Page 93 - 水利水电工程施工管理概论

第二章 水利水电工程数字孪生安全施工管理技术手段

二、水利工程数字孪生系统技术路线

本节究基于 Unreal Engine4 引擎与 Cesium for unreal 插件开发。采用 Revit、
3Dmax、Blender、Qgis、City Engine 等平台对空间数据与接口进行处理与集成，
然后通过 Cesium for unreal 插件存储和调用处理后的空间数据，最后利用 Unreal

Engine4 引擎的蓝图脚本模块对空间数据进行接口挂接，并且利用其脚本库语言
构建前后端数据库访问的桥梁，实现业务功能的开发。总体技术架构主要包括基
础设施层、数据汇聚层、应用服务层及业务应用层。具体各层主要包括：

基础设施层：该层主要包括物联感知设备、智能终端、计算机基础网络等。
数据汇聚层：该层主要包括空间数据库、业务数据库、专题数据库以及集成
的交互接口库。

应用服务层：该层主要是通过引擎的蓝图脚本模块连接沟通基础设施层和数
据汇聚层，实现跨层间的消息传递与数据访问。
业务应用层：该层主要根据相关的业务需求，开发相应的业务功能，如应急

预警、水雨情、淹没分析等功能模块。

三、水利工程数字孪生系统场景构建与集成

（一）BIM+GIS 场景构建

BIM场景基于Auto desk Revit平台构建，通过建立统一的水利BIM执行标准，
对 BIM 模型建设与应用进行整体规划。依据标准，实现多专业协同建模，并对
模型构件不断深化加工，对信息数据不断迭代完善，形成全生命周期 BIM 模型

数据；然后采用数模分离的技术，利用插件将 BIM 数据导出为 FBX 与 JSON 两
类数据，其中 FBX 继承模型的网格信息，JSON 继承模型构件的属性信息。数模
分离相较于数模一体，优点是避免轻量化过程中模型属性信息丢失及因属性信息
变更引起的 BIM 模型返工。

GIS 场景基于 City Engine 平台构建，构建对象主要为主工程以外的周边地形
与环境。主要流程是：原始数据准备，包括栅格数据（DEM、DOM 等）和矢量
数据（建筑、水系、路网、植被等），通过 Qgis 平台对原始数据进行加工和处理；

建立数据标准，包括名称、代码、分类编码等，将多源数据拟合匹配；定义坐
标，平面坐标系的数据需要转化为统一的地理坐标系数据（通常采用 WGS84、

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