Web GIS 航拍实现的智慧园区数字孪生应用

前言

随着智慧城市建设的不断发展，智慧园区作为智慧城市的先行区，其覆盖区域越来越大，产值越来越集中，对于园区数字化建设和智能化管理的诉求也愈加强烈。园区数字化管理是以实现园区多维度业务数据汇聚、融合、共享，通过可视化技术将园区运维进行一体化管理，进而实现一区多园的建设，推进城市的数字化和智能化的建设。

通过图扑软件的可视化引擎以及地理信息系统（Geographic Information System，GIS） 相关技术，对智慧园区运营中心（Intelligent Operations Center，IOC） 进行全方位的数字化建设，一屏展示园区全貌以及园区内建筑、招商、运营、楼宇等相关信息，实现园区的统一管理、监控、预警、调度等一体化建设。

厦门软件园三期位于集美新城核心区以北、后溪镇以南、灌口镇以东、集美文教区以西。背靠河南山，面向杏林湾，紧邻集美新城和园博苑，是集美新城的重要组成部分。智慧园区智能运营中心（IOC）案例以厦门为基点，使用 Hightopo 的 2D、 3D 和 GIS 可视化技术结合倾斜摄影和数字孪生技术，搭建出的一个厦门软件园三期-智慧园区的三维可视化系统。

智慧园区的总体框架主要分为硬件层、数据层、服务层和应用层。

效果展示

园区总览     

通过 HT 可视化系统搭建智慧园区的全场景实现，两侧二维面板辅以数据可视化，对园区各类基础建设数据以更加多样化形式展现，为园区规划、布局、分析和决策提供技术支撑，推进园区数字化转型建设。

场景仿真

场景可以进行晴天、雨天、雪天等天气进行模拟展示，通过对接天气系统数据，实现园区天气、气温、空气质量等数据信息的同步变化呈现。

场景漫游

HT for Web 和 GIS 的集成方案中提供了漫游功能，根据预先设定的线路，让用户以第一人称的视角，对园区区进行巡检漫游。漫游线路的制定可以参考重点区域或智能化水平较高的区域进行制定，给用户呈现园区重点发展区域以及智能化发展成效。

路口监控

智慧交通监管可视化通过园区内一条条道路监控的串联，打造出一个园区“天网”，建设一系列信号灯控制，路口卡扣监控、视频监控等多种方法的系统维护，一定程度上可以解决随着园区建设完善后的交通问题，通过  HT 可视化可对交通态势进行综合掌控，及时发现交通问题。

视频融合

传统视频监控多个分镜头画面以 2D 的方式平铺在显示器上，很难将分镜头视频与实际地理位置相对应，无法对大场景进行有效直观的实时监测，没有态势感知。HT 视频融合解决方案将 2D 图像融合到场景的 3D 模型中，为操作员提供直观的视频图像和简单的视图控制。

HT 视频融合技术采用 WebGL 技术， 利用 GPU 高性能计算能力对视频图像进行实时处理，图像处理不占用 CPU 资源，整个方案画面流畅。

针对路口监控系统的解决方案，图扑软件也有过相关案例可以参考如下：

园区规划     

园区是执行城市产业职能的重要空间形态，园区在改善区域投资环境、引进外资、促进产业结构调整和发展经济等方面发挥积极的辐射、示范和带动作用，成为城市经济腾飞的助推器。园区的规划无论是对园区未来的建设还是园区未来的影响力都有着重大的影响。园区的用地规划，决定了将来园区的环境。园区的配套的合理性；园区的管网规划，影响着园区的将来的运营。

两侧面板呈现了园区规划总面积、规划楼宇数量、公交线路、站点数等信息，区域的规划可划分为建筑用地、绿化用地、居住用地、商业用地、交通用地、水利用地等等。

用地与管网规划

用地规划上，通过不同颜色色块进行区分。通过对用地分布、用地需求、功能定位等方面进行分析，合理确定地块开发强度、用地规模以及控制要求。

地下管网作为城市基础设施非常重要的组成部分，是城市赖以生存和发展的物质基础，被誉为“生命线”。根据管网的粗细、埋深、类型对园区电视管网、给水管网、电力管网、燃气管网、通信管网、污水管网、雨水管网以及中水管网等管网线路数据进行三维的直观呈现。

为完善城市功能、提升城市综合承载力，我国大力推行地下综合管廊建设，地下综合管廊系统不仅解决城市交通拥堵问题，还极大方便了水、电、气、热、通信等市政设施的维护和检修。图扑软件（Hightopo）采用轻量化建模技术仿真地下综合管廊，通过三维可视化展现，大幅提高综合性管廊的运维服务质量，加快构建智能控制、智慧运维于一体的绿色管廊三维可视化管理系统。

园区建设     

园区的建设进度关系着各产业进驻的情况，通过面板数据可了解到园区建设总进度、商场建设进度、楼宇建设进度、道路建设进度、配套设施建设进度。也针对园区内的不同建设区域展示了项目名称、分布以及进度等详情。对于园区内的建设使用资源使用也进行了展示，直观透明。

BIM 楼宇建设

建筑信息模型 （Building Information Modeling，BIM） 是一种建筑行业管理信息系统中的三维模型数据，工程建设专业人员可以通过 BIM 获取相关信息数据，更高效地规划、设计、构建和管理建筑及基础设施。智慧园区将 BIM 楼宇数据叠加到地图场景中，实现 BIM + GIS 的结合展示。通过对 BIM 模型不同楼层及楼层内的资产建设进行分离，动态还原演示了楼宇的建造过程。

