CN117197374A - 一种基于数字孪生的智慧社区系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智慧社区，具体涉及一种基于数字孪生的智慧社区系统，包括服务器，服务器通过数据采集处理模块采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据，并利用模型导入模块将地理场景模型数据导入地图编辑器中，服务器通过坐标转换模块将数据采集源中的经纬度坐标转换为地图编辑器中的三维坐标，并利用场景构建模块基于坐标转换关系将数据采集源中的位置与地图编辑器中的位置进行匹配，构建场景模型，服务器通过场景优化模块对场景模型进行优化，得到社区三维模型并发送至监管后台；本发明提供的技术方案能够克服现有技术所存在的无法针对社区进行三维场景建模，以及不能针对社区内发生的危险事件进行可视化展示的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及智慧社区，具体涉及一种基于数字孪生的智慧社区系统。
背景技术
智慧社区是指通过利用各种智能技术和方式，整合社区现有的各类服务资源，为社区群众提供政务、商务、娱乐、教育、医护及生活互助等多种便捷服务的模式。从应用方向来看，智慧社区应实现“以智慧政务提高办事效率，以智慧民生改善群众生活，以智慧家庭打造智能生活，以智慧小区提升社区品质”的目标。
智慧社区是社区管理的一种新理念，是新形势下社区管理创新的一种新模式。智慧社区是指充分利用物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术的集成，为社区群众提供一个安全、舒适、便利的现代化、智慧化生活环境，从而形成基于信息化、智能化社会管理与服务的一种新形态的社区。
然而，现有的智慧社区系统无法针对社区进行三维场景建模，同时也不能针对社区内发生的危险事件进行可视化展示，使得社区监管人员无法及时、清晰地了解社区运行情况，导致社区监管人员不能对社区进行有效管理。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于数字孪生的智慧社区系统，能够有效克服现有技术所存在的无法针对社区进行三维场景建模，以及不能针对社区内发生的危险事件进行可视化展示的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于数字孪生的智慧社区系统，包括服务器，所述服务器通过数据采集处理模块采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据，并利用模型导入模块将地理场景模型数据导入地图编辑器中，所述服务器通过坐标转换模块将数据采集源中的经纬度坐标转换为地图编辑器中的三维坐标，并利用场景构建模块基于坐标转换关系将数据采集源中的位置与地图编辑器中的位置进行匹配，构建场景模型，所述服务器通过场景优化模块对场景模型进行优化，得到社区三维模型并发送至监管后台；
所述服务器通过社区监控模块基于分布设置于社区内的监测装置对发生于社区内的危险事件进行监控和定位，获得危险事件发生的目标位置，并利用目标位置投影模块将目标位置投影至三维坐标系中，所述服务器通过目标平面坐标系确定模块基于目标位置投影结果确定目标平面坐标系，并利用平面图像采集模块基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集社区平面图像，所述服务器通过分割点计算模块计算危险事件发生区域的分割点，并利用平面图像分割模块基于分割点从社区平面图像中分割出危险事件分割图像，所述服务器通过分割图像发送模块将危险事件分割图像发送至监管后台。
优选地，所述数据采集处理模块采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据，包括：
按照社区建筑模型数据在各地图上的数据精度和数据更新时间筛选瓦片地图服务器作为数据采集源；
从数据采集源中采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据；
其中，地理数据包括三维建模数据、地形地貌数据和倾斜摄影模型数据。
优选地，所述坐标转换模块将数据采集源中的经纬度坐标转换为地图编辑器中的三维坐标之后，包括：
人工校验地图编辑器中各建筑的三维坐标与数据采集源中对应建筑的经纬度坐标是否一致，并基于校验结果对坐标转换关系进行调整。
优选地，所述场景优化模块对场景模型进行优化，得到社区三维模型，包括：
对场景模型中核心区域的地面模型进行平整，并对场景模型中重复的社区建筑模型进行合并；
对场景模型进行纹理贴图处理、Mip贴图处理和灯光材质处理，得到预处理场景模型；
对预处理场景模型进行多层次细节处理，得到社区三维模型。
优选地，所述对场景模型进行纹理贴图处理，包括：
对于社区建筑模型，人工根据实景或效果图进行纹理贴图，达到精模效果，或采用自动化随机纹理贴图，达到简模效果。
优选地，所述对场景模型进行灯光材质处理，包括：
