無界生態，讓美好生活零距離2 0 2

22、3 跨界融合創新應用合作發展大會報告2022年11月2日，百合未來社區順利通過市級驗收領先技術具有未來感的應用 CIM系統：GIS+BIM+IoT，融合地上下、室內外空間，室內外一體化定位 數字孿生平臺DTScope：現實世界與數字世界共建共生健康碼無感通行、地上下智慧停車、無人巴士、無人配送百合社區位于德清地理信息小鎮，是浙江省第四批未來社區創建項目，屬于舊改類未來社區打造充滿地信味、數字化、生活韻的未來社區，“地信智創、活力百合”2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告可持續迭代的數字孿生創新模式正向規劃建設與更新、逆向反饋演繹優化縱向虛實共生、橫向互饋演繹2 0 2 3 跨界融合

23、創新應用合作發展大會報告主要問題1.標準層面，實景三維的標準體系不完善2.組織層面，國省市縣“一盤棋”的工作格局還沒形成3.技術層面，實景三維的關鍵技術有待突破4.產品層面，基礎地理實體的關系表達過于復雜，不便于生產實施5.人才層面，實景三維專業技術人才數量不夠6.應用層面，實景三維數據的應用領域還不寬7.裝備層面，自主可控的國產化實景三維數據處理軟硬件裝備有待完善對策建議1.完善實景三維中國標準體系2.構建實景三維中國信息基礎設施3.建立實景三維中國公共服務門戶4.升級實景三維中國技術體系5.構建實景三維中國產品體系6.創新實景三維中國服務模式7.提升實景三維中國的業務融合能力8.形成開放共

24、享安全有序的應用生態2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告結束語從實景三維建模到數字孿生建模，亟需更有針對性、多學科交叉融合、智能化、自動化、低成本的技術多細節層次的實景三維模型數據與物聯網傳感網實時感知數據的高效利用亟需數據-模型-知識集成處理的通用地理空間智能切實推進實景三維數據、數字孿生技術與業務應用的深度融合 自立自強2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告2 0 2 3 跨界融合創新應用合作發展大會報告中國地理信息產業協會公眾號 關注地信產業精彩 了解協會最新動態 感謝各位院士專家為2023跨界融合創新應用合作發展大會作精彩報告并授權分享！請關注協會公眾號，經報告人同意后，會后陸續分享報告PPT（提供下載）等大會精彩內容！轉發請保留此頁。分享請注明“來源：中國地理信息產業協會”。