园区项目建设

项目情况可实时查看园区内各区块项目的进度情况，项目的编码、名称、投资金额以及建设状态与建设进度的实时更新状态。

园区招商     

招商引资是智慧园区建成后的的一项重要工作内容，园区招商主要是对园区楼宇租赁情况和租金；园区广告位投放；园区停车场分布及使用情况以及园区服务设施的 POI 数据的分布情况等整体招商情况进行全面的呈现，吸引更多企业入园。园区智慧招商让园区运维人员在管理上能节省大量时间与人力成本，提高招商效率。

接入后台企业入住信息，实时更新园区内企业的入住情况、租赁使用面积、价位、产值税收等信息，有效提高园区招商引资、项目促建的工作效率。

园区运营     

园区运营是智慧园区后期的一个重要管理，目标在于提高园区的维护管理、监控管理以及运营效益。通过将可视化和物联网技术结合实现园区人、车、物、环境等信息智能化监控和管理。整合物联网智能设备数据，形成智能设备态势分析。HT 智慧园区可视化为园区和企业管理提供了数字化运维方式，提升日常办公和跨部门协作的能力，使园区运营工作实现全面信息化和移动化。

通过对园区环境设施和车辆的实时数据展示，对每一栋楼宇进出人员的实时分析，历年营业额统计分析以及入住重点企业的情况的实时数据呈现，实现园区的智慧运营，提升园区运营的综合管理。

园区楼宇     

智慧园区是城市的缩影，智慧楼宇是园区的简影。智慧园区的场景除了使用航拍的倾斜摄影三维实景数据，HT 还通过 3D 仿真形式对园区整体进行精细化的还原建模，从园区的整体环境，到楼宇周边环境，再到楼宇内外部设备进行立体仿真展示。采用轻量化三维建模技术，根据园区现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料进行外观高精度建模还原，通过 HT 实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。

随着信息技术的发展，建筑管理也有了更多的方式，楼宇电梯系统、楼宇照明系统、消防系统、安防系统、环境与空调系统的部署可以充分实现楼宇管理智能化、数字化。智慧楼宇可视化整合对接各类业务系统的基础上，通过 HT 智慧园区可视化平台实现对楼宇各系统的综合统一管理，减轻了楼宇管理成本负担，提高经营管理效率。对于不同的楼宇情况，图扑软件也有多种针对性的解决方案。

电梯系统

主画面以线框的科技风格为主的大楼设计，周边道路以流金样式呈现，线框内电梯以黄色效果展示，升降情况将二维面板和三维场景进行联动结合，对接电梯实时运行数据，实现电梯二三维一体化的实时运行监控，电梯监控视频展示各不同电梯的内部情况，右侧辅以电梯运行情况：里程数、载人数量、故障次数、检查次数，以及常规电梯、消防电梯设备运行时的实时情况并对电梯报警情况进行数据趋势分析。以便于运维人员对电梯进行预警监测与及时设备安全检测。

照明系统

集成楼宇内外的照明系统，用 HT 智慧园区可视化平台对楼宇内的照明设备进行集中监控，可调整不同时段的灯光效果模式，对环境照度以及照明能耗通过数据趋势图进行分析展示，对室内外照明检测运行状态进行实时更新，让管理人员能够及时处理照明系统问题。通过系统接入可视化，让问题及时发现及时处理，帮助运维人员及时处理照明设备的维修问题，提高楼宇的管理效率和服务水平。

消防系统

消防装备的定位显示通过红光点进行提示，HT 将消防各项预警监测信息通过可视化形式给运维人员提供了楼宇管控更便捷高效的方式。可以从面板查看到各楼道消防主机、通道的运行与i监测情况；烟感、电气火灾数量情况；消防报警的次数；消防水压的实时更新动态，对于异常情况可进行及时处理。以及实时更新各电梯、设备的高危火险情况。在灾难发生时，可视化系统可迅速知晓问题所在，便于消防人员进行对应方案的执行、完成最优逃生路线的规划，调用告警系统和广播等形式提醒楼宇内人员逃离危险，确保园区内人员生命财产安全。

安防系统

融合视频监控、报警、门禁、智能停车场、AI 人脸识别、闸机系统、人流管控、流量监控等系统，联动各个安防子系统，实现园区办公区域、公共区域、设备区域等安防管理，实现综合一体化智能管理，协助园区运维人员提高管理效率，促进基础安保业务将智能化、数字化管理迈进。

环境与空调系统

为创造更好的楼宇办公环境，室外的 PM 值、温湿度、风速以及室内的实时温度、湿度、二氧化碳含量等信息的监测都十分重要，此次案例也对水冷系统进行了全方位监控视频的采集呈现，并辅以水冷主机的运行功率、电量、机组运行状态、工况、VRV 系统运行状态等信息。

VRV（Variable Refrigerant Volume，VRV）空调系统是通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内换热器的制冷剂流量，适时满足室内冷、热负荷要求的直接蒸发式制冷系统。对各设备的多数据采集、监测、计量、分析，实现对能耗的实时监测和可视化管理，动态展示能耗变化趋势，实现节能增效的目标。

总结

在经济快速发展的时代里，园区（软件园、科技园、物流园、港口码头等）是城市发展的产物，智慧园区是智慧城市建设转型的载体，数字化、智能化，对于新园区的建设和旧园区的升级转型都有着不可忽视的影响力。

HT 采用自主研发的二三维可视化引擎、GIS、BIM 以及视频融合等技术，接入倾斜摄影、GIS 空间信息数据、智能物联网 IoT 数据以及大数据系统平台的等数据信息，结合轻量化建模方案实现甚至手机端都可随时随地查看 3D 可视化效果，提升园区管理和运行效率，为园区的智能化建设、数字化转型和一体化管理提供解决方案。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接：https://www.hightopo.com/demos/index.html