利用地图编辑器中灯光系统进行灯光材质烘焙，模拟真实光线的反射、折射和衍射对社区建筑模型的影响效果。
优选地，所述对预处理场景模型进行多层次细节处理，得到社区三维模型，包括：
根据社区建筑模型在显示环境中的位置和重要程度，确定各社区建筑模型的渲染资源分配，以降低非重要社区建筑模型的细节程度，进行高效渲染。
优选地，所述目标位置投影模块将目标位置投影至三维坐标系中，目标平面坐标系确定模块基于目标位置投影结果确定目标平面坐标系，包括：
目标位置投影模块将目标位置对应的目标坐标点投影至三维坐标系中的三个平面坐标系上；
目标平面坐标系确定模块剔除三维坐标系中的三个平面坐标系内重复投影的目标坐标点，并将非重复投影的目标坐标点数量最大的平面坐标系作为目标平面坐标系；
其中，社区三维模型设置于三维坐标系中的第一象限内。
优选地，所述平面图像采集模块基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集社区平面图像，包括：
基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集包括非重复投影的目标坐标点的社区平面图像。
优选地，所述分割点计算模块计算危险事件发生区域的分割点，包括：
基于社区平面图像中非重复投影的目标坐标点计算危险事件发生区域的分割点。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种基于数字孪生的智慧社区系统，具有以下有益效果：
1)数据采集处理模块采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据，模型导入模块将地理场景模型数据导入地图编辑器中，坐标转换模块将数据采集源中的经纬度坐标转换为地图编辑器中的三维坐标，场景构建模块基于坐标转换关系将数据采集源中的位置与地图编辑器中的位置进行匹配，构建场景模型，场景优化模块对场景模型进行优化，得到社区三维模型并发送至监管后台，从而能够针对社区进行三维场景建模，使得社区监管人员能够及时了解社区建筑分布情况；
2)社区监控模块基于分布设置于社区内的监测装置对发生于社区内的危险事件进行监控和定位，目标位置投影模块将目标位置投影至三维坐标系中，目标平面坐标系确定模块基于目标位置投影结果确定目标平面坐标系，平面图像采集模块基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集社区平面图像，分割点计算模块计算危险事件发生区域的分割点，平面图像分割模块基于分割点从社区平面图像中分割出危险事件分割图像，分割图像发送模块将危险事件分割图像发送至监管后台，通过对发生于社区内的危险事件进行监控和定位，并以危险事件分割图像的形式发送给监管后台，实现针对社区内发生危险事件的可视化展示，使得社区监管人员能够及时、清晰地了解社区运行情况，便于社区监管人员对社区进行有效管理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统示意图；
图2为本发明中针对社区进行三维场景建模的流程示意图；
图3为本发明中从社区平面图像中分割出危险事件分割图像的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于数字孪生的智慧社区系统，如图1和图2所示，包括服务器，服务器通过数据采集处理模块采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据，并利用模型导入模块将地理场景模型数据导入地图编辑器中，服务器通过坐标转换模块将数据采集源中的经纬度坐标转换为地图编辑器中的三维坐标，并利用场景构建模块基于坐标转换关系将数据采集源中的位置与地图编辑器中的位置进行匹配，构建场景模型，服务器通过场景优化模块对场景模型进行优化，得到社区三维模型并发送至监管后台。
①数据采集处理模块采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据，包括：
按照社区建筑模型数据在各地图上的数据精度和数据更新时间筛选瓦片地图服务器作为数据采集源；
从数据采集源中采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据；
其中，地理数据包括三维建模数据、地形地貌数据和倾斜摄影模型数据。
②坐标转换模块将数据采集源中的经纬度坐标转换为地图编辑器中的三维坐标之后，包括：
人工校验地图编辑器中各建筑的三维坐标与数据采集源中对应建筑的经纬度坐标是否一致，并基于校验结果对坐标转换关系进行调整。
③场景优化模块对场景模型进行优化，得到社区三维模型，包括：
对场景模型中核心区域的地面模型进行平整，并对场景模型中重复的社区建筑模型进行合并；
对场景模型进行纹理贴图处理、Mip贴图处理和灯光材质处理，得到预处理场景模型；
对预处理场景模型进行多层次细节处理，得到社区三维模型。
1)对场景模型进行纹理贴图处理，包括：
对于社区建筑模型，人工根据实景或效果图进行纹理贴图，达到精模效果，或采用自动化随机纹理贴图，达到简模效果。
2)对场景模型进行灯光材质处理，包括：
利用地图编辑器中灯光系统进行灯光材质烘焙，模拟真实光线的反射、折射和衍射对社区建筑模型的影响效果。
3)对预处理场景模型进行多层次细节处理，得到社区三维模型，包括：
根据社区建筑模型在显示环境中的位置和重要程度，确定各社区建筑模型的渲染资源分配，以降低非重要社区建筑模型的细节程度，进行高效渲染。
上述技术方案，数据采集处理模块采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据，模型导入模块将地理场景模型数据导入地图编辑器中，坐标转换模块将数据采集源中的经纬度坐标转换为地图编辑器中的三维坐标，场景构建模块基于坐标转换关系将数据采集源中的位置与地图编辑器中的位置进行匹配，构建场景模型，场景优化模块对场景模型进行优化，得到社区三维模型并发送至监管后台，从而能够针对社区进行三维场景建模，使得社区监管人员能够及时了解社区建筑分布情况。
如图1和图3所示，服务器通过社区监控模块基于分布设置于社区内的监测装置对发生于社区内的危险事件进行监控和定位，获得危险事件发生的目标位置，并利用目标位置投影模块将目标位置投影至三维坐标系中，服务器通过目标平面坐标系确定模块基于目标位置投影结果确定目标平面坐标系，并利用平面图像采集模块基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集社区平面图像，服务器通过分割点计算模块计算危险事件发生区域的分割点，并利用平面图像分割模块基于分割点从社区平面图像中分割出危险事件分割图像，服务器通过分割图像发送模块将危险事件分割图像发送至监管后台。
①目标位置投影模块将目标位置投影至三维坐标系中，目标平面坐标系确定模块基于目标位置投影结果确定目标平面坐标系，包括：
目标位置投影模块将目标位置对应的目标坐标点投影至三维坐标系中的三个平面坐标系上；
目标平面坐标系确定模块剔除三维坐标系中的三个平面坐标系内重复投影的目标坐标点，并将非重复投影的目标坐标点数量最大的平面坐标系作为目标平面坐标系；
其中，社区三维模型设置于三维坐标系中的第一象限内。
②平面图像采集模块基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集社区平面图像，包括：
基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集包括非重复投影的目标坐标点的社区平面图像。
③分割点计算模块计算危险事件发生区域的分割点，包括：
基于社区平面图像中非重复投影的目标坐标点计算危险事件发生区域的分割点。
上述技术方案，社区监控模块基于分布设置于社区内的监测装置对发生于社区内的危险事件进行监控和定位，目标位置投影模块将目标位置投影至三维坐标系中，目标平面坐标系确定模块基于目标位置投影结果确定目标平面坐标系，平面图像采集模块基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集社区平面图像，分割点计算模块计算危险事件发生区域的分割点，平面图像分割模块基于分割点从社区平面图像中分割出危险事件分割图像，分割图像发送模块将危险事件分割图像发送至监管后台，通过对发生于社区内的危险事件进行监控和定位，并以危险事件分割图像的形式发送给监管后台，实现针对社区内发生危险事件的可视化展示，使得社区监管人员能够及时、清晰地了解社区运行情况，便于社区监管人员对社区进行有效管理。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：包括服务器，所述服务器通过数据采集处理模块采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据，并利用模型导入模块将地理场景模型数据导入地图编辑器中，所述服务器通过坐标转换模块将数据采集源中的经纬度坐标转换为地图编辑器中的三维坐标，并利用场景构建模块基于坐标转换关系将数据采集源中的位置与地图编辑器中的位置进行匹配，构建场景模型，所述服务器通过场景优化模块对场景模型进行优化，得到社区三维模型并发送至监管后台；
所述服务器通过社区监控模块基于分布设置于社区内的监测装置对发生于社区内的危险事件进行监控和定位，获得危险事件发生的目标位置，并利用目标位置投影模块将目标位置投影至三维坐标系中，所述服务器通过目标平面坐标系确定模块基于目标位置投影结果确定目标平面坐标系，并利用平面图像采集模块基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集社区平面图像，所述服务器通过分割点计算模块计算危险事件发生区域的分割点，并利用平面图像分割模块基于分割点从社区平面图像中分割出危险事件分割图像，所述服务器通过分割图像发送模块将危险事件分割图像发送至监管后台。
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：所述数据采集处理模块采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据，包括：
按照社区建筑模型数据在各地图上的数据精度和数据更新时间筛选瓦片地图服务器作为数据采集源；
从数据采集源中采集地理数据和社区建筑模型数据，进行数据融合形成地理场景模型数据；
其中，地理数据包括三维建模数据、地形地貌数据和倾斜摄影模型数据。
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：所述坐标转换模块将数据采集源中的经纬度坐标转换为地图编辑器中的三维坐标之后，包括：
人工校验地图编辑器中各建筑的三维坐标与数据采集源中对应建筑的经纬度坐标是否一致，并基于校验结果对坐标转换关系进行调整。
4.根据权利要求3所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：所述场景优化模块对场景模型进行优化，得到社区三维模型，包括：
对场景模型中核心区域的地面模型进行平整，并对场景模型中重复的社区建筑模型进行合并；
对场景模型进行纹理贴图处理、Mip贴图处理和灯光材质处理，得到预处理场景模型；
对预处理场景模型进行多层次细节处理，得到社区三维模型。
5.根据权利要求4所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：所述对场景模型进行纹理贴图处理，包括：
对于社区建筑模型，人工根据实景或效果图进行纹理贴图，达到精模效果，或采用自动化随机纹理贴图，达到简模效果。
6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：所述对场景模型进行灯光材质处理，包括：
利用地图编辑器中灯光系统进行灯光材质烘焙，模拟真实光线的反射、折射和衍射对社区建筑模型的影响效果。
7.根据权利要求6所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：所述对预处理场景模型进行多层次细节处理，得到社区三维模型，包括：
根据社区建筑模型在显示环境中的位置和重要程度，确定各社区建筑模型的渲染资源分配，以降低非重要社区建筑模型的细节程度，进行高效渲染。
8.根据权利要求1所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：所述目标位置投影模块将目标位置投影至三维坐标系中，目标平面坐标系确定模块基于目标位置投影结果确定目标平面坐标系，包括：
目标位置投影模块将目标位置对应的目标坐标点投影至三维坐标系中的三个平面坐标系上；
目标平面坐标系确定模块剔除三维坐标系中的三个平面坐标系内重复投影的目标坐标点，并将非重复投影的目标坐标点数量最大的平面坐标系作为目标平面坐标系；
其中，社区三维模型设置于三维坐标系中的第一象限内。
9.根据权利要求8所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：所述平面图像采集模块基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集社区平面图像，包括：
基于社区三维模型面向目标平面坐标系采集包括非重复投影的目标坐标点的社区平面图像。
10.根据权利要求9所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于：所述分割点计算模块计算危险事件发生区域的分割点，包括：
基于社区平面图像中非重复投影的目标坐标点计算危险事件发生区域的分割点。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311098636.XA CN117197374A (zh) | 2023-08-29 | 2023-08-29 | 一种基于数字孪生的智慧社区系统 |
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| CN (1) | CN117197374A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117690095A (zh) * | 2024-02-03 | 2024-03-12 | 成都坤舆空间科技有限公司 | 一种基于三维场景的智慧社区管理系统 |
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2023
- 2023-08-29 CN CN202311098636.XA patent/CN117197374A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN117690095A (zh) * | 2024-02-03 | 2024-03-12 | 成都坤舆空间科技有限公司 | 一种基于三维场景的智慧社区管理系统 |
| CN117690095B (zh) * | 2024-02-03 | 2024-05-03 | 成都坤舆空间科技有限公司 | 一种基于三维场景的智慧社区管理系统 |